هارد دیسک با درایوهای نوری چه تفاوتی دارد؟ رسانه ذخیره سازی نوری

در سال 1979، فیلیپس و سونی یک رسانه ذخیره سازی کاملاً جدید ایجاد کردند که جایگزین صفحه گرامافون شد. دیسک های نوری(سی دی - لوح فشرده- CD) برای ضبط و پخش صدا. در سال 1982 تولید انبوه سی دی ها در کارخانه ای در آلمان آغاز شد. مایکروسافت و اپل کامپیوتر سهم قابل توجهی در رواج سی دی داشتند.

در مقایسه با ضبط مکانیکی صدا، دارای تعدادی مزیت است - تراکم ضبط بسیار بالا و غیبت کاملتماس مکانیکی بین رسانه و دستگاه خواندن در حین ضبط و پخش. با استفاده از پرتو لیزرسیگنال ها به صورت دیجیتالی بر روی یک دیسک نوری چرخان ضبط می شوند.

در نتیجه ضبط، یک مسیر مارپیچی بر روی دیسک تشکیل می شود که از فرورفتگی ها و مناطق صاف تشکیل شده است. در حالت پخش، یک پرتو لیزر متمرکز بر یک مسیر در سراسر سطح یک دیسک نوری در حال چرخش حرکت می کند و اطلاعات ضبط شده را می خواند. در این حالت، فرورفتگی ها به صورت صفر خوانده می شوند و مناطقی که نور را به طور یکنواخت منعکس می کنند، یک خوانده می شوند. روش ضبط دیجیتال عدم تقریباً کامل تداخل و کیفیت صدای بالا را تضمین می کند. چگالی ضبط بالا به دلیل توانایی تمرکز پرتو لیزر در نقطه ای کوچکتر از 1 میکرون به دست می آید. این زمان ضبط و پخش طولانی را فراهم می کند.

برنج. 13. سی دی نوری

در پایان سال 1999، سونی از ایجاد یک رسانه جدید، Super Audio CD (SACD) خبر داد. در این مورد، از فناوری به اصطلاح "جریان دیجیتال مستقیم" DSD (Direct Stream Digital) استفاده می شود. پاسخ فرکانسی 0 تا 100 کیلوهرتز و نرخ نمونه برداری 2.8224 مگاهرتز بهبود قابل توجهی در کیفیت صدا در مقایسه با سی دی های معمولی ایجاد می کند. به لطف نرخ نمونه برداری بسیار بالاتر، فیلترها در طول ضبط و پخش غیر ضروری هستند، زیرا گوش انسان این سیگنال مرحله را به عنوان یک سیگنال آنالوگ "صاف" درک می کند. این سازگاری را تضمین می کند فرمت موجودسی دی. دیسک های HD تک لایه جدید، دیسک های HD دو لایه و دیسک ها و سی دی های HD دو لایه هیبریدی منتشر می شوند.

نگاه داشتن صداهای ضبط شده V فرم دیجیتالروی دیسک های نوری بسیار بهتر از فرم آنالوگ در صفحات گرامافون یا نوار کاست است. اول از همه، دوام ضبط به طور نامتناسبی افزایش می یابد. از این گذشته ، دیسک های نوری عملاً ابدی هستند - آنها از خراش های کوچک نمی ترسند و پرتو لیزر هنگام پخش فایل های ضبط شده به آنها آسیب نمی رساند. بنابراین، سونی یک ضمانت 50 ساله برای ذخیره سازی اطلاعات روی دیسک ها ارائه می دهد. علاوه بر این، سی دی ها تحت تأثیر تداخل معمول ضبط مکانیکی و مغناطیسی قرار نمی گیرند، بنابراین کیفیت صدای دیسک های نوری دیجیتال به طور غیر قابل مقایسه ای بهتر است. علاوه بر این، با ضبط دیجیتال، امکان پردازش صدای کامپیوتری نیز وجود دارد که به عنوان مثال می توان صدای اصلی ضبط های مونو قدیمی را بازیابی کرد، نویز و اعوجاج را از آنها حذف کرد و حتی آنها را به استریو تبدیل کرد.

برای پخش سی دی می توان از پخش کننده (به اصطلاح سی دی پلیر)، سیستم های استریو و حتی لپ تاپ های مجهز به درایو مخصوص (به اصطلاح دستگاه پخش سی دی) و بلندگوهای صدا. تا به امروز بیش از 600 میلیون سی دی پلیر و بیش از 10 میلیارد سی دی در دست کاربران در سراسر جهان وجود دارد! پخش‌کننده‌های سی‌دی قابل حمل، مانند پخش‌کننده‌های کاست فشرده مغناطیسی، مجهز به هدفون هستند (شکل 14).

برنج. 14. سی دی پلیر

برنج. 15. رادیو با پخش سی دی و تیونر دیجیتال

برنج. 16. مرکز موسیقی

سی دی های موسیقی در کارخانه ضبط می شوند. مانند صفحه های گرامافون، فقط می توان به آنها گوش داد. با این حال، برای سال های گذشتهسی دی های نوری برای ضبط تکی (اصطلاحاً CD-R) و چندگانه (به اصطلاح CD-RW) روی یک کامپیوتر شخصی مجهز به درایو مخصوص ساخته شده اند. این امر امکان ضبط روی آنها را در شرایط آماتور فراهم می کند. دیسک های CD-R را می توان فقط یک بار ضبط کرد، اما دیسک های CD-RW را می توان چندین بار ضبط کرد: مانند یک ضبط صوت، می توان آنها را پاک کرد. ورودی قبلیو در جای خود یک مورد جدید بسازید.

روش ضبط دیجیتال امکان ترکیب متن و گرافیک با صدا و تصاویر متحرک را در رایانه شخصی فراهم کرد. این فناوری "چند رسانه ای" نامیده می شود.

CD-ROM های نوری (Compact Disk Read Only Memory - یعنی حافظه فقط خواندنی روی CD) به عنوان رسانه ذخیره سازی در چنین رایانه های چند رسانه ای استفاده می شود. از نظر خارجی، آنها با سی دی های صوتی مورد استفاده در پخش کننده ها و مراکز موسیقی. اطلاعات موجود در آنها به صورت دیجیتالی نیز ثبت می شود.

جایگزین سی دی های موجود می شود استاندارد جدیدرسانه ذخیره سازی - DVD (Digital Versatil Disc یا دیسک دیجیتال همه منظوره). آنها هیچ تفاوتی با سی دی ها ندارند. ابعاد هندسی آنها یکسان است. تفاوت اصلی بین دیسک های DVD تراکم ضبط بسیار بالاتر آن است. 7-26 برابر بیشتر اطلاعات را در خود نگه می دارد. این به لطف طول موج لیزر کوتاهتر و اندازه نقطه کوچکتر پرتو متمرکز انجام می شود که باعث می شود فاصله بین مسیرها به نصف کاهش یابد. علاوه بر این، دی وی دی ها ممکن است یک یا دو لایه اطلاعات داشته باشند. با تنظیم موقعیت سر لیزر می توان به آنها دسترسی داشت. در یک DVD، هر لایه اطلاعات دو برابر نازکتر از یک سی دی است. بنابراین امکان اتصال دو دیسک با ضخامت 0.6 میلی متر به یکی با ضخامت استاندارد 1.2 میلی متر وجود دارد. در این صورت ظرفیت دو برابر می شود. در مجموع، استاندارد DVD 4 تغییر را ارائه می دهد: یک طرفه، یک لایه 4.7 گیگابایت (133 دقیقه)، یک طرفه، دو لایه 8.8 گیگابایت (241 دقیقه)، دو طرفه، یک لایه 9.4 گیگابایت (266 دقیقه). ) و دو طرفه، دو لایه 17 گیگابایت (482 دقیقه). دقیقه های مشخص شده در پرانتز زمان پخش برنامه های ویدئویی دیجیتال با کیفیت بالا با چند زبانه دیجیتال است صدای فراگیر. استاندارد جدید DVD به گونه‌ای تعریف شده است که مدل‌های خواننده آینده به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند تمام نسل‌های قبلی سی‌دی را پخش کنند. با رعایت اصل "سازگاری با عقب". استاندارد DVD در مقایسه با CD-ROM ها و CD های ویدئویی LD، زمان پخش قابل توجهی طولانی تر و کیفیت فیلم های ویدیویی را بهبود می بخشد.

فرمت های DVD-ROM و DVD-Video در سال 1996 ظاهر شدند و بعداً فرمت DVD-audio برای ضبط صدای با کیفیت بالا توسعه یافت.

درایوهای DVD نسخه های کمی بهبود یافته درایوهای CD-ROM هستند.

دیسک‌های نوری سی‌دی و دی‌وی‌دی اولین رسانه دیجیتال و دستگاه‌های ذخیره‌سازی برای ضبط و بازتولید صدا و تصویر شدند.

تاریخچه حافظه فلش

تاریخچه ظهور کارت های حافظه فلش با تاریخچه تلفن های همراه مرتبط است. دستگاه های دیجیتالکه می توان آن را در کیف، در جیب سینه کت یا پیراهن و یا حتی به عنوان جاکلیدی دور گردن با خود حمل کرد.

اینها پخش کننده های MP3 مینیاتوری هستند، دستگاه های ضبط صدا دیجیتال، دوربین های عکاسی و فیلمبرداری، گوشی های هوشمند و رایانه های شخصی جیبی - PDA، مدل های مدرن تلفن های همراه. اندازه کوچک این دستگاه ها، نیاز به افزایش ظرفیت حافظه داخلی برای نوشتن و خواندن اطلاعات داشتند.

چنین حافظه ای باید جهانی باشد و برای ضبط هر نوع اطلاعات به صورت دیجیتالی استفاده شود: صدا، متن، تصاویر - نقاشی ها، عکس ها، اطلاعات ویدئویی.

اولین شرکتی که فلش مموری را تولید و وارد بازار کرد اینتل بود. در سال 1988، حافظه فلش 256 کیلوبیتی به اندازه یک جعبه کفش نشان داده شد. بر اساس ساخته شده است مدار منطقی NOR (در رونویسی روسی - NOT-OR).

حافظه فلش NOR سرعت نوشتن و پاک کردن نسبتاً پایینی دارد و تعداد چرخه های نوشتن نسبتاً کم است (حدود 100000). چنین فلش مموری می تواند در مواقعی استفاده شود که ذخیره سازی تقریباً دائمی داده ها با رونویسی بسیار نادر مورد نیاز است، به عنوان مثال، برای ذخیره سیستم عامل دوربین های دیجیتال و تلفن های همراه.

انواع دیسک های نوری که در حال حاضر در رایانه ها و تجهیزات خانگی استفاده می شوند را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: سی دی (Compact Disk) و دیسک های دیجیتال همه کاره DVD (Digital Versatile Disk/Digital Video Disk). سی دی و دی وی دی هم همینطوره ابعاد فیزیکی(قطر 120/80 میلی متر)، اما در چگالی ضبط داده ها و ویژگی های هدهای نوری مورد استفاده برای خواندن داده ها متفاوت است. بر اساس عملکرد، سی دی ها و دی وی دی ها به سه دسته تقسیم می شوند:

غیر قابل نوشتن (فقط خواندنی)؛

یک بار بنویس و بارها بخوان؛

با قابلیت بازنویسی.

اصل کار تمام درایوهای نوری موجود بر اساس استفاده از پرتو لیزر برای نوشتن و خواندن اطلاعات به صورت دیجیتال است. در طی فرآیند ضبط، پرتو لیزر ردی بر روی لایه فعال رسانه نوری بر جای می‌گذارد که سپس می‌توان آن را با استفاده از همان پرتو لیزر خواند، اما با قدرت کمتری نسبت به هنگام نوشتن.

برای خواندن داده ها، درایوهای CD از لیزر مادون قرمز با طول موج 780 نانومتر و یک سیستم نوری با دیافراگم عددی 0.45 استفاده می کنند. (دیافراگم عددی - از لات. دیافراگم– سوراخ – برابر با 0.5 n sinα، که در آن n ضریب شکست محیطی است که جسم در آن قرار دارد، α زاویه بین پرتوهای شدید شار نور مخروطی است که وارد سیستم نوری می شود.) ظرفیت CDهای استاندارد مورد استفاده برای فضای ذخیره سازی داده ها 650 یا 700 مگابایت است. سی دی های ضبط شده در فرمت AudioCD (که برای دستگاه های صوتی مصرف کننده ساخته شده است) می توانند تا 80 دقیقه ضبط استریو را نگه دارند.

برای خواندن داده ها در دی وی دی-درایو استفاده می شود لیزر قرمز با طول موج 650 نانومتر و سیستم نوری با دیافراگم عددی 0.6. ظرفیت استاندارد دیسک دی وی دی از 4.7 گیگابایت و بالاتر است.

CD-ROM (حافظه فقط خواندنی دیسک فشرده) - دیسک های نوری لیزری غیرقابل بازنویسی یا دیسک های فشرده ROM. سی دی با استفاده از یک لیزر مادون قرمز بسیار قدرتمند ساخته شده است که سوراخ های 0.8 میکرونی را در یک دیسک ضد شیشه مخصوص می سوزاند. در این حالت فرورفتگی هایی در سطح - فرورفتگی ها (گودال انگلیسی) - و فضاهای مسطح - سکوها (زمین انگلیسی) ایجاد می شود. ضبط در فاصله ای از سوراخ در مرکز شروع می شود و به صورت مارپیچی به سمت لبه حرکت می کند. از همین رو دیسک کنترلدر مکان هایی که لیزر سوراخ هایی را سوزانده است، یک قالب با برآمدگی هایی ساخته می شود. رزین مایع (پلی کربنات) به قالب تزریق می شود و به این ترتیب یک دیسک فشرده با همان مجموعه سوراخ هایی که در دیسک شیشه ای وجود دارد به دست می آید. یک لایه بسیار نازک از آلومینیوم روی رزین اعمال می شود و با یک لاک محافظ پوشانده می شود. CD-ROM ها در دفتر سازنده نوشته می شوند و برای توزیع حجم زیادی از اطلاعات فقط خواندنی استفاده می شوند. در این حالت، کاربر فرصتی برای پاک کردن یا نوشتن اطلاعات روی چنین دیسکی ندارد.

CD-R ها از صفحات پلی کربنات ساخته شده اند که در تولید دیسک های فشرده نیز استفاده می شود. با این حال، ساختار تفاوت هایی دارد. یک مسیر مارپیچی از قبل روی دیسک اعمال می شود و یک لایه رنگ بین لایه پلی کربنات و بازتابنده وجود دارد. در مرحله اولیه، لایه رنگ شفاف است که اجازه می دهد نور لیزر از آن عبور کند و از لایه بازتابنده منعکس شود. هنگام ثبت اطلاعات، قدرت لیزر افزایش می یابد و هنگامی که پرتو به رنگ می رسد، رنگ گرم می شود و در نتیجه پیوند شیمیایی از بین می رود. این تغییر در ساختار مولکولی یک نقطه تاریک ایجاد می کند. هنگام خواندن، ردیاب نوری تفاوت بین نقاط تاریک و مناطق شفاف را تشخیص می دهد. این تفاوت به عنوان تفاوت بین فرورفتگی ها و سکوها درک می شود. نیتروژن فلزی، سیانین، فتالوسیانین، یا امیدوارکننده ترین فورمازان، مخلوطی از سیانین و فتالوسیانین، به عنوان رنگ استفاده می شود. لایه بازتابنده یک لایه نازک از طلا یا نقره است.

CD-RW ها به شما امکان می دهند بارها و بارها اطلاعات را بر روی دیسک هایی با سطح بازتابنده ضبط کنید، که در زیر آن لایه ای از نوع Ag-In-Sb-Te (نقره-ایندیوم-آنتیمون-تلوریم) با فاز حالت متغیر رسوب می کند. این آلیاژ دارای دو حالت کریستالی و آمورف است که بازتاب متفاوتی دارند. سی دی رایتر مجهز به لیزر با سه گزینه برق می باشد. لیزر در بالاترین قدرت خود، آلیاژ را ذوب می کند و آن را از حالت کریستالی (بازتاب زیاد) به حالت آمورف (بازتاب کم) تبدیل می کند و فرورفتگی ایجاد می کند. در قدرت متوسط، آلیاژ ذوب می شود و به حالت کریستالی طبیعی خود باز می گردد و فرورفتگی دوباره به یک پلت فرم تبدیل می شود. در توان کم، لیزر اطلاعات را می خواند و وضعیت ماده را تعیین می کند (هیچ تغییر حالتی رخ نمی دهد).

DVD همان دیسک فشرده است که از پلی کربنات با فرورفتگی ها و پدها ساخته شده است. با این حال، چندین تفاوت وجود دارد. دی وی دی دارای گودی های کوچکتر (0.4 میکرون به جای 0.8، مانند معمولی)، مارپیچ متراکم تر (0.74 میکرون به جای 1.6)، و از پرتو لیزر قرمز کوتاه تر (650 نانومتر به جای 780 نانومتر) استفاده می کند. این بهبودها با هم منجر به افزایش هفت برابری ظرفیت دیسک (4.7 گیگابایت) شد.

در حال حاضر 4 فرمت وجود دارد دی وی دی:

1. تک لایه یک طرفه (4.7 گیگابایت).

2. دو لایه یک طرفه (8.5 گیگابایت).

3. تک لایه دو طرفه (9.4 گیگابایت).

4. دو طرفه، دو لایه (17 گیگابایت).

با تکنولوژی دو لایه، یک لایه بازتابنده نیمه شفاف بر روی لایه بازتابنده پایینی قرار می گیرد. بسته به جایی که لیزر متمرکز شده است، از یک لایه یا لایه دیگر منعکس می شود. برای اطمینان از خواندن مطمئن اطلاعات، گودی ها و زمین های لایه زیرین باید کمی بزرگتر باشند، بنابراین ظرفیت لایه پایین کمی کمتر از لایه بالایی است.

دی وی دی ها دارای مزایای زیر هستند:

ظرفیت قابل توجهی بزرگتر در مقایسه با CD.

سازگار با سی دی؛

تبادل اطلاعات با سرعت بالا با درایو DVD.

قابلیت اطمینان بالای ذخیره سازی داده ها

شایان ذکر است که ظهور فناوری‌های جدید Blu-ray و HD-DVD باعث می‌شود اطلاعات چندین برابر بیشتر از روی دیسک قرار گیرد. دی وی دی معمولی. این فناوری ها مبتنی بر استفاده از لیزر آبی با طول موج 405 نانومتر هستند. فرمت HD-DVD اطلاعات 15 گیگابایتی را در یک لایه و 30 گیگابایتی را در دو لایه ضبط می کند. Blu-ray به ترتیب 25 و 50 گیگابایت را ذخیره می کند.

دیسک های نوری مغناطیسی

اصل عملکرد یک دستگاه ذخیره سازی مغناطیسی نوری (Magneto Optical) مبتنی بر استفاده از دو فناوری لیزر و مغناطیسی است.

ساختار اساسی همه انواع دیسک های مغناطیسی نوری یکسان است؛ تنها تفاوت می تواند این باشد که برخی از دیسک ها یک سطح کار دارند، در حالی که برخی دیگر دارای دو سطح هستند. ساختار اصلی یک دیسک یک طرفه در شکل 2.17 نشان داده شده است.

سطح یک دستگاه ذخیره سازی مغناطیسی نوری (MOS) با آلیاژی پوشیده شده است که خواص آن هم تحت تأثیر گرما و هم تحت تأثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند. اگر دیسک بالاتر از دمای معینی گرم شود، امکان تغییر قطبش مغناطیسی از طریق یک میدان مغناطیسی کوچک وجود دارد. فن آوری های خواندن و نوشتن MOD بر این اساس است.

بنابراین، در حین ضبط، پرتو لیزر ناحیه ای از دیسک را که قرار است ضبط انجام شود به اصطلاح "نقطه کوری" گرم می کند (برای اکثر آلیاژهای مورد استفاده، این حالت در دمای حدود 200 درجه سانتیگراد رخ می دهد). .

در نقطه کوری، نفوذپذیری مغناطیسی کاهش می یابد و تغییر در حالت مغناطیسی ذرات می تواند توسط یک میدان مغناطیسی نسبتا کوچک ایجاد شود. فیلد همه سلول های بیت را در یک حالت قرار می دهد. با این کار تمام اطلاعات روی دیسک پاک می شود.

سپس جهت میدان مغناطیسی معکوس می شود و لیزر فقط در لحظاتی روشن می شود که جهت ذرات در سلول بیت (مقدار بیت) باید تغییر کند. سپس آلیاژ سرد می شود و ذرات آن در موقعیت جدیدی جامد می شوند.

هنگام خواندن، از پرتو لیزر کم توان استفاده می شود. نور منعکس شده به عنصر حساس به نور برخورد می کند که جهت قطبش را تعیین می کند. بسته به این جهت، عنصر حساس به نور یک باینری یا یک صفر دودویی را به کنترل کننده درایو نوری مغناطیسی ارسال می کند.

درایوهای نوری مغناطیسی می توانند داخلی یا خارجی باشند. علاوه بر درایوهای دیسک معمولی، کتابخانه های به اصطلاح نوری با تغییر خودکار دیسک در حال گسترش هستند که ظرفیت آنها می تواند صدها گیگابایت و حتی چندین ترابایت باشد. زمان تغییر دیسک چند ثانیه است و زمان دسترسی و سرعت انتقال داده مانند درایوهای دیسک معمولی است.

درایوهای فلش

رسانه های ذخیره سازی مبتنی بر تراشه های حافظه فلش در حال حاضر به طور گسترده در دوربین های دیجیتال، تلفن های همراه و کامپیوتر استفاده می شوند.

فلش مموری نوع خاصی از حافظه نیمه هادی غیر فرار قابل بازنویسی مجدد است. یک سلول فلش مموری از یک ترانزیستور واحد با معماری خاص تشکیل شده است که می تواند چندین بیت را ذخیره کند. عمده رسانه های مبتنی بر فناوری فلش به اصطلاح کارت های فلش هستند که رسانه اصلی ذخیره سازی تجهیزات مدرن قابل حمل هستند. جهت دوم، که اکنون به سرعت در حال توسعه است، فلش مموری با رابط USBبرای اتصال مستقیم به کامپیوتر مزیت فلش مموری نسبت به هارد، سی دی رام و دی وی دی این است که هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، بنابراین فلش مموری جمع و جورتر است و حجم بیشتری را فراهم می کند. دسترسی سریع. اطلاعات ثبت شده روی فلش مموری را می توان بسیار ذخیره کرد مدت زمان طولانی(از 20 تا 100 سال) و قادر به تحمل بارهای مکانیکی قابل توجه (5 تا 10 برابر بیشتر از حداکثر مجاز برای معمولی است. دیسکهای سخت). نقطه ضعف آن در مقایسه با هارد دیسک، حجم نسبتا کم و همچنین محدودیت در تعداد چرخه های بازنویسی (از 10000 تا 1000000 برای انواع مختلف) است.

درایوهای فلش کامپیوتر به شکل جاکلیدی با پورت USB به عنوان استفاده می شود رسانه قابل جابجاییاطلاعات و دارای حجم 16، 32، 64، 128، 256، 512 مگابایت، 1 گیگابایت، 2 گیگابایت، 4 گیگابایت، 8 گیگابایت است که البته محدودیتی نیست، زیرا فناوری ها دائما در حال بهبود هستند.

دستگاه های ورودی

دستگاه های ورودی اطلاعات دریافتی از دستگاه های جانبی را به شکل دیجیتال تبدیل می کنند. برای وارد کردن اطلاعات از دستگاه‌های زیر استفاده می‌شود: صفحه‌کلید، دستکاری‌کننده، اسکنر، دیجیتالیزر (تبلت‌های دیجیتال)، صفحه‌های لمسی، دستگاه‌های ورودی گفتار، دوربین های دیجیتالو غیره.

صفحه کلید

صفحه کلید وسیله اصلی وارد کردن اطلاعات به رایانه شخصی است. این ماتریسی از کلیدها است که در یک کل واحد ترکیب شده اند، و یک واحد الکترونیکی برای تبدیل ضربه های کلید به کد باینری. هر کلید روی صفحه کلید مربوط به یک کد اسکن هفت رقمی (کد اسکن) است. هنگامی که یک کلید فشار داده می شود، سخت افزار صفحه کلید یک کد فشار یک بایت تولید می کند و هنگامی که یک کلید آزاد می شود، یک کد انتشار یک بایت مربوطه تولید می شود. کد کلیکی همان کد اسکن است. کد انتشار با کد اسکن با وجود یک کد در مهم ترین بیت بایت متفاوت است. اگر یک کلید بیش از 0.5 ثانیه فشار داده شود، کدهای فشار کلید به طور خودکار با فرکانس 10 بار در ثانیه تولید می شوند. تولید خودکاراگر کلید رها شود یا کلید دیگری فشار داده شود، کد متوقف می شود. بنابراین، اگر کلیدی "گیر" کرد، برای از بین بردن عواقب، کافی است هر کلید دیگری را فشار دهید. اصل عملکرد صفحه کلید در شکل 2.19 نشان داده شده است. هنگامی که یک کلید را فشار می دهید، سیگنال توسط کنترل کننده صفحه کلید ثبت می شود و یک وقفه سخت افزاری را آغاز می کند، پردازنده کار نمی کند و روال تحلیل کد اسکن را انجام می دهد. وقفه توسط یک برنامه ویژه که بخشی از حافظه فقط خواندنی (ROM) است پردازش می شود. هر صفحه کلید دارای 4 گروه کلید است:

کلیدهای ماشین تحریر برای وارد کردن حروف بزرگ و کوچک، اعداد و کاراکترهای خاص؛

کلیدهای سرویسی که معنای فشار دادن بقیه را تغییر می دهند و سایر اقدامات را برای کنترل ورودی صفحه کلید انجام می دهند (Alt، Ctrl، Shift، Tab، Backspace، Enter، Caps Lock، Num Lock، صفحه چاپ و غیره)؛

کلیدهای عملکردی(F1-F12)، معنی فشار دادن که بستگی به محصول نرم افزاری;

کلیدهای دو حالته صفحه کلید عددیارائه ورودی سریع و راحت اطلاعات دیجیتال و همچنین کنترل مکان نما و تغییر حالت های عملکرد صفحه کلید.

دستکاری کننده ها

مانیپولاتورها دستگاه هایی هستند که برای کنترل مکان نما (نشانگر) روی صفحه نمایشگر طراحی شده اند.

مانیپولاتورها تجربه کاربر را راحت‌تر می‌کنند، به خصوص در برنامه‌های رابط کاربری گرافیکی. مانیپولاتورها عبارتند از: ماوس، جوی استیک، قلم نور، گوی و غیره.

ماوس وسیله ای است برای اشاره به نقاط مورد نظر روی صفحه نمایش با حرکت دادن آن بر روی یک سطح صاف. مختصات مکان ماوس به کامپیوتر منتقل می شود و باعث می شود مکان نما (نشانگر) ماوس مطابق با آن حرکت کند. مطابق با اصل عملکرد، بین اپتومکانیکی و موس های نوری.

اصل کار یک ماوس اپتومکانیکی (شکل 2.20) تبدیل حرکت ماوس به تکانه های الکتریکی تولید شده با استفاده از یک اپتوکوپلر - LED ها (منابع نور) و فوتودیودها (گیرنده های نور) است. وقتی ماوس را حرکت می‌دهید، چرخش توپ از طریق غلتک‌ها به دیسک‌های دارای "شکاف" منتقل می‌شود. چرخش دیسک باعث می شود شار نور بین LED و فتودیود با هم همپوشانی پیدا کند که منجر به ظاهر شدن پالس های الکتریکی می شود. فرکانس پالس مربوط به سرعت حرکت ماوس است.

در حال حاضر، ماوس های نوری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. تمام موش‌های نوری مدرن از نظر ساختاری دارای یک دوربین فیلمبرداری مینیاتوری هستند که از حسگر CMOS به عنوان عنصر حساس به نور استفاده می‌کند. (یک حسگر تصویر حاوی یک لایه سیلیکونی حساس به نور که در آن فوتون ها به الکترون تبدیل می شوند. CMOS - مکمل نیمه هادی اکسید فلزی) یک منبع نور، معمولا قرمز، در مقابل حسگر قرار دارد تا سطح زیر دیود ساطع نور ماوس را روشن کند. . هنگامی که ماوس را حرکت می دهید، سنسور تصاویر سطح را پردازش می کند و آنها را به صورت سیگنال به یک پردازنده تخصصی DSP (پردازش سیگنال دیجیتال) می فرستد که تغییرات در تصاویر دریافتی را تجزیه و تحلیل می کند و بر این اساس جهت حرکت ماوس را تعیین می کند. با این حال، ماوس های نوری را نمی توان روی سطوح شیشه ای یا آینه ای استفاده کرد.

همچنین موش های بی سیم وجود دارند که در آنها اطلاعات با استفاده از اشعه مادون قرمز یا سیگنال های رادیویی با استفاده از فرستنده داخلی منتقل می شود. این سیگنال ها توسط یک گیرنده مخصوص ضبط شده و به کامپیوتر ارسال می شود. هنگام استفاده از مادون قرمز، ماوس باید در خط دید گیرنده باشد. اگر از برد رادیویی استفاده شود، این شرط اجباری نیست.

آخرین پیشرفت در زمینه دستکاری کننده های نوع ماوس استفاده از فناوری لیزر است. هنگامی که ماوس را حرکت می دهید، پرتو لیزر که از سطح منعکس می شود، به سنسور برخورد می کند که تغییرات شناسایی شده در سطح را به حرکت مکان نما بر روی صفحه نمایشگر تبدیل می کند. استفاده از پرتو لیزر به ماوس این امکان را می دهد که نسبت به ماوس های نوری معمولی حساس تر باشد و همچنین می تواند روی هر سطحی استفاده شود. در عین حال لیزر برای انسان نامرئی و بی خطر است.

کیفیت یک مدل ماوس خاص با وضوح ماوس تعیین می شود که بر حسب dpi (نقطه در هر اینچ) اندازه گیری می شود، اگرچه واحد دیگری نیز وجود دارد، cpi (تعداد در هر اینچ). به طور معمول، وضوح ماوس، بسته به مدل، از 300 تا 900 نقطه در اینچ متغیر است. چگونه وضوح بالاتر، مکان نما ماوس با دقت بیشتری قرار می گیرد. از نظر ساختاری، موش ها به شکل یک جعبه پلاستیکی با دکمه ها، معمولا با دو - اصلی و اضافی ساخته می شوند.

دستکاری کننده دیگری که در آن مکان نما با چرخش دستی یک توپ بیرون زده بالای یک سطح صاف حرکت می کند، گوی تراک است (شکل 2.22، a). اصل کار مانند ماوس های اپتومکانیکی است. گوی تراک در اصل همان ماوس است که فقط وارونه شده است.

جوی استیک وسیله ای است که معمولاً در کنسول های بازی و کامپیوترهای بازی(شکل 2.22، ب). اهرمی است که حرکت آن باعث حرکت مکان نما روی صفحه می شود. اهرم شامل یک یا چند دکمه است. در این حالت، مکان نما به شکل یک جسم متحرک است.

از یک قلم نوری می توان برای اشاره به نقطه ای از صفحه نمایش یا برای تشکیل تصاویر استفاده کرد. نوک قلم نوری حاوی یک فتوسل است که به سیگنال نوری ارسال شده توسط صفحه نمایش در نقطه تماس قلم واکنش نشان می دهد. از آنجایی که صفحه مانیتور از چندین نقطه (پیکسل) تشکیل شده است، هنگامی که دکمه ای را روی قلم فشار می دهید، سیگنالی به رایانه شخصی منتقل می شود که مختصات از آن محاسبه می شود. پرتو الکترونیدر زمان ثبت آن یکی دیگر از زمینه های کاربردی قلم سبک، آن است اشتراک گذاریبا دیجیتایزر دیجیتایزر (دیجیتایزر) وسیله ای است که برای وارد کردن اطلاعات گرافیکی طراحی شده است. وقتی قلم را روی تبلت حرکت می‌دهید، مختصات آن در حافظه رایانه ثبت می‌شود، یعنی در این حالت، قلم نوری عملکرد «نوشتن» را انجام می‌دهد.

صفحه نمایش های لمسی

صفحه لمسی صفحه نمایشی است که با دستگاه های لمسی ترکیب شده است که به شما امکان می دهد اطلاعات را با لمس انگشت وارد رایانه کنید.

به طور کلی کاربر هنگام کار با یک دستگاه لمسی، مکان نما (سطح این دستگاه)، حرف، عدد یا سایر شکل های نمایش داده شده روی صفحه را با انگشت خود لمس می کند. صرف نظر از ماهیت فیزیکی اصول زیربنای عملکرد دستگاه لمسی، یک سیستم مختصات مستطیلی با سطح آن مرتبط است که به شما امکان می دهد لمس انگشت را ضبط کنید و سیگنالی را به رایانه منتقل کنید. بر اساس اصل عملکرد آنها، فناوری های حسگر زیر متمایز می شوند: : مقاومتی، خازنی، مادون قرمز و فناوری مبتنی بر امواج صوتی سطحی (SAW).

تکنولوژی مقاومتیفناوری مقاومتی مبتنی بر روش اندازه گیری مقاومت الکتریکی بخشی از یک سیستم در لحظه لمس است. صفحه نمایش مقاومتی دارای وضوح بالا (300 dpi)، عمر طولانی (10 میلیون لمس)، زمان پاسخ کوتاه (حدود 10 میلی ثانیه) و هزینه کم است. اما علاوه بر مزایا، معایبی هم دارد، مثلاً ضرر 20 درصدی. شار نورانی

تکنولوژی خازنیعنصر حسگر صفحه لمسی خازنی شیشه است که روی سطح آن یک پوشش رسانای شفاف نازک اعمال می شود. وقتی صفحه را لمس می کنید اوراخازنی است؛ اتصال بین انگشت و صفحه نمایش، که باعث ایجاد یک پالس جریان به نقطه تماس می شود (شکل 2.24). یکی دیگر از فناوری های خازنی NFI (Dynapro) (شکل 2.25) بر اساس استفاده است موج الکترومغناطیسی. NFI از یک سنسور ویژه استفاده می کند مدار الکترونیکیکه می تواند یک جسم رسانا - انگشت یا قلم ورودی رسانا - را از طریق یک لایه شیشه و همچنین از طریق دستکش یا موارد دیگر تشخیص دهد. موانع احتمالی (رطوبت، ژل، رنگ و غیره).

تکنولوژی سورفکتانت(امواج آکوستیک سطحی). در گوشه های چنین صفحه ای مجموعه خاصی از عناصر ساخته شده از مواد پیزوالکتریک وجود دارد که سیگنال الکتریکی با فرکانس 5 مگاهرتز به آنها عرضه می شود. (مواد پیزوالکتریک موادی هستند که دارای اثر پیزوالکتریک هستند، یعنی ظهور میدان الکتریکی تحت تأثیر تغییر شکل های الاستیک - یک اثر پیزوالکتریک مستقیم.) این سیگنال به یک اولتراسونیک تبدیل می شود. موج صوتی، در امتداد سطح صفحه نمایش هدایت می شود. حتی لمس ملایم صفحه نمایش در هر نقطه باعث جذب فعال امواج می شود و به همین دلیل الگوی انتشار اولتراسوند بر روی سطح آن تا حدودی تغییر می کند.

فناوری مادون قرمز.عناصر ساطع کننده ویژه در امتداد مرزهای صفحه لمسی نصب می شوند و امواج نوری را در محدوده مادون قرمز تولید می کنند؛ امواج نور در محدوده مادون قرمز در امتداد سطح صفحه پخش می شوند و نوعی شبکه مختصات را روی سطح کار آن تشکیل می دهند.

اگر یکی از پرتوهای مادون قرمز توسط یک جسم خارجی که در محدوده عمل پرتوها قرار می گیرد مسدود شود، پرتو از رسیدن به عنصر گیرنده متوقف می شود که بلافاصله توسط ریزپردازنده تشخیص داده می شود. شایان ذکر است که صفحه نمایش لمسی مادون قرمز اهمیتی ندارد که چه نوع شی در فضای کاری آن قرار می گیرد: فشار دادن را می توان با انگشت، خودکار، اشاره گر یا حتی دستکش انجام داد. صفحه های لمسی را می توان نصب یا تعبیه کرد (شکل 2.28).

در چند سال گذشته، صفحه نمایش های لمسی ثابت کرده اند که بیشترین استفاده را دارند راه راحتتعامل انسان و ماشین کاربرد صفحه نمایش های لمسیدارای تعدادی مزیت است که هنگام استفاده از هیچ دستگاه دیگری در دسترس نیست. بنابراین، سیستم های اطلاعاتی ساخته شده بر پایه کیوسک های لمسی به کسب اطلاعات لازم یا جالب در سالن های نمایشگاه، ایستگاه های قطار، دولتی، بانکی، مالی و ... کمک می کند. موسسات پزشکیو غیره.

اسکنرها

اسکنر دستگاهی است که به شما امکان می دهد اطلاعات گرافیکی موجود در رایانه را به رایانه منتقل کنید. شعبده باز یا فیلم

اینها می توانند متون، نقشه ها، نمودارها، نمودارها، عکس ها و غیره باشند. یک اسکنر، مانند دستگاه کپی، یک کپی از تصویر یک سند کاغذی ایجاد می کند، اما نه روی کاغذ، بلکه به صورت الکترونیکی.

اصل عملکرد اسکنر به شرح زیر است. تصویر کپی شده توسط یک منبع نور (معمولا یک لامپ فلورسنت) روشن می شود. در این مورد، یک پرتو نور هر بخش از نسخه اصلی را بازرسی (اسکن) می کند. یک پرتو نور منعکس شده از یک ورق کاغذ از طریق یک لنز کاهش به یک دستگاه متصل به شارژ (CCD) برخورد می کند. (دستگاهی که با برخورد شار نوری، بار الکترونیکی را جمع می کند. سطح شارژ بستگی به مدت و شدت نور دارد. در ادبیات انگلیسی، تعریف استفاده شده CCD - Couple-Charget Device است) در سطح CCD، یک تصویر کاهش یافته از شی کپی شده با اسکن تشکیل می شود. CCD تصویر نوری را به سیگنال های الکتریکی. CCD ماتریسی است که حاوی تعداد زیادی عنصر نیمه هادی است که به تابش نور حساس هستند.

در اسکنرهای سیاه و سفید، چندین سایه خاکستری در خروجی هر عنصر CCD با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال تشکیل می شود.

اسکنرهای رنگی از مدل رنگی RGB استفاده می کنند. تصویر اسکن شده از طریق یک فیلتر RGB چرخان یا سه لامپ رنگی که به صورت متوالی روشن می شوند - قرمز، سبز، آبی روشن می شود. سیگنال مربوط به هر رنگ اصلی به طور جداگانه پردازش می شود. برای این منظور، خطوط موازی سنسورهایی وجود دارد که هر کدام رنگ خاص خود را درک می کنند. تعداد رنگ های ارسالی بین 256 تا 65536 و حتی 16.7 میلیون رنگ است. وضوح اسکنرها بر اساس تعداد نقاط قابل تشخیص در هر اینچ از تصویر اندازه گیری می شود. در این مورد، دو مقدار نشان داده شده است، به عنوان مثال 600×1200 dpi. اولی تعداد نقاط افقی است، مشخص می شود ماتریس CCD. دومی تعداد پله های عمودی موتور در هر اینچ است. اولی، حداقل مقدار، باید در نظر گرفته شود.

با توجه به طراحی آنها، اسکنرها می توانند دستی، تخت، درام، پروجکشن و غیره باشند. 2.30).

دستگاه های خروجی

دستگاه های خروجی دستگاه هایی هستند که اطلاعات پردازش شده توسط رایانه را برای درک کاربر یا برای استفاده توسط سایر دستگاه های خودکار خروجی می دهند.

اطلاعات خروجی را می توان بر روی صفحه نمایشگر نمایش داد، روی کاغذ چاپ کرد، به شکل صدا تولید کرد یا به شکل هر سیگنالی منتقل کرد.

مانیتور و آداپتورهای ویدئویی

مانیتور (نمایشگر) وسیله ای است که برای نمایش متن و اطلاعات گرافیکی به منظور درک بصری توسط کاربر طراحی شده است.

مانیتور دستگاه اصلی جانبی است و برای نمایش اطلاعات وارد شده با استفاده از صفحه کلید یا سایر دستگاه های ورودی (اسکنر، دیجیتایزر و غیره) عمل می کند. مانیتور از طریق یک آداپتور ویدئویی به کامپیوتر متصل می شود. در حال حاضر از انواع مانیتورهای زیر استفاده می شود:

بر اساس یک لوله اشعه کاتدی (CRT)؛

- کریستال مایع؛

پلاسما (تخلیه گاز).

تفاوت این مانیتورها در اصول فیزیکی مختلف شکل گیری تصویر است.

مانیتورهای مبتنی بر CRT از نظر اصل عملکرد تفاوتی ندارند تلویزیون های معمولی. هنگامی که یک تصویر تشکیل می شود، داده های ویدئویی به یک جریان پیوسته از الکترون ها تبدیل می شوند که توسط اجسام کاتدی کینسکوپ "شات" می شوند. پرتوهای الکترونی حاصل از یک توری راهنمای ویژه عبور داده می شود که اطمینان حاصل می کند که الکترون ها دقیقاً به نقطه مورد نظر برخورد کرده و سپس به لایه درخشان می رسند. هنگامی که با الکترون بمباران می شود، فسفر نور ساطع می کند.

انواع مختلفی از لوله های اشعه کاتدی وجود دارد که در طراحی توری راهنما و لایه فسفر متفاوت است.

رایج ترین آنها مانیتورهایی هستند که به اصطلاح ماسک سایه دارند. در کینسکوپی از این نوع، از یک صفحه فلزی نازک برای قرار دادن پرتو الکترونی استفاده می شود که در آن سوراخ های زیادی با سوراخ ایجاد می شود (شکل 2.32، a). فسفر در چنین کینسکوپی به شکل سه گانه های رنگی ساخته می شود، جایی که هر بیضی - عنصری درخشان از ماده قرمز، سبز و آبی - نشان دهنده یک پیکسل قابل مشاهده است.

نوع دیگری از لوله‌های تصویر که با استفاده از شبکه دیافراگم ساخته شده‌اند (شکل 2.32، b)، با لوله‌های تصویری با ماسک سایه تفاوت دارند زیرا برای تعیین موقعیت دقیق پرتو الکترونی، از یک صفحه حجیم استفاده نمی‌شود، بلکه از یک سری رشته‌های فولادی استفاده می‌شود. . فسفر در یک کینسکوپ با توری دیافراگم به شکل نوارهای عمودی متناوب به سطح داخلی صفحه نمایش اعمال می شود.

در یک CRT با ماسک شکاف، شبکه راهنما صفحه ای با شکاف های بلند عمودی است (شکل 2.32، ج). فسفر در چنین لوله های تصویری یا به صورت نوارهای متناوب پیوسته یا به شکل نوارهای بیضوی، شبیه به شکاف های ماسک شکاف اعمال می شود.

انواع لوله های تصویر در نظر گرفته شده دارای مزایا و معایب خود هستند. بنابراین، یک CRT با ماسک سایه، به دلیل برخی از ویژگی‌های طراحی آن، دارای تعدادی مزیت نسبت به سایر انواع لوله‌های تصویر است: آرایش متراکم سه‌گانه‌های رنگی، که وضوح تصویر بالا را امکان‌پذیر می‌کند، و تکنولوژی تولید به خوبی تثبیت شده است. . عیب کاهش عمر مانیتور است - به دلیل مساحت بزرگ، ماسک سوراخ شده حدود 70-85٪ از تمام الکترون های ساطع شده توسط کاتدهای تفنگ الکترونی کینسکوپ را جذب می کند، در نتیجه محدوده روشنایی و کنتراست کاهش می یابد. کاهش. برای دستیابی به درخشندگی تصویر بالا، باید شدت جریان الکترون را افزایش داد، که بهترین تأثیر را بر عمر مفید مانیتور ندارد (به عنوان یک قاعده، چرخه زندگیدستگاه های مبتنی بر CRT با ماسک سایه از 7-8 سال تجاوز نمی کنند). دامنه کاربرد چنین مانیتورهایی پردازش مقادیر زیادی از مواد متنی، چیدمان، روتوش عکس، تصحیح رنگ و CAD (سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر) است.

از مزایای اصلی CRT با توری دیافراگم می توان به روشنایی و کنتراست بیشتر به دلیل بیشتر بودن اشاره کرد پهنای باندالکترون ها به فسفر و افزایش سطح پوشش صفحه نمایش با فسفر.

از معایب باید به این نکته اشاره کرد که هنگام نمایش اعوجاج تصویر رخ می دهد مقدار زیادضربات کوتاه، به عبارت دیگر، هنگام نمایش متن در اندازه فونت کوچک.

مانیتورهایی که از لوله های با ماسک شکافی استفاده می کنند، مزایای دو نوع دستگاه قبلی را با هم ترکیب می کنند و از معایب فارغ هستند. رنگ های روشن و پر جنب و جوش، کنتراست خوب، گرافیک واضح و متن - همه اینها آنها را برای برآوردن نیازهای هر دسته از کاربران مناسب می کند. لوله های اشعه کاتدی توسط تعداد بسیار محدودی از شرکت ها طراحی و تولید می شوند. هر کس دیگری که مانیتور تولید می کند از راه حل های خریداری شده استفاده می کند. از جمله معروف ترین شرکت های توسعه می توان به موارد زیر اشاره کرد: هیتاچی و سامسونگ – گوشی های مبتنی بر ماسک سایه. سونی، میتسوبیشی و ViewSonic - CRT با مشبک دیافراگم؛ NEC، Panasonic، LG - دستگاه هایی که از ماسک شکاف استفاده می کنند.

مانیتورهای کریستال مایع (LCD) یا مانیتورهای LCD (LCD - Liquid Crystal Display) مانیتورهای دیجیتال صفحه تخت هستند. این نمایشگرها از یک ماده کریستال مایع شفاف استفاده می کنند که به عنوان یک لایه نازک بین دو صفحه شیشه ای قرار می گیرد. فیلم ماتریکسی است که در سلول های آن کریستال ها قرار دارند. در کنار هر صفحه یک فیلتر پلاریزه وجود دارد که صفحات پلاریزاسیون آن متقابلاً عمود هستند.

از درس فیزیک خود می دانید که اگر نور را از دو صفحه که صفحات پلاریزاسیون آنها منطبق هستند عبور دهید، انتقال کامل نور تضمین می شود. با این حال، اگر یکی از صفحات نسبت به دیگری بچرخد، به عنوان مثال. صفحه قطبش را تغییر دهید، مقدار نور عبوری کاهش می یابد. هنگامی که صفحات قطبش متقابل عمود باشند، عبور نور دچار شوک می شود.

در مانیتورهای LCD، نور لامپ که با اولین فیلتر پلاریزه کننده برخورد می کند، در یکی از صفحات، به عنوان مثال عمودی، پلاریزه می شود و سپس از لایه ای از کریستال های مایع عبور می کند. اگر کریستال های مایع صفحه قطبش پرتو نور را 90 درجه بچرخانند، آنگاه بدون مانع از فیلتر قطبش دوم عبور می کند، زیرا صفحات قطبش بر هم منطبق هستند. اگر چرخش رخ ندهد، پرتو نور از آن عبور نمی کند. بنابراین، با اعمال ولتاژ به کریستال‌ها، می‌توانید جهت آن‌ها را تغییر دهید، یعنی میزان نور عبوری از فیلترها را تنظیم کنید. در نمایشگرهای LCD مدرن، هر کریستال توسط یک ترانزیستور جداگانه کنترل می شود، یعنی از فناوری TFT (ترانزیستور فیلم نازک) استفاده می شود - فناوری "ترانزیستور فیلم نازک". یک پیکسل در مانیتور LCD نیز از رنگ های قرمز، سبز و رنگ های آبیو رنگ های مختلفی با تغییر ولتاژ اعمال شده به دست می آید که منجر به چرخش کریستال و بر این اساس تغییر در روشنایی شار نور می شود.

در مانیتورهای پلاسما (PDP - Plasma Display Panel)، تصویر از انتشار نور توسط تخلیه گاز در پیکسل های پنل تشکیل می شود. عنصر تصویر (پیکسل) در نمایشگر پلاسمااز بسیاری جهات شبیه یک لامپ فلورسنت معمولی است. گاز دارای بار الکتریکی نور ماوراء بنفش را ساطع می کند که با فسفر برخورد می کند و آن را تحریک می کند و باعث می شود سلول مربوطه با نور مرئی بدرخشد. مانیتورهای پلاسما مدرن از به اصطلاح فناوری پلاسماویژن استفاده می کنند - این مجموعه ای از سلول ها، به عبارت دیگر، پیکسل ها است که از سه زیرپیکسل تشکیل شده است که رنگ ها را منتقل می کنند - قرمز، سبز و آبی.

از نظر ساختاری، پانل شامل دو صفحه شیشه ای تخت است که در فاصله حدود 100 میکرون از یکدیگر قرار دارند. بین آنها لایه ای از گاز بی اثر (معمولاً مخلوطی از زنون و نئون) وجود دارد که تحت تأثیر یک میدان الکتریکی قوی قرار می گیرد. نازک ترین هادی های شفاف - الکترودها - روی صفحه شفاف جلویی اعمال می شوند و هادی های جفت روی صفحه پشتی اعمال می شوند. دیواره پشتی دارای سلول‌های میکروسکوپی است که با فسفرهای سه رنگ اصلی (قرمز، آبی و سبز)، سه سلول برای هر پیکسل پر شده است. اصل کار یک پانل پلاسما بر اساس درخشش فسفرهای خاص در هنگام قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش است که در هنگام تخلیه الکتریکی در یک محیط گاز بسیار کمیاب رخ می دهد. با چنین تخلیه، یک "طناب" رسانا بین الکترودها با ولتاژ کنترل تشکیل می شود که از مولکول های گاز یونیزه شده (پلاسما) تشکیل شده است. بنابراین، پانل هایی که بر اساس این اصل کار می کنند، پانل های پلاسما نامیده می شوند. گاز یونیزه شده روی یک پوشش فلورسنت خاص تأثیر می گذارد که به نوبه خود نور قابل مشاهده برای چشم انسان را ساطع می کند.

کیفیت یک مانیتور خاص را می توان با پارامترهای اساسی زیر ارزیابی کرد:

وضوح؛

اندازه صفحه نمایش؛

تعداد رنگ های تکثیر شده؛

نرخ بروزرسانی نمایشگر.

وضوح مانیتوربه طور معمول، مانیتورها می توانند در دو حالت کار کنند: متن و گرافیک. که در حالت متنینماد روی صفحه نمایشگر نمایش داده می شود جدول کد ASCII. حداکثر تعداد کاراکترهایی که می توان روی صفحه نمایش داد، ظرفیت اطلاعاتی صفحه نامیده می شود. در حالت عادی، صفحه نمایش شامل 25 خط 80 کاراکتری در هر یک از آنها است، بنابراین ظرفیت اطلاعات 2000 کاراکتر است. در حالت گرافیکی، تصاویر تولید شده از عناصر منفرد– پیکسل ها در حالت گرافیکی، وضوح اندازه گیری می شود حداکثر تعدادپیکسل ها به صورت افقی و عمودی بر روی صفحه نمایش مانیتور. وضوح به هر دو ویژگی مانیتور و آداپتور ویدیو بستگی دارد. هر چه این مقادیر بیشتر باشد، هر چه بتوان اشیاء بیشتری را روی صفحه قرار داد، جزئیات تصویر بهتر است. به عنوان مثال، وضوح 800×600 به این معنی است که 800 خط عمودی و 600 خط افقی را می توان بر روی صفحه نمایش ترسیم کرد (شکل 2.35). هر پیکسل از صفحه نمایش در تشکیل یک تصویر نقش دارد، بنابراین در وضوح 800x600 تعداد سلول های آدرس پذیر 480000 پیکسل است. برای نمایشگرهای LCD، وضوح با تعداد سلول هایی که در امتداد عرض و ارتفاع صفحه نمایش قرار دارند تعیین می شود. مانیتورهای LCD مدرن معمولا دارای وضوح 1024x768 یا 1280x1024 هستند.

اکثر مشخصه مهم، که وضوح و وضوح تصویر روی صفحه را تعیین می کند، اندازه است
دانه (نقطه گام – گام محل نقطه) از فسفر صفحه نمایش مانیتور. اندازه دانه مانیتورهای مدرن از 0.25 تا 0.28 میلی متر متغیر است. دانه به فاصله بین دو نقطه فسفری هم رنگ اشاره دارد. برای لوله های دارای ماسک سایه، دانه به صورت مورب و برای دو لوله دیگر به صورت افقی اندازه گیری می شود. مقادیر وضوح استاندارد: 640×480، 800×600، 1024×768، 1600×1200، 1800×1440 و غیره.

اندازه صفحه نمایش. اندازه گیری معمولاً طول مورب ناحیه قابل مشاهده تصویر است. برای نمایشگرهای کریستال مایع (LCD)، اندازه ناحیه قابل مشاهده با اندازه پانل یکسان است. برای نمایشگرهای لوله اشعه کاتدی (CRT)، ناحیه قابل مشاهده تا حدودی کوچکتر است. این با ویژگی های طراحی خود CRT توضیح داده شده است. مانیتورهای CRT دارای سایزهای 14، 15، 17، 19 و 22 اینچی هستند. برای پنل های LCD از 15، 17، 18، 19، 20 و بیشتر اینچ استفاده می شود.

©2015-2019 سایت
تمامی حقوق متعلق به نویسندگان آنها می باشد. این سایت ادعای نویسندگی ندارد، اما استفاده رایگان را فراهم می کند.
تاریخ ایجاد صفحه: 2016-02-12

وبلاگ راه حل های ذخیره سازی OCZ

سلام به همه! این قسمت دوم مطالب در مورد تکامل رسانه های ذخیره سازی است. اجازه دهید یادآوری کنم که در مورد اولین دستگاه های ذخیره سازی - کارت های پانچ شده و همچنین به فیلم های مغناطیسی و فلاپی دیسک ها صحبت کردیم. امروز در مورد دستگاه هایی صحبت خواهیم کرد که بیشتر برای ما آشنا هستند، یعنی درایوهای نوری.

زمانی که در سال 1969 بود، IBM هنوز به سختی مشغول ایجاد اولین فلاپی دیسک بود و مهندسان شرکت هلندی تولید کننده الکترونیک فیلیپس در حال تکمیل کار بر روی یک رسانه نوری به نام LaserDisc بودند. بسیاری از مردم به اشتباه بر این باورند که LaserDisc اولین فناوری جهان است. ضبط نوری، با این حال، این کاملا درست نیست. 10 سال قبل از این رویداد، در سال 1958، برادران پل و جیمز گرگ قبلاً یک فناوری مشابه ایجاد کرده بودند. تفاوت بین این رسانه های نوری این بود که توسعه برادران گرگ در حالت انتقال نور کار می کرد، در حالی که فناوری فیلیپس از نور منعکس شده استفاده می کرد.

گرگ ها فناوری خود را در سال 1961 ثبت اختراع کردند، اما هرگز نتوانستند آن را به یک محصول تجاری تبدیل کنند و متعاقباً در سال 1968 حقوق رسانه های نوری را به MCA فروختند. فیلیپس و MCA تصمیم گرفتند که نیازی به رقابت ندارند و تصمیم گرفتند به نیروها بپیوندند. ثمره کار آنها راه اندازی تجاری LaserDisc در سال 1972 بود.

در زمان معرفی Laserdisc، فرمت‌های کاست VHS و Betamax قبلاً موفق شده بودند. علیرغم اینکه Laserdisc مزایای زیادی نسبت به کاست داشت، هرگز نتوانست محبوبیت پیدا کند. در اروپا استقبال نسبتاً سردی شد و بازارهای ایالات متحده و ژاپن به بازارهای اصلی این فناوری تبدیل شدند. اولین فیلمی که در رسانه های Laserdisc منتشر شد Jaws بود. این اتفاق در سال 1978 رخ داد. و آخرین فیلم "برانگیختن مردگان" در سال 2000 بود. جالب اینجاست که تولید پخش کننده های لیزردیسک تا سال 2009 ادامه داشت، زمانی که پایونیر آخرین دسته از این دستگاه ها را عرضه کرد.

جایگزین بسیار موفق تری برای لیزر دیسک، استاندارد دیسک فشرده (CD) بود که در سال 1982 منتشر شد. توسعه این فرمت توسط اتحاد سونی و فیلیپس انجام شد. در ابتدا، سی‌دی‌ها فقط برای ذخیره‌سازی ضبط‌های صوتی دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما با گذشت زمان از آنها برای ذخیره انواع فایل‌ها استفاده می‌شد. این امر تا حد زیادی به لطف تلاش های اپل و مایکروسافت امکان پذیر شد که در سال 1987 شروع به نصب درایوهای CD در رایانه های خود کردند.

در مورد دستگاه سی دی، بسیار ساده است. سی دی خود یک بستر پلی کربنات است که با یک لایه نازک فلز پوشیده شده است. این لایه با لاک محافظت می شود که روی آن تصاویر، کتیبه ها و سایر علائم شناسایی خارجی دیسک اعمال می شود.

اطلاعات ضبط شده بر روی سی دی به شکل مارپیچی از فرورفتگی ها یا "حفره ها" چاپ شده روی سطح پشتی دیسک است. اندازه یک پیتا معمولاً حدود 500 نانومتر عرض و از 850 تا 3500 نانومتر طول دارد. در این حالت عمق گودال به 100 نانومتر می رسد. فاصله هر گودال تا همسایگانش معمولاً حدود 1.6 میکرون است. به این فاصله زمین می گویند. خواندن اطلاعات از یک سی دی با استفاده از پرتو لیزر انجام می شود که یک نقطه نوری با قطر حدود 1.2 میکرون را تشکیل می دهد که 0.4 میکرون کمتر از فاصله بین چاله های مجاور است. در صورتی که پرتو بر روی زمین قرار بگیرد، فتودیود دریافت کننده سیگنال حداکثر شدت را تشخیص می دهد و آن را به عنوان یک واحد منطقی تشخیص می دهد. هنگامی که لیزر به گودال برخورد می کند، نور پراکنده و جذب می شود و سپس از بستر پلی کربنات منعکس می شود. در این حالت، فتودیود نور با شدت کمتر را تشخیص می دهد و به عنوان یک صفر منطقی تشخیص داده می شود.

تا سال ها پس از ظهور سی دی، حداکثر ظرفیت آن 650 مگابایت باقی ماند. دیسکی با این ظرفیت می تواند حدود 74 دقیقه صدای با کیفیت بالا را ذخیره کند. تنها در دهه 2000 بود که ظرفیت سی دی به 700 مگابایت افزایش یافت. 800 مگابایت "خالی" را نیز می توان در فروش یافت.

هنگامی که فناوری CD برای اولین بار ظاهر شد، سی دی ها فقط خواندنی بودند: حتی در مرحله تولید، اطلاعات با اعمال حفره ها بر روی یک بستر روی دیسک نوشته می شد. و تنها پس از آن یک لایه بازتابنده و لاک محافظ در بالای بستر اعمال شد. با این حال، بلافاصله پس از ظهور سی دی، کاربران می خواستند اطلاعات خود را روی دیسک ها ضبط کنند. این امر فیلیپس و سونی را بر آن داشت تا استاندارد CD-R (Compact Disc-Recordable) را توسعه دهند. بنابراین، اولین سی دی هایی که برای نوشتن یک بار طراحی شده بودند در سال 1988 ظاهر شدند.

دیسک‌های CD-R در طراحی خود، تنها در حضور لایه‌ای دیگر بین بستر و بازتابنده، با نسخه‌های قبلی خود تفاوت داشتند. این لایه از یک رنگ شفاف آلی ساخته شده است. رنگ خاصیت جالبی داشت: وقتی در معرض گرما قرار می گرفت از بین می رفت و تیره می شد. در واقع، این ویژگی های فیزیکی لایه ارگانیک امکان ثبت اطلاعات روی دیسک را ممکن می سازد. در طول ضبط، لیزر ویژه نوشتن درایوقدرت خود را تغییر داد و نقطه های جداگانه را در لایه رنگ سوزاند. در طول خواندن بعدی، این مناطق تاریک توسط فتودیود به عنوان حفره یا صفر منطقی درک شدند.

همانطور که در بالا ذکر شد، اطلاعات را فقط یک بار می توان بر روی یک دیسک CD-R نوشت. و این عیب اصلی این قالب بود. ضبط مکرر اطلاعات در سال 1997 با انتشار استاندارد CD-RW (Compact Disc-Rewritable) امکان پذیر شد.

طراحی CD-RW با دستگاه CD-R یکسان بود، به استثنای لایه بین بستر و بازتابنده. رنگ آلی با یک ماده فعال معدنی - آلیاژی از کالکوژنیدها جایگزین شد. درست مانند مواد آلی، آلیاژ زمانی که در معرض پرتو لیزر قدرتمند قرار می گیرد تیره می شود. تیره شدن در نتیجه انتقال یک ماده از حالت تجمع کریستالی به حالت آمورف رخ داد. برخلاف مواد آلی، آلیاژ کالکوژنید می تواند به حالت کریستالی اولیه خود بازگردد، که امکان نوشتن چندین بار روی دیسک را فراهم می کرد.

یک سال قبل از ظهور فرمت CD-RW، دیسک های استاندارد DVD (Digital Versatile Disc) منتشر شد. داستان ایجاد DVDکاملا سرگرم کننده به اوایل دهه 90 باز می گردد، زمانی که فیلیپس و سونی در حال توسعه فناوری MMCD (دیسک فشرده چند رسانه ای) بودند و اتحادی که شامل توشیبا، تایم وارنر، هیتاچی، پایونیر و برخی دیگر بود روی ایجاد استاندارد SD (چگالی فوق العاده) کار می کرد. هر دو ائتلاف فعالانه فناوری های خود را تبلیغ کردند، اما تحت فشار IBM که از تکرار "جنگ فرمت" بین VHS و Betamax می ترسید، به خطر افتادند. اینگونه بود که تکنولوژی DVD متولد شد.

ویژگی فرمت دی وی دیاین بود که در ابتدا به عنوان جایگزینی برای کاست های ویدئویی قدیمی ساخته شد. بنابراین، در ابتدا مرسوم بود که دی وی دی اختصاری را به عنوان دیسک دیجیتال ویدیو رمزگشایی می کردند. با این حال، بعداً مشخص شد که دی‌وی‌دی‌ها برای ذخیره هر نوع داده ایده‌آل هستند و نام قبلی به سرعت به Digital Versatile Disc تغییر یافت.

دیسک DVD از نظر طراحی تفاوت چندانی با استاندارد CD قبلی ندارد. فناوری DVD اندازه حفره ها را کاهش داده است و امکان استفاده از لیزر قرمز با طول موج 635 یا 650 نانومتر را برای خواندن چنین دیسک هایی فراهم کرده است. برای مقایسه: خواندن سی دی ها با لیزر با طول موج 780 نانومتر انجام شد. علاوه بر این، مسیرهای گودال نزدیکتر به یکدیگر قرار گرفتند. این باعث شد تا تراکم ضبط به میزان قابل توجهی افزایش یابد و در نتیجه یک DVD تک لایه می تواند 4.7 گیگابایت داده - 6.5 برابر بیشتر از یک سی دی - در خود نگه دارد. همچنین لازم به ذکر است که طراحی دی وی دی شامل استفاده از دو صفحه با ضخامت 0.6 میلی متر به جای یک صفحه 1.2 میلی متری برای سی دی است. به لطف این، امکان ضبط اطلاعات بر روی DVD در دو لایه - یک لایه پایینی معمولی و یک لایه بالای شفاف وجود داشت.

برای خواندن اطلاعات از یک دیسک دو لایه، لیزر نیاز به تغییر فوکوس با تغییر طول موج داشت. مزیت اصلی چنین "جاهای خالی" حجم دو برابر شده - 8.5 گیگابایت بود. علاوه بر این، پس از مدتی، دی وی دی های دو طرفه از جمله دی وی دی های دو لایه ظاهر شد. ظرفیت چنین دستگاه هایی به 17 گیگابایت رسیده است.

در سال 1997، اولین دیسک های طراحی شده برای ضبط اطلاعات یک بار به فروش رفت. آنها برچسب DVD-R داشتند. و قبلاً در سال 1999 ، دستگاه های DVD-RW را می توان در فروش مشاهده کرد که اطلاعات را می توان به طور مکرر روی آنها ضبط کرد. هنگام ایجاد این دو فرمت، از همان اصولی استفاده شد که زیر دیسک‌های CD-R و CD-RW قرار داشتند: بین بستر و بازتابنده لایه‌ای از مواد آلی یا معدنی وجود داشت که تحت تأثیر لیزر می‌توانست حفره‌ها را تقلید کند. .

هر دوی این استانداردها، DVD-R(W) توسط اتحادیه انجمن DVD پیشنهاد شده است. علاوه بر آنها، این سازمان فرمت DVD-RAM را نیز توسعه داد که از نظر سرعت خواندن بالاتر و تعداد زیادی چرخه بازنویسی (تا 100 هزار) با DVD-RW تفاوت مطلوبی داشت (تا 100 هزار، در حالی که یک دیسک DVD-RW فقط قابل بازنویسی بود. 10 هزار بار). با این حال، فرمت DVD-RAM با DVD-RW سازگار نبود و بنابراین درایوهای DVD معمولی نمی توانند چنین دیسک هایی را بخوانند. به همین دلیل، این فناوری محبوبیت زیادی کسب نکرده است.

در سال 2002، سونی و فیلیپس که عضو انجمن DVD نبودند، فناوری DVD+R(W) را معرفی کردند که با DVD-R(W) سازگار بود. فرمت جدید از نظر علامت گذاری با نسخه "منهای" متفاوت بود، که موقعیت هد خوانده شده را بسیار ساده کرد و در مواد مختلف لایه بازتابنده. علاوه بر این، در DVD+R(W) اطلاعات روی نسخه قدیمی نوشته می شد، مانند کاست های ویدئویی، در حالی که برای ضبط روی DVD-R(W) ابتدا لازم بود تمام داده های روی دیسک پاک شود. این همچنین بر سرعت ضبط دستگاه های DVD+R(W) تأثیر مثبتی داشت.

در این مرحله، پتانسیل فن آوری DVD به پایان رسید و گام بعدی در صنعت، عرضه نسل جدید درایوهای نوری بود: Blu-ray و HD DVD. آنها در سال 2006 آزاد شدند. فرمت Blu-ray توسط کنسرسیوم Blu-ray Disc Association ایجاد شد که شامل شرکت های بزرگی مانند سونی، پاناسونیک، سامسونگ، ال جی و بسیاری دیگر بود. و ایجاد فناوری HD DVD توسط سازندگان ژاپنی: NEC، توشیبا و سانیو انجام شد. هر دو فرمت از لیزر آبی بنفش با طول موج 405 نانومتر استفاده کردند که بار دیگر ظرفیت دیسک ها را به میزان قابل توجهی افزایش داد. بنابراین، یک دیسک بلوری تک لایه 25 گیگابایت داده و یک دی وی دی HD - 15 گیگابایت ذخیره می کند.

به طور کلی، عملکردهای Blu-ray و HD DVD بسیار مشابه بودند. اما استودیوهای فیلم آمریکایی به صراحت اعلام کرده اند که از هر دو فناوری به طور همزمان پشتیبانی نمی کنند. "جنگ فرمت" دو سال به طول انجامید. در طول این مدت، اکثریت قریب به اتفاق استودیوهای فیلمسازی استاندارد Blu-ray را ترجیح دادند و در فوریه 2008، توشیبا اعلام کرد که توسعه و پشتیبانی بیشتر از HD DVD را متوقف خواهد کرد.

از آن زمان، Blu-ray تنها پخش کننده در بازار ذخیره سازی نوری باقی مانده است. در این مدت ظاهر شد دیسک های BD-Rو BD-RE برای ضبط تک و چندگانه. علاوه بر این، در سال 2009، فناوری Blu-ray 3D معرفی شد که برای ذخیره و پخش محتوای ویدئویی سه بعدی طراحی شده است. و اوایل سال آینده اولین فیلم‌های 4K روی دیسک‌های نوری با فرمت Ultra HD Blu-ray عرضه خواهند شد. استاندارد جدید از وضوح 3840x2160 پیکسل پشتیبانی می کند. فرمت های صوتیفناوری های Dolby Atmos و DTS:X، HDR و نرخ تازه سازی بالا (تا 60 فریم در ثانیه). ظرفیت چنین دیسک هایی 50، 66 یا 100 گیگابایت خواهد بود.

(ادامه دارد…)

برچسب ها:

• OCZ
• درایوها
• داستان

افزودن برچسب

سی دی، دی‌وی‌دی و دیسک‌های بلوری، رسانه‌های ذخیره‌سازی نوری هستند که می‌توانند فیلم، موسیقی یا سایر داده‌های دیجیتال را به صورت الکترونیکی ذخیره کنند. آنها در درجه اول با کد دیجیتال کار می کنند. این رسانه‌های ذخیره‌سازی از یک سو فناوری‌های اطلاعاتی و ارتباطی دیجیتال هستند، از سوی دیگر ابزارهای فنی برای هر نوع دیجیتالی‌سازی، محاسبات، ثبت، بایگانی، پردازش، انتقال و ارائه محتوای دیجیتال هستند.

CD و DVD مخفف هستند، اما مفهوم دیسک Blu-ray ماهیت کمی متفاوت دارد.

سی دی مخفف Compact Disc است.

DVD مخفف Digital Video Disc است. کمی بعد، نام "دیسک همه کاره دیجیتال" ظاهر شد، زیرا DVD را می توان نه تنها برای ضبط ویدئو استفاده کرد.

دیسک بلوری نام خود را از لیزر آبی (برخلاف لیزر سفید) گرفته است که اطلاعات را از روی دیسک می خواند و همچنین اطلاعات را می نویسد.

لوح فشرده (CD-ROM) از دیرباز رسانه اصلی برای انتقال اطلاعات بین رایانه ها بوده است. اکنون عملاً این نقش را به رسانه های حالت جامد امیدوارتر واگذار کرده است که بسیار سریعتر کار می کنند و فضای کمتری را اشغال می کنند.

داستان

برای اولین بار، ایده ضبط نوری در سال 1965 در موسسه یادبود Battelle آمریکا، اوهایو ظاهر شد. این فناوری در آن زمان هنوز بسیار ابتدایی بود - نقاط و خطوط تیره با استفاده از روش عکاسی روی دیسک اعمال می شد. برای خواندن اطلاعات، دیسک با یک لامپ مخصوص روشن شد. بنیانگذار این فناوری فیزیکدان آمریکایی جیمز راسل بود. اما همانطور که معمولاً اتفاق می افتد، او یک ریال از اختراع خود به دست نیاورد. این دانشمند فناوری خود را در سال 1970 به ثبت رساند. او همچنین ایده استفاده از لیزر به عنوان منبع نور را مطرح کرد.

دیسک فشرده در سال 1979 توسط سونی ساخته شد. سونی از روش رمزگذاری سیگنال PCM خود استفاده کرد - پالس کد مدولاسیون، که قبلا در ضبط صوت های حرفه ای دیجیتال استفاده می شد. در سال 1982 تولید انبوه سی دی ها در کارخانه ای در شهر لانگنهاگن در نزدیکی هانوفر آلمان آغاز شد. انتشار اولین سی دی موسیقی تجاری در 20 ژوئن 1982 اعلام شد.

به گفته فیلیپس، بیش از 200 میلیارد سی دی در 25 سال در سراسر جهان فروخته شده است. بر اساس گزارش IFPI، با وجود اینکه افراد بیشتر و بیشتری خرید فایل های موسیقی را به صورت آنلاین انتخاب می کنند، فروش سی دی همچنان حدود 70 درصد از کل فروش موسیقی را تشکیل می دهد.

مایکروسافت و اپل کامپیوتر سهم قابل توجهی در رواج سی دی ها داشتند. جان اسکالی، مدیرعامل وقت اپل کامپیوتر، در سال 1987 گفت که سی دی ها دنیای محاسبات شخصی را متحول خواهند کرد. یکی از اولین رایانه‌های چندرسانه‌ای انبوه/مراکز سرگرمی با استفاده از سی‌دی، Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision) بود که بعداً سی‌دی‌ها در کنسول‌های بازی Panasonic 3DO و Amiga CD32 استفاده شد. استاندارد اول

سال‌ها از زمان ایجاد آن تا کاربرد صنعتی رسانه‌های نوری می‌گذرد. تلاش های کندی برای ایجاد یک دیسک نوری موسیقی توسط بسیاری از شرکت ها انجام شده است. از جمله تلاش های مشابه (و کاملاً موفق) در قلمرو اتحاد جماهیر شوروی مشاهده شد. اما بزرگترین موفقیت ها توسط هلندی ها به دست آمد فیلیپس. در آن سال ها کمتر کسی به طور جدی به امکان توزیع گسترده رسانه های دیجیتال فکر می کرد. دنیا هنوز آنالوگ بود. فیلیپس 60 میلیون دلار در توسعه سرمایه گذاری کرد - مبلغی نجومی در آن زمان. اما شرکت تصمیم درستی گرفت.

در سال 1979، فیلیپس و سونی قراردادی را برای توسعه مشترک یک رسانه جدید منعقد کردند. یک سال بعد، این شرکت استاندارد جدیدی به نام CD-DA (صوت دیجیتال دیسک فشرده) معرفی کرد. دیسکی با قطر 12 سانتی متر و مدت زمان پخش کمی بیش از یک ساعت بود. فرمت به طرز شگفت انگیزی موفق و راحت بود. به سرعت قلب تولید کنندگان و خریداران را به دست آورد.

فرمت سی دی به مدت 15 سال بدون قید و شرط بر بازار حاکم بوده است. در طول این مدت، آن فقط یک دیسک موسیقی نبود و به یک رسانه ذخیره سازی جهانی تبدیل شد. با این حال، در اواسط دهه 90 قرن گذشته، مقدار اطلاعاتی که یک سی دی می‌توانست حاوی آن باشد، به شدت ناکافی شد.

در سال 1994، مشخص شد که اتحاد فیلیپس و سونی در حال توسعه یک دیسک با چگالی بالا بر اساس فناوری CD است. استاندارد جدید DVD (Digital Video Disk یا Digital Versatile Disk - هر دو رمزگشایی صحیح هستند) نام دارد. و قبل از حل و فصل این مخفف، سازندگان توسعه خود را MMCD (چند رسانه ای سی دی) یا HD-CD (دیسک فشرده با چگالی بالا) نامیدند. به هر حال، هیچ کس حق نام اختصاری DVD را ندارد.

دیسک های فرمت جدید هیچ تفاوتی با سی دی های معمولی نداشتند. اما حجم اطلاعات از 650 مگابایت به 4.7 گیگابایت افزایش یافت. همچنین مهم است که پخش کننده های DVD می توانند سی دی های معمولی را بدون هیچ مشکلی پخش کنند و بنابراین هیچ مشکلی از نظر استاندارد وجود ندارد. به لطف ظهور DVD، امکان دستیابی به صدا و تصاویر با کیفیت بالا در خانه فراهم شد. این قالب به سرعت محبوب شد. امروزه DVD Forum شامل بیش از 250 شرکت در سراسر جهان است. و من دیگر نمی توانم باور کنم که در یک زمان دیگر تحلیلگران به شوخی نام DVD را به عنوان "مرده، بسیار مرده" رمزگشایی کردند و مرگ قریب الوقوع استاندارد را پیش بینی کردند.

برخی از مشکلات استانداردسازی تنها زمانی پدیدار شدند که اولین دی وی دی های قابل ضبط ظاهر شدند. دو استاندارد در جهان ظاهر شده است - DVD+R و DVD-R. هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خود را داشتند که برای کاربر عادی نامشخص بود. اما کاربران با مشکل خاصی مواجه نشدند. فقط باید مطمئن می شدید که دیسکی که خریداری کرده اید توسط پخش کننده فعلی شما پشتیبانی می شود (DVD-R ها رایج تر بودند). بله، پخش کننده ها و ضبط کننده های جهانی که از هر دو استاندارد پشتیبانی می کنند، خیلی سریع ظاهر شدند. امروزه حتی همه کاربران از وجود استانداردهای مختلف اطلاعی ندارند.

DVD تاریخچه سی دی را تکرار کرد. دیسک های بسیار تخصصی (DVD در ابتدا فقط برای کار با ویدئو ساخته شده بود) به یک رسانه ذخیره سازی جهانی تبدیل شده اند. هزینه بازیکنان از چند صد دلار به چند ده کاهش یافته است. قیمت خود رسانه نیز به سکه تخمین زده می شود.

طبقه بندی دیسک های نوری

در هر یک از گروه های رسانه ای، سه نوع اصلی دیسک وجود دارد:

1. دیسک های فقط خواندنی (CD-ROM، DVD-ROM)؛

2. دیسک های یکبار نوشتن (CD-R، DVD-R، DVD+R، DVD-R DL، DVD+R DL)؛

3. دیسک های قابل بازنویسی (CD-RW، DVD-RW، DVD+RW، DVD-RAM).

در سال 1985، شرح استانداردی برای ذخیره سازی داده های دلخواه CD-ROM (حافظه Readonly) ظاهر شد که یک افزودنی به فرمت است. سی دی موسیقی(CD-DA). ظرفیت 700 مگابایتی داشت که در آن زمان بی سابقه بود. ظرفیت رسانه ای و سهولت استفاده از این سیستم تا حد زیادی به رشد سریع تولید و بهبود که آغاز شد کمک کرد. کامپیوترهای شخصی. ظهور مفهوم "چند رسانه ای" به طور جدایی ناپذیری با CD-ROM مرتبط است. به نوبه خود، وظایف مطرح شده توسط توسعه سیستم های اطلاعاتی، منجر به بهبود خود فناوری ذخیره سازی داده ها بر روی سی دی شد که در سه جهت اصلی پیش رفت.

جهت اول با ظهور گزینه های زیادی برای سازماندهی داده ها در یک CD همراه است. اینها فرمت‌های منطقی CD-I و فرمت‌های ویدئو سی‌دی، سی‌دی کارائوکه، سی‌دی عکس کداک هستند. ایجاد برنامه های چند رسانه ای که امکان ترکیب داده های مختلف را روی یک دیسک فراهم می کند منجر به ایجاد گروهی از فرمت های ترکیبی شد: Mix Mode، CD-plus، CD-extra.

جهت دوم افزایش سرعت خواندن داده ها تا سرعت 52 اینچ بود (واحد سرعت 150 کیلوبایت بر ثانیه است، یعنی سرعت خواندن اطلاعات از CD-DA).

جهت سوم توسعه دیسک هایی بود که به کاربر اجازه می دهد نه تنها بخواند، بلکه اطلاعات را برای آنها بنویسد. در سال 1987، سونی استاندارد جدیدی به نام CD-R (CD-Recordable) معرفی کرد. تقریباً همزمان با دیسک‌های CD-R، دیسک‌های CD-RW قابل بازنویسی ظاهر شدند.

یک گام کیفی جدید، فناوری DVD (Digital Versatile Disc) بود که در سال 1995 توسط توشیبا و سونی معرفی شد. استفاده از یک لیزر جدید با طول موج 650 نانومتر و روش بهبود یافته ردیابی مسیر ضبط، امکان افزایش ظرفیت اطلاعات تا 4.7 گیگابایت را با استفاده از همان دیسک 12 سانتی متری فراهم کرد. حفظ اصول اولیه قالب قبلی (CD) در قالب جدید، با حداقل هزینه، با استفاده از مکانیک درایوهای CD-ROM، امکان ایجاد دستگاه های جهانی برای خواندن دیسک های تمام فرمت های قبلاً مورد بحث را فراهم کرد. فقط لازم بود تغییراتی در واحد کنترل الکترونیکی ایجاد شود و واحد خواندن نوری-مکانیکی به یک دیود لیزر اضافی مجهز شود.

در ابتدا، تنها هدف DVD توزیع ویدئوهایی با وضوح حداکثر 720x572 پیکسل و صدای چند کاناله 5.1 بود. سه سال بعد، توسعه دهندگان عملکرد DVD را گسترش دادند و یک فرمت DVD صوتی جدید معرفی شد.

متعاقباً، فناوری DVD به رایانه های شخصی منتقل شد. پخش کننده های داخلی دی وی دی ظاهر شدند، سپس دستگاه های Combo که یک دی وی دی خوان و ضبط CD-RW. ظهور نسبتا سریع فن آوری های DVD=R، DVD±RW و DVD-RAM طبیعی بود، زیرا مبانی نظری و تکنولوژیکی آنها در طول ایجاد CD-R و CD-RW کار شد.

در حین توسعه، فناوری DVD مراحل مشابهی را طی کرد که فناوری ضبط CD. افزایش سرعت پخش و سپس دستگاه های ضبط در 16 اینچ متوقف شد (سرعت سیستم DVD به عنوان واحد جریان داده در نظر گرفته می شود. - ویدئو - 1350 کیلوبایت بر ثانیه).

تا بهار سال 2004، دیسک های DVD±R و DVD±RW تنها بر روی یک لایه (DVD-5) ضبط می شدند و اجازه نمی دادند بیش از 4.7 گیگابایت داده روی دیسک نوشته شود. در اوایل سال 2004، فیلیپس فرمت DVD+R DL (دو لایه یا DVD-9) را معرفی کرد که امکان ضبط حداکثر 8.5 گیگابایت اطلاعات را در یک طرف دیسک فراهم می کند. دی وی دی ها حداکثر ظرفیت 15.9 گیگابایت (7.95 گیگابایت در هر طرف یک دیسک دو طرفه و دو لایه) دارند. دیسک های دو طرفه و دولایه به دلیل هزینه زیاد و ناراحتی دسترسی به داده های دلخواه رایج نشده اند.

در سال 2002، نی و توشیبا نمونه اولیه AOD (دیسک نوری پیشرفته) را ارائه کردند. , با استفاده از فناوری مشابه آنچه در DVD استفاده می شود ایجاد شده است - دیسک ها، اما با تراکم ضبط بالاتر. یک سال بعد، انجمن DVD AOD را به عنوان جانشین رسمی DVD به رسمیت شناخت. , نام آن را HD DVD (High Definition Digital VersatileDisk) گذاشته است. . استاندارد HD DVD توسط اکثر سازندگان درایوها و دیسک‌های DVD پشتیبانی می‌شود، زیرا این استاندارد ادامه تکاملی استاندارد DVD است و نیاز به حداقل تجهیزات مجدد تولید موجود دارد. تفاوت عمدتاً در تراکم ضبط (تا 15 گیگابایت در هر لایه) است که با استفاده از لیزر با طول موج کوتاه‌تر تضمین می‌شود. نرخ انتقال داده تنها 36.5 مگابیت بر ثانیه است که معادل 27 x برای DVD و 243 x برای CD است. در سال 2008، این استاندارد در نتیجه رقابت با استاندارد دیسک بلوری وجود نداشت , در چه چیزی است مشخصات فنی، و با توجه به درجه حفاظت از داده های صاحبان حق چاپ.

در آغاز سال 2002، یک استاندارد جدید دیسک بلوری (BD) شناخته شد. استاندارد Blu-ray از لیزر آبی-بنفش با قطر پرتو 58 نانومتر (DVD -132 نانومتر، HD DVD - 82 نانومتر) استفاده می کند. تفاوت اساسی با HD DVD کاهش فاصله بین پیت ها در یک آهنگ (همراه با افزایش تعداد خود آهنگ ها) است. تکنولوژی Blu-rayپیشرفته تر است، زیرا ظرفیت دیسک بیش از 25 گیگابایت در لایه است. حداکثر ظرفیت دیسک، با در نظر گرفتن چندین لایه، می تواند به 200 گیگابایت برسد. در حال حاضر، سه نوع اصلی رسانه HD وجود دارد: HD-ROM-عادی، مهر و موم شده و تولید شده در کارخانه، HD- آر– یک بار نوشتن و HD-RW – قابل بازنویسی. از آنجایی که مهر زنی HD تولید کنندگان را ملزم به تعویض کامل تجهیزات می کند، چنین دیسک هایی به طور قابل توجهی گران تر هستند.

در حال حاضر تحقیقات در حال انجام است و فناوری ضبط بر روی دیسک های نوری با استفاده از لیزر فرابنفش با طول موج حدود 70 نانومتر در حال توسعه است. بنابراین، از نظر تئوری امکان ضبط حداکثر 500 گیگابایت داده بر روی یک دیسک نوری وجود خواهد داشت. در سال 2005 توسعه استاندارد HVD (Holographic Versatile Disc) برای رسانه های توپوگرافی آغاز شد. ظرفیت دیسک های اول 200 گیگابایت بود. در آینده، این فناوری امکان ایجاد رسانه با ظرفیت حداکثر 1 ترابایت داده را فراهم می کند. تفاوت فناوری جدید در این است که دو پرتو در یک نقطه به طور همزمان نه یک بیت، بلکه یک بلوک کامل از داده را ضبط می کنند. هنگام خواندن، دیسک می‌تواند بدون حرکت بماند و سیستم نوری - فناوری AO DVD (Articulated Optical Digital Versatile Disc) که شامل استفاده از شبکه‌های نانو با ابعاد کوچکتر از طول موج لیزر برای رمزگذاری اطلاعات چند سطحی است - متحرک می‌شود. . بنابراین، جایگزینی برای HD DVD و Blu-ray در حال حاضر آماده می شود و توسعه ضبط نوری ادامه خواهد داشت.

(متن بر اساس کتاب: 1. Kodzhaspirova، G. M. کمک آموزشی فنی و روش های استفاده از آنها / G. M. Kodzhaspirova، K. V. Petrov. - مسکو: مرکز انتشارات "آکادمی"، 2001. - 256 p. 2. Sergeev, A. N. سمعی و بصری فن آوری های تدریس: یک دوره سخنرانی / A. N. Sergeev، A. V. Sergeeva. - Tula: انتشارات TSPU به نام L. N. Tolstoy، 2009. - 250 p.)

پیوست شماره 6