اطلاعات روی دیسک های نوری با استفاده از. رسانه ذخیره سازی نوری

چه چیزی می تواند حامل اطلاعات باشد؟ چیزی که هر آنچه را که باید به خاطر بسپاریم می تواند بر روی آن حفظ شود، زیرا حافظه انسان کوتاه مدت است. اجداد ما تا زمانی که کاغذ ظاهر شد، داده های مهمی را روی زمین، سنگ، چوب و خاک بر جای گذاشتند. معلوم شد که این ماده ای است که مهمترین الزامات یک حامل داده را برآورده می کند. سبک، بادوام، آسان برای ضبط و فشرده بود.

این الزامات توسط مدرن برآورده شده است رسانه ذخیره سازی - نوری(اینها سی دی یا دیسک لیزری هستند). درست است، در مرحله انتقالی (از آغاز قرن بیستم)، بین کاغذ و دیسک، نوار مغناطیسی به ما کمک زیادی کرد. اما روزهای او تمام شده است. تا به امروز، راحت ترین و قابل اعتمادترین مخزن و ذخیره اطلاعات دیسک ها هستند.

و چگونه می توان اطلاعات را روی دیسک قرار داد؟ مفهوم "ضبط کاست" بیش از ده سال است که برای ما شناخته شده است. ما همچنین در مورد دیسک صحبت می کنیم. فقط این روند بسیار ساده تر و ارزان تر شده است.

امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد رسانه ذخیره سازی نوری: دستگاه، تکنولوژی ضبط، تفاوت های اصلی.

CD-R اولین رسانه نوری قابل ضبط شد. آنها فقط یک بار توانایی ضبط را داشتند. داده‌ها زمانی ذخیره می‌شوند که لایه کار توسط لیزر گرم می‌شود و باعث واکنش شیمیایی آن می‌شود (در دمای ۲۵۰ درجه سانتی گراد). در این مرحله، لکه های تیره در مکان های گرما ایجاد می شود. مفهوم «سوزاندن» از آنجا به وجود آمد. دیسک های DVD-R به روشی مشابه رایت می شوند.

وضعیت در مورد دیسک های CD، DVD و Blu-ray که عملکرد رونویسی دارند کمی متفاوت است. چنین نقاط تیره ای روی سطح آنها تشکیل نمی شود، زیرا. لایه کار یک رنگ نیست، بلکه یک آلیاژ خاص است که توسط لیزر تا دمای 600 درجه سانتیگراد گرم می شود. سپس، نواحی از سطح دیسک که زیر پرتو لیزر می‌افتند تیره‌تر و بازتاب‌کننده‌تر می‌شوند.

در حال حاضر علاوه بر دیسک های سی دی که می توان آنها را پیشگام در تعدادی از رسانه های نوری دانست، دیسک هایی مانند DVD و Blu-ray نیز ظاهر شده اند. این نوع دیسک ها با یکدیگر متفاوت هستند. مثلا ظرفیت. یک دیسک Blu-ray می تواند تا 25 گیگابایت داده، یک دیسک DVD تا 5 گیگابایت و یک دیسک سی دی در مجموع تا 700 مگابایت را در خود جای دهد. تفاوت بعدی نحوه خواندن و نوشتن اطلاعات در درایوهای Blu-ray است. لیزر آبی مسئول این فرآیند است که طول موج آن یک و نیم برابر کمتر از لیزر قرمز درایوهای CD یا DVD است. به همین دلیل است که روی سطح دیسک های بلوری، مساحتی برابر با دیسک های انواع دیگر، می توانید اطلاعاتی چند برابر بزرگتر ضبط کنید.

فرمت های دیسک لیزری

سه نوع دیسک لیزری ذکر شده در بالا را نیز می توان بر اساس فرمت آنها طبقه بندی کرد:

1. دیسک های CD-R، CD-RW از نظر اندازه یکسان هستند (تا 700؛ گاهی اوقات 800 مگابایت، اما چنین دیسک هایی توسط همه دستگاه ها قابل خواندن نیستند). تنها تفاوت این است که CD-R یک دیسک قابل ضبط یک بار مصرف است، در حالی که CD-RW قابل استفاده مجدد است.

2. دیسک های فرمت DVD-R، DVD+R و DVD-RW فقط در قابلیت بازنویسی دیسک های DVD-RW چندین بار با هم تفاوت دارند، اما در غیر این صورت پارامترها یکسان هستند. 4.7 گیگابایت به اندازه یک DVD استاندارد و 1.4 گیگابایت به اندازه یک DVD 8 سانتی متری است.

3. DVD-R DL, DVD+R DL دیسک های دولایه ای هستند که می توانند 8.5 گیگابایت اطلاعات را در خود جای دهند.

4. فرمت های BD-R - دیسک های Blu-ray تک لایه، 25 گیگابایت و BD-R DL - دیسک های Blu-ray دو لایه، 2 برابر بزرگتر هستند.

5. فرمت دیسک های BD-RE، BD-RE DL Blu-ray - قابل بازنویسی، تا 1000 بار.

دیسک‌های با علامت‌های «+» و «-» یادگاری از اختلافات فرمت هستند. در ابتدا، اعتقاد بر این بود که "+" (به عنوان مثال، DVD + R) پیشرو در صنعت کامپیوتر است، و "-" (DVD-R) استاندارد کیفیت برای لوازم الکترونیکی مصرفی است. اکنون تقریباً تمام تجهیزات به راحتی دیسک های هر دو فرمت را تشخیص می دهند. هیچ یک از آنها برتری واضحی نسبت به یکدیگر ندارند. مواد برای تولید آنها نیز یکسان است.

دیسک های نوری چیست

خود دیسک که در خانه برای ضبط اطلاعات استفاده می شود، از نظر اندازه با دیسک های تجاری تولید شده تفاوتی ندارد. ساختار تمام رسانه های نوری چند لایه است.

• اساس هر کدام زیرلایه است. از پلی کربنات ساخته شده است، ماده ای مقاوم در برابر تأثیرات مختلف محیطی خارجی. این ماده شفاف و بی رنگ است.
• بعد لایه کار می آید. برای دیسک های قابل ضبط و بازنویسی، در ترکیب آن متفاوت است. برای اولی یک رنگ آلی است و برای دومی آلیاژ خاصی است که حالت فاز را تغییر می دهد.
• سپس لایه بازتابنده می آید. برای انعکاس پرتو لیزر عمل می کند و ممکن است شامل آلومینیوم، طلا یا نقره باشد.
• چهارم - لایه محافظ. لایه محافظ که یک لاک سخت است فقط سی دی ها و دیسک های بلوری را می پوشاند.
• آخرین لایه برچسب است. این نام لایه بالایی لاک است که می تواند به سرعت رطوبت را جذب کند. به لطف او است که تمام جوهری که در طول فرآیند چاپ روی سطح دیسک می افتد به سرعت خشک می شود.

فرآیند انتقال اطلاعات به دیسک

حالا یک قطره از نظریه علمی. همه رسانه های ذخیره سازی نوری دارای یک مسیر مارپیچی هستند که از مرکز تا لبه دیسک اجرا می شود. در طول این مسیر است که پرتو لیزر اطلاعات را ثبت می کند. لکه هایی که در حین "سوختن" پرتو لیزر ایجاد می شوند "چاله" نامیده می شوند. به مناطقی از سطح که دست نخورده باقی می مانند «زمین» می گویند. در زبان باینری، 0 گودال و 1 زمین است. هنگامی که دیسک شروع به پخش می کند، لیزر تمام اطلاعات آن را می خواند.

"گودال" و "زمین" بازتاب متفاوتی دارند، بنابراین، درایو به راحتی تمام مناطق تاریک و روشن دیسک را تشخیص می دهد. و این همان دنباله‌ای از یک‌ها و صفرها است که در همه فایل‌های فیزیکی وجود دارد. به تدریج، به دلیل توسعه فناوری هایی که به کاهش طول موج پرتو لیزر دست یافته اند، افزایش دقت تمرکز امکان پذیر شد. اکنون مقدار بسیار بیشتری از اطلاعات را می توان در همان ناحیه از دیسک مانند قبل قرار داد. فاصله بین لیزر و لایه کار مستقیماً به طول موج بستگی دارد. موج کوتاهتر به معنای فاصله کوتاهتر است.

روش های رایت دیسک

ضبط در تولید صنعتی دیسک را مهر زنی می گویند. به این ترتیب دیسک هایی با ضبط موسیقی، فیلم، بازی های رایانه ای به مقدار زیاد تولید می شود. تمام اطلاعاتی که در حین چاپ روی دیسک می‌افتد، فرورفتگی‌های ریز زیادی است. زمانی که صفحه های گرامافون ساخته شدند، چیزی مشابه اتفاق افتاد.

• ضبط دیسک در شرایط خانگی با کمک پرتو لیزر انجام می شود. به آن «سوزاندن» یا «بریدن» نیز می گویند.

سازماندهی فرآیند ضبط در رسانه های نوری

مرحله ی 1. تشخیص نوع رسانه ما دیسک را بارگذاری کردیم و منتظر ماندیم تا ضبط کننده اطلاعاتی در مورد سرعت ضبط مناسب و بهینه ترین قدرت پرتو لیزر بدهد.

مرحله 2. برنامه مدیریت ضبط از ضبط کننده در مورد نوع رسانه مورد استفاده، میزان فضای خالی و سرعتی که دیسک باید با آن رایت می شود، سؤال می کند.

مرحله 3. ما تمام داده های لازم درخواست شده توسط برنامه را نشان می دهیم و لیستی از فایل هایی که نیاز به نوشتن روی دیسک دارند تهیه می کنیم.

مرحله 4. این برنامه تمام داده ها را به ضبط کننده منتقل می کند و کل فرآیند "سوزاندن" را نظارت می کند.

مرحله 5 ضبط کننده قدرت پرتو لیزر را تنظیم می کند و فرآیند ضبط را شروع می کند.

حتی با رسانه هایی با فرمت یکسان، کیفیت ضبط می تواند به شدت متفاوت باشد. برای اینکه کیفیت ضبط بالا باشد باید به سرعت مشخص شده در ضبط دقت کنید. یک "قاعده طلایی" وجود دارد - خطاهای کمتر در سرعت کمتر و بالعکس. خود ضبط کننده، یعنی مدل آن نیز نقش بسزایی دارد.

امضا روی دیسک های نوری

برای جلوگیری از سردرگمی، توصیه می شود بلافاصله دیسکی را که روی آن برخی از اطلاعات ظاهر شده است امضا کنید. این را می توان به روش های مختلف انجام داد:

• چاپ متن روی صفحات خالی که سطح آن لاک زده شده است و به شما امکان می دهد متون و تصاویر را با استفاده از MFP با سینی مخصوص چاپ کنید.
• با کمک یک ضبط کننده، با پشتیبانی از فناوری های ویژه ای که اعمال متن و تصویر تک رنگ را روی یک سطح خاص انجام می دهد. هزینه چنین دیسک هایی می تواند 2 برابر بیشتر از هزینه دیسک های ساده باشد.
• امضایی که به طور مستقل با دست (با یک نشانگر مخصوص) ساخته شده است.
• فناوری LabelTag - متن مستقیماً روی سطح کار دیسک اعمال می شود. ممکن است کتیبه همیشه به خوبی خوانده نشود.
• برچسب ها به طور جداگانه روی هر یک از چاپگرها چاپ می شوند. استفاده از آنها استقبال نمی شود، زیرا. آنها می توانند به سطح دیسک آسیب برسانند و در زمان پخش آن جدا شوند.

مدت زمان ذخیره سازی رسانه های ذخیره سازی نوری

روی برچسب دیسک‌های جدید، نقطه‌ای را می‌بینید که نشان می‌دهد چه مدت می‌توانید داده‌ها را در این رسانه ذخیره کنید. گاهی اوقات این رقم با 30 سال مطابقت دارد. در واقع چنین دوره ای عملا غیرممکن است. دیسک در طول وجود خود می تواند تحت تأثیرات و آسیب های مختلفی قرار گیرد. اگر در خانه ثبت شده باشد، عمر مفید آن حتی بیشتر کاهش می یابد. تنها شرایط ذخیره سازی ایده آل، تمام داده های روی دیسک ها را سالم و سالم نگه می دارد.

همه 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 (دیسک فشرده) و دی وی دی (دیسک همه کاره دیجیتال / دیسک ویدیوی دیجیتال). سی‌دی‌ها و دی‌وی‌دی‌ها ابعاد فیزیکی یکسانی دارند (قطر 120/80 میلی‌متر)، اما از نظر تراکم ضبط داده‌ها و ویژگی‌های هدهای نوری مورد استفاده برای خواندن داده‌ها متفاوت هستند. سی دی ها و دی وی دی ها بر اساس عملکرد به سه دسته تقسیم می شوند:

غیر قابل نوشتن (فقط خواندنی)؛

یک بار بنویسید و چند بار بخوانید.

با امکان بازنویسی.

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

درایوهای CD از یک لیزر مادون قرمز 780 نانومتری و یک سیستم اپتیکال دیافراگم عددی 0.45 برای خواندن داده ها استفاده می کنند. (دیافراگم عددی - از lat. دیافراگم- سوراخ - برابر 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- محرک ها استفاده می شود یک لیزر قرمز با طول موج 650 نانومتر و یک سیستم نوری با دیافراگم عددی 0.6. ظرفیت دی وی دی های استاندارد 4.7 گیگابایت یا بیشتر است.

CD-ROM (حافظه فقط خواندنی دیسک فشرده) - دیسک های لیزری نوری غیر قابل بازنویسی یا سی دی های 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 کنترل شیشه ای ویژه می سوزاند. در همان زمان، فرورفتگی ها در سطح - فرورفتگی (eng. pit) - و حتی فضاها - سکوها (eng. land) تشکیل می شود. نوشته در فاصله ای از سوراخ در مرکز شروع می شود و به صورت مارپیچ به سمت لبه حرکت می کند. یک قالب روی این دیسک کنترل با برجستگی هایی در مکان هایی که لیزر سوراخ ها را سوزانده است ساخته شده است. رزین مایع (پلی کربنات) به قالب وارد می شود و بنابراین یک سی دی با همان مجموعه سوراخ هایی که در یک دیسک شیشه ای وجود دارد به دست می آید. یک لایه بسیار نازک از آلومینیوم روی رزین اعمال می شود که با یک لاک محافظ پوشانده شده است. CD-ROM ها توسط سازنده نوشته می شوند و برای توزیع حجم زیادی از اطلاعات فقط خواندنی استفاده می شوند. در عین حال، کاربر فرصتی برای پاک کردن یا نوشتن اطلاعات روی چنین دیسکی ندارد.

CD-R ها از بلنک های پلی کربنات ساخته شده اند که در تولید سی دی نیز استفاده می شود. با این حال، ساختار تفاوت هایی دارد. یک مسیر مارپیچی ابتدا روی دیسک اعمال می شود و یک لایه رنگی 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 نوشتن 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 ثبت می کند. این تفاوت به عنوان تفاوت بین فرورفتگی ها و سکوها درک می شود. به عنوان رنگ، از نیتروژن فلزی، سیانین، فتالوسیانین یا امیدوارکننده ترین فورمازان، مخلوطی از سیانین و فتالوسیانین استفاده می شود. لایه بازتابنده نازک ترین لایه طلا یا نقره است.

CD-RW به شما امکان می دهد بارها و بارها اطلاعات را 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 قرار می گیرد. 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. در بالاترین توان، لیزر آلیاژ را از حالت کریستالی (بازتاب زیاد) به حالت آمورف (بازتاب کم) ذوب می کند تا فرورفتگی ایجاد کند. در یک توان متوسط، آلیاژ ذوب می شود و به حالت کریستالی طبیعی خود باز می گردد، در حالی که حفره 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 لوح فشرده ساخته شده بر اساس پلی کربنات با حفره ها و پدها است. با این حال، چندین تفاوت وجود دارد. دی وی دی دارای یک حفره کوچکتر (0.4 میکرون به جای 0.8 به طور معمول)، مارپیچ محکم 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 لایه دو طرفه (17 گیگابایت).

با تکنولوژی دو لایه، یک لایه بازتابنده نیمه شفاف بر روی لایه بازتابنده پایینی قرار می گیرد. بسته به محل تمرکز لیزر، از یک لایه یا لایه دیگر منعکس می شود. برای اطمینان از خواندن مطمئن اطلاعات، فرورفتگی ها و نواحی لایه زیرین باید کمی بزرگتر باشند، بنابراین ظرفیت لایه پایین کمی کمتر از لایه بالایی است.

دی وی دی ها دارای ویژگی های زیر هستند:

ظرفیت قابل توجهی بزرگتر در مقایسه با CD.

سی دی سازگار؛

تبادل اطلاعات با سرعت بالا با درایو DVD.

قابلیت اطمینان بالای ذخیره سازی داده ها

شایان ذکر است که ظهور فناوری های جدید Blu-ray و HD-DVD به شما امکان می دهد اطلاعات را چندین برابر بیشتر از یک DVD معمولی روی دیسک قرار دهید. 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 درایو نوری مغناطیسی (Magneto Optical) مبتنی بر استفاده از دو فناوری - لیزر و مغناطیسی است.

ساختار اساسی همه انواع دیسک های مغناطیسی نوری یکسان است، تفاوت فقط 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 (MOD) 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 خاصی گرم شود، می توان قطبش مغناطیسی را با استفاده از یک میدان مغناطیسی کوچک تغییر داد. این اساس خواندن و نوشتن فن آوری های MOD است.

بنابراین، هنگام ضبط، پرتو لیزر بخشی از دیسک را که باید در آن 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. این کار تمام اطلاعات روی دیسک را پاک می کند.

سپس جهت میدان مغناطیسی معکوس می شود و لیزر فقط در لحظاتی روشن می شود که برای تغییر جهت ذرات در سلول بیت (مقدار بیت) ضروری است. 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 داخلی و خارجی هستند. علاوه بر درایوهای دیسک معمولی، کتابخانه های به اصطلاح نوری با تغییر خودکار دیسک بسیار مورد استفاده قرار می گیرند که ظرفیت آن ها می تواند صدها گیگابایت و حتی چندین ترابایت باشد. زمان تعویض دیسک چند ثانیه است و زمان دسترسی و سرعت انتقال اطلاعات مانند درایوهای دیسک معمولی است.

درایوهای فلش

حامل های اطلاعات مبتنی بر تراشه های حافظه فلش در حال حاضر به طور گسترده در دوربین های دیجیتال، تلفن های همراه و کامپیوتر استفاده می شود.

حافظه فلش نوع خاصی از حافظه نیمه هادی غیرفرار و قابل بازنویسی است. یک سلول فلش مموری از یک ترانزیستور واحد با معماری خاص تشکیل شده است که می تواند چندین بیت را ذخیره کند. بخش عمده ای از رسانه های مبتنی بر فناوری فلش، به اصطلاح کارت های فلش هستند که رسانه های اصلی ذخیره سازی فناوری مدرن قابل حمل هستند. جهت دوم، که اکنون به سرعت در حال توسعه است، یک حافظه فلش با رابط USB برای اتصال مستقیم به کامپیوتر است. مزیت فلش مموری نسبت به هارد دیسک ها، سی دی رام ها و دی وی دی ها این است که هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، بنابراین فلش فشرده تر است و دسترسی سریع تری را فراهم می کند. اطلاعات نوشته شده در حافظه فلش را می توان برای مدت زمان بسیار طولانی (از 20 تا 100 سال) ذخیره کرد و قادر به تحمل بارهای مکانیکی قابل توجهی (5-10 برابر بیشتر از حداکثر مجاز برای هارد دیسک های معمولی) است. نقطه ضعف، 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 جا کلیدی با درگاه USB به عنوان رسانه ذخیره سازی قابل جابجایی استفاده می شوند و دارای ظرفیت های 16، 32، 64، 128، 256، 512 مگابایت، 1 گیگابایت، 2 گیگابایت، 4 گیگابایت، 8 گیگابایت، که، البته، محدودیت نیست، بنابراین چگونه فن آوری به طور مداوم در حال بهبود است.

دستگاه های ورودی

دستگاه های ورودی اطلاعات دستگاه های جانبی را به شکل دیجیتال تبدیل می کنند. برای وارد کردن اطلاعات از دستگاه های زیر استفاده می شود: صفحه کلید، دستکاری، اسکنر، دیجیتالیزر (تبلت دیجیتال)، صفحه نمایش لمسی، ابزار ورودی گفتار، دوربین های دیجیتال و غیره.

صفحه کلید

صفحه کلید ابزار اصلی وارد کردن اطلاعات به کامپیوتر است. این ماتریسی از کلیدها است که در یک کل واحد ترکیب شده اند و یک واحد الکترونیکی برای تبدیل ضربه های کلید به یک کد باینری است. 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 مطبوعاتی یک بایتی و زمانی که آزاد می شود، به ترتیب یک کد انتشار یک بایتی تولید می کند. کد کلیکی همان کد اسکن است. تفاوت کد انتشار با کد اسکن وجود یکی در مهم ترین بیت بایت است. اگر کلید بیش از 0.5 ثانیه فشرده بماند، کدهای فشاری به طور خودکار با فرکانس 10 بار در ثانیه تولید می شوند. تولید کد خودکار با رها شدن کلید یا فشار دادن کلید دیگری متوقف می شود. بنابراین، هنگامی که یک کلید "چسبیده"، 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 فشار داده می شود، سیگنال توسط کنترل کننده صفحه کلید ثبت می شود و یک وقفه سخت افزاری را آغاز می کند، پردازنده کار نمی کند و روند تجزیه و تحلیل کد اسکن را انجام می دهد. وقفه توسط یک برنامه خاص 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، Print Screen و غیره).

کلیدهای عملکرد (F1-F12)، معنی فشار دادن که به محصول نرم افزاری بستگی دارد.

کلیدهای صفحه کلید عددی کوچک دو حالته، ورود سریع و راحت اطلاعات دیجیتال و همچنین کنترل مکان نما و تغییر حالت های صفحه کلید را فراهم می کند.

دستکاری کننده ها

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

مانیپولاتورها کار کاربر را راحت‌تر می‌کنند، مخصوصاً در برنامه‌هایی با رابط گرافیکی. مانیپولاتورها عبارتند از: ماوس، جوی استیک، قلم نور، گوی و غیره.

ماوس وسیله ای است برای اشاره به نقاط مورد نظر در 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 آن حرکت کند. مطابق با اصل عملکرد، موش های نوری-مکانیکی و نوری متمایز می شوند.

اصل کار یک ماوس اپتومکانیکی (شکل 2.20) تبدیل حرکت ماوس به تکانه های الکتریکی تولید شده با استفاده از یک اپتوکوپلر - LED (منابع نور) و فوتودیودها (گیرنده نور) است. هنگامی که ماوس را حرکت می دهید، چرخش توپ از طریق غلتک ها با "شاخه ها" به دیسک ها منتقل می شود. چرخش دیسک باعث می شود شار نور بین LED و فتودیود مسدود شود که منجر به ظهور تکانه 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 موش های نوری مدرن به طور سازنده دارای یک دوربین فیلمبرداری مینیاتوری هستند که از یک سنسور CMOS به عنوان عنصر حساس به نور استفاده می کند. (یک حسگر تصویر حاوی یک لایه سیلیکونی حساس به نور که در آن فوتون ها به الکترون تبدیل می شوند. CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor - CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor Structure) یک منبع نور، معمولا قرمز، در مقابل حسگر قرار دارد تا حسگر را روشن کند. سطح زیر ماوس دیود ساطع نور. هنگامی که ماوس حرکت می کند، سنسور تصاویر سطح را پردازش می کند و آنها را به عنوان سیگنال به یک پردازنده تخصصی DSP (پردازش سیگنال دیجیتال) می فرستد، که تغییرات در تصاویر دریافتی را تجزیه و تحلیل می کند و جهت حرکت ماوس را بر اساس آن تعیین می کند. با این حال، ماوس های نوری را نمی توان روی سطوح شیشه ای یا آینه ای استفاده کرد.

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

آخرین پیشرفت در زمینه دستکاری 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 شود و همچنین بتوان از آن بر روی هر سطحی استفاده کرد. در عین حال لیزر برای انسان نامرئی و بی خطر است.

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

دستکاری کننده دیگری که در آن مکان نما با چرخاندن دستی توپی که بالای یک سطح صاف بیرون زده حرکت می کند، گوی تراک است (شکل 2.22، a). اصل کار مانند ماوس 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 رایانه های بازی استفاده می شود (شکل 2.22، ب). اهرمی است که حرکت آن منجر به حرکت مکان نما روی صفحه می شود. اهرم دارای یک یا چند دکمه است. در این حالت، مکان نما به شکل یک شیء متحرک است.

از یک قلم نوری می توان برای نشان دادن نقطه ای روی 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 ای که قلم لمس می شود واکنش نشان می دهد. از آنجایی که صفحه نمایشگر از بسیاری از نقاط (پیکسل) تشکیل شده است، هنگامی که دکمه روی قلم را فشار می دهید، سیگنالی به رایانه شخصی منتقل می شود که براساس آن مختصات پرتو الکترونی در زمان ثبت آن محاسبه می شود. یکی دیگر از کاربردهای قلم نور استفاده از آن با دیجیتایزر است. دیجیتایزر (دیجیتایزر) وسیله ای است که برای وارد کردن اطلاعات گرافیکی طراحی شده است. وقتی قلم روی تبلت حرکت می‌کند، مختصات آن در حافظه رایانه ثابت می‌شود، یعنی در این حالت، قلم نوری عملکرد «نوشتن» را انجام می‌دهد.

صفحه نمایش های لمسی

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

تکنولوژی مقاومتیفناوری مقاومتی مبتنی بر روش اندازه گیری مقاومت الکتریکی قسمتی از سیستم در لحظه لمس است. صفحه نمایش مقاومتی دارای وضوح بالا (300 نقطه در اینچ)، منبع طولانی (10 میلیون لمس)، زمان پاسخ کوتاه (حدود 10 میلی ثانیه) و هزینه کم است. اما در کنار مزایا، معایبی نیز وجود دارد، مثلاً ضرر 20 درصدی شار نور

تکنولوژی خازنیعنصر حسگر یک صفحه نمایش لمسی خازنی شیشه ای با پوشش نازک، شفاف و رسانا بر روی سطح آن است. هنگام لمس صفحه نمایش تصویرخازنی؛ 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) مبتنی بر استفاده از یک موج الکترومغناطیسی است. NFI از یک مدار الکترونیکی حساس به لمس استفاده می کند که 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 قرار داده شده است که یک سیگنال الکتریکی با فرکانس 5 مگاهرتز به آن اعمال 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 است.) این سیگنال به یک موج صوتی اولتراسونیک که در امتداد سطح صفحه نمایش داده می شود، تبدیل می شود. حتی یک لمس خفیف روی صفحه نمایش در هر نقطه باعث جذب فعال امواج می شود که به همین دلیل الگوی انتشار اولتراسوند بر روی سطح آن تا حدودی تغییر می کند.

فناوری مادون قرمز.در امتداد مرزهای صفحه لمسی، عناصر تابشی خاصی نصب شده است که امواج نوری محدوده مادون قرمز را تولید می کند، امواج نوری محدوده مادون قرمز در امتداد سطح صفحه پخش می شود و نوعی شبکه مختصات را روی سطح کار آن تشکیل می دهد.

اگر یکی از پرتوهای مادون قرمز توسط یک جسم خارجی که در ناحیه عمل پرتوها افتاده است مسدود شود، پرتو وارد عنصر گیرنده نمی شود که بلافاصله توسط ریزپردازنده ثابت 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 و حتی دستکش انجام داد. صفحه های لمسی می توانند لولایی و داخلی باشند (شکل 2.28).

در چند سال گذشته ثابت شده است که صفحه نمایش لمسی راحت ترین راه برای تعامل انسان و ماشین است. کاربرد صفحه نمایش های لمسیدارای تعدادی مزیت است که با 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 نمایشگاهی، ایستگاه های راه آهن، موسسات دولتی، بانکی، مالی و پزشکی و غیره کمک می کند.

اسکنرها

اسکنر وسیله ای است که به شما امکان می دهد اطلاعات گرافیکی قرار داده شده بر روی کاغذ را به کامپیوتر منتقل کنید. جادو یا فیلم

اینها می توانند متون، نقشه ها، نمودارها، گرافیک ها، عکس ها و غیره باشند. 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 بررسی (اسکن) می کند. یک پرتو نور منعکس شده از یک ورق کاغذ از طریق یک لنز کاهنده وارد یک دستگاه شارژ شده (CCD) می شود. (دستگاهی که با برخورد شار نوری، بار الکترونیکی را جمع می کند. میزان شارژ بستگی به مدت زمان و شدت نور دارد. در ادبیات انگلیسی، تعریف CCD - Couple-Charget Device است) یک تصویر کاهش یافته از جسم کپی شده است. بر روی سطح CCD با اسکن تشکیل شده است. CCD تصویر نوری را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. 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 متوالی روشن می شود - قرمز، سبز، آبی. سیگنال مربوط به هر رنگ اصلی به طور جداگانه پردازش می شود. برای انجام این کار، خطوط موازی سنسور وجود دارد که هر کدام رنگ 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 یک تصویر اندازه گیری می شود. در این مورد، دو مقدار نشان داده شده است، به عنوان مثال 600 × 1200 dpi. اولین مورد تعداد نقاط افقی است که توسط ماتریس CCD تعیین می شود. دومی تعداد پله های موتور عمودی در هر اینچ است. اولی، حداقل مقدار، باید در نظر گرفته شود.

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

دستگاه های خروجی اطلاعات

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

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

مانیتور و آداپتورهای ویدئویی

مانیتور (نمایشگر) وسیله ای است که برای نمایش اطلاعات متنی و گرافیکی به منظور درک بصری آن 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 انواع مانیتورهای زیر در حال استفاده هستند:

بر اساس یک لوله اشعه کاتدی (CRT)؛

- کریستال مایع؛

پلاسما (تخلیه گاز).

تفاوت بین این مانیتورها در اصول فیزیکی مختلف تصویربرداری نهفته است.

مانیتورهای مبتنی بر CRT از نظر اصل عملکرد هیچ تفاوتی با تلویزیون های معمولی ندارند. هنگام تشکیل یک تصویر، داده های ویدئویی به یک جریان پیوسته از الکترون ها تبدیل می شوند که توسط لاشه کاتدی کینسکوپ "پرتاب" می شوند. پرتوهای الکترونی حاصل از یک شبکه راهنمای ویژه عبور داده می‌شوند، که تضمین می‌کند که الکترون‌ها دقیقاً به نقطه درست برخورد کرده و سپس به لایه درخشان می‌رسند. هنگامی که با الکترون بمباران می شود، فسفر نور ساطع می کند.

انواع مختلفی از لوله های اشعه کاتدی وجود دارد که از نظر آرایش توری راهنما و لایه فسفر با یکدیگر تفاوت دارند.

پرکاربردترین مانیتورهایی 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 توسط 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 کینسکوپ‌های ساخته شده با استفاده از توری دیافراگم (شکل 2.32، b) با کینسکوپ‌های دارای ماسک سایه‌ای متفاوت است، زیرا صفحه‌ای حجیم نیست که برای تعیین دقیق پرتو الکترونی، بلکه مجموعه‌ای از رشته‌های فولادی است. فسفر در یک کینسکوپ با توری دیافراگم به شکل نوارهای عمودی متناوب به سطح داخلی صفحه اعمال می شود.

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

انواع در نظر گرفته شده کینسکوپ 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 کینسکوپ است: آرایش متراکم سه‌گانه‌های رنگی، که دستیابی به وضوح تصویر بالا را ممکن می‌سازد، و به خوبی تثبیت شده است. فن آوری تولید. نقطه ضعف آن 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 و در نتیجه باعث کاهش برد می شود. روشنایی و کنتراست برای دستیابی به درخشندگی بالای تصویر، باید شدت جریان الکترونیکی را افزایش داد که بهترین تأثیر را بر عمر مفید مانیتور ندارد (به عنوان یک قاعده، چرخه عمر یک دستگاه بر اساس یک CRT با ماسک سایه از 7-8 سال تجاوز نمی کند). دامنه چنین مانیتورهایی پردازش آرایه های بزرگی از مواد متن، طرح بندی، روتوش عکس، تصحیح رنگ و CAD (سیستم های طراحی خودکار) است.

مزایای اصلی CRT با توری دیافراگم شامل روشنایی و کنتراست بیشتر به دلیل عبور الکترون بیشتر به فسفر و افزایش سطح پوشش صفحه نمایش با فسفر است.

از جمله کاستی ها باید به بروز اعوجاج تصویر در هنگام نمایش تعداد زیادی ضربه کوتاه و به عبارت دیگر هنگام نمایش متن در اندازه کوچک اشاره کرد.

مانیتورهایی که از لوله های ماسک شکافی استفاده می کنند، مزایای دو نوع دستگاه قبلی را بدون معایب ترکیب می کنند. رنگ های روشن و پر جنب و جوش، کنتراست خوب، گرافیک و متن واضح - همه اینها آنها را برای برآوردن نیازهای هر دسته از کاربران مناسب می کند. لوله های پرتو کاتدی توسط تعداد بسیار محدودی از شرکت ها طراحی و تولید می شوند. سایر تولید کنندگان مانیتور از راه حل های خریداری شده استفاده می کنند. از جمله معروف ترین شرکت های توسعه عبارتند از: هیتاچی و سامسونگ - گوشی های مبتنی بر ماسک سایه. سونی، میتسوبیشی و ویوسونیک - جلوپنجره دیافراگم CRT؛ NEC، Panasonic، LG دستگاه هایی هستند که از ماسک شکافی استفاده می کنند.

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

از درس فیزیک می‌دانید که اگر نور را از دو صفحه که صفحات قطبش آنها بر هم منطبق هستند عبور دهید، انتقال کامل نور تضمین می‌شود. با این حال، اگر یکی از صفحات نسبت به دیگری بچرخد، به عنوان مثال. با تغییر صفحه پلاریزاسیون، 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 روی اولین فیلتر پلاریزه می‌افتد، در یکی از سطوح، به عنوان مثال، عمودی، قطبی می‌شود و سپس از لایه‌ای از کریستال‌های مایع عبور می‌کند. 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 با هم منطبق هستند. اگر چرخش وجود نداشته باشد، پرتو نور عبور نمی کند. بنابراین، با اعمال ولتاژ به کریستال ها، می توان جهت آنها را تغییر داد، یعنی از این طریق میزان نور عبوری از فیلترها را کنترل کرد. در مانیتورهای LCD مدرن، هر کریستال توسط یک ترانزیستور جداگانه کنترل می شود، یعنی از فناوری TFT (Thin Film Transistor) استفاده می شود - فناوری "ترانزیستورهای فیلم نازک". پیکسل در مانیتور LCD نیز از رنگ های قرمز، سبز و آبی تشکیل شده است و با تغییر ولتاژ اعمال شده، رنگ های مختلفی 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 یک صفحه نمایش پلاسما بسیار شبیه یک لامپ فلورسنت معمولی است. گاز دارای بار الکتریکی نور ماوراء بنفش ساطع می کند که به فسفر برخورد کرده 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 پیکسل فرعی تشکیل شده است که رنگ ها را منتقل می کنند - قرمز، سبز و آبی.

از نظر ساختاری، پانل از دو صفحه شیشه ای تخت تشکیل شده 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) قرار دارد که تحت تأثیر یک میدان الکتریکی قوی قرار می گیرد. نازک ترین هادی های شفاف - الکترودها - بر روی صفحه شفاف جلویی اعمال می شوند و هادی های جفت کننده به پشت اعمال می شوند. دیواره پشتی دارای سلول های میکروسکوپی است که با فسفرهای سه رنگ اصلی (قرمز، آبی و سبز)، سه سلول برای هر پیکسل پر شده است. اصل عملکرد 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 (پلاسما) تشکیل شده است. بنابراین، پانل هایی که بر اساس این اصل کار می کنند، پانل های پلاسما نامیده می شوند. گاز یونیزه شده بر روی یک پوشش فلورسنت خاص عمل می کند که به نوبه خود نور قابل مشاهده برای چشم انسان را ساطع می کند.

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

وضوح؛

اندازه صفحه نمایش؛

تعداد رنگ های بازتولید شده؛

نرخ بروزرسانی نمایشگر.

وضوح مانیتورمعمولا مانیتورها می توانند در دو حالت کار کنند: متنی و گرافیکی. در حالت متنی، کاراکترهای ASCII روی صفحه نمایشگر نمایش داده می شوند. 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 است، بنابراین ظرفیت اطلاعات 2000 کاراکتر است. در حالت گرافیکی، تصاویر بر روی صفحه نمایش داده می شوند که از عناصر فردی - پیکسل ها تشکیل شده اند. در حالت گرافیکی، وضوح با حداکثر تعداد پیکسل های افقی و عمودی روی صفحه نمایشگر اندازه گیری می شود. 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 به طور معمول بر روی صفحه نمایش ترسیم کرد (شکل 2.35). هر پیکسل صفحه در تشکیل تصویر نقش دارد، بنابراین در وضوح 800×600 تعداد سلول های آدرس پذیر 480000 پیکسل است. برای نمایشگرهای LCD، وضوح با تعداد سلول هایی که در عرض و ارتفاع صفحه نمایش قرار دارند تعیین می شود. مانیتورهای LCD مدرن معمولا دارای وضوح 1024x768 یا 1280x1024 هستند.

مهم ترین مشخصه ای که وضوح و وضوح تصویر روی صفحه را تعیین می کند اندازه است.
دانه های (نقطه گام) فسفر صفحه نمایشگر. اندازه دانه مانیتورهای مدرن بین 0.25 تا 0.28 میلی متر است. دانه به فاصله بین دو نقطه فسفر همرنگ اشاره دارد. برای لوله های دارای ماسک سایه، دانه به صورت مورب، برای دو لوله دیگر، به صورت افقی اندازه گیری می شود. وضوح استاندارد: 640x480، 800x600، 1024x768، 1600x1200، 1800x1440 و غیره.

اندازه صفحه نمایش. طول مورب ناحیه قابل مشاهده تصویر معمولاً به عنوان معیار استفاده می شود. برای نمایشگرهای کریستال مایع (LCD)، اندازه ناحیه قابل مشاهده با اندازه پانل برابر است. برای نمایشگرهای لوله اشعه کاتدی (CRT)، ناحیه قابل مشاهده تا حدودی کوچکتر است. این به دلیل ویژگی های طراحی خود CRT است. مانیتورهای CRT در اندازه های ۱۴، ۱۵، ۱۷، ۱۹ و ۲۲ اینچی عرضه می شوند. برای LCD از پنل های 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

حافظه خارجی

دیسک های نوری

دیسک های نوری (لیزری) در حال حاضر محبوب ترین رسانه ذخیره سازی هستند. آنها از اصل نوری ضبط و خواندن اطلاعات با استفاده از پرتو لیزر استفاده می کنند.

اطلاعات روی یک دیسک لیزری روی یک مسیر مارپیچی ثبت می‌شود که از مرکز دیسک شروع می‌شود و شامل بخش‌های متناوب فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها با بازتاب متفاوت است.

هنگام خواندن اطلاعات از دیسک های نوری، یک پرتو لیزر نصب شده در درایو روی سطح یک دیسک در حال چرخش می افتد و منعکس می شود. از آنجایی که سطح دیسک نوری دارای مناطقی با ضرایب انعکاس متفاوت است، پرتو بازتابی نیز شدت خود را تغییر می دهد (منطقی 0 یا 1). سپس پالس های نور بازتاب شده توسط فتوسل ها به تکانه های الکتریکی تبدیل می شوند.

در فرآیند ضبط اطلاعات روی دیسک های نوری، از فناوری های مختلفی استفاده می شود: از مهر زنی ساده تا تغییر انعکاس بخش های سطح دیسک با استفاده از لیزر قدرتمند.

دو نوع دیسک نوری وجود دارد:

سی دی دیسک (سی دی - دیسک فشرده، سی دی)، که می تواند تا 700 مگابایت اطلاعات را ضبط کند.

دیسک های دی وی دی (DVD - Digital Versatile Disk، دیسک جهانی دیجیتال)، که دارای ظرفیت اطلاعاتی بسیار بزرگتر (4.7 گیگابایت) هستند، زیرا مسیرهای نوری روی آنها نازک تر و متراکم تر هستند.
دی وی دی ها می توانند دو لایه باشند (ظرفیت 8.5 گیگابایت)، در حالی که هر دو لایه دارای سطح بازتابنده ای هستند که اطلاعات را حمل می کند.
علاوه بر این، ظرفیت اطلاعات دیسک های DVD را می توان دو برابر کرد (تا 17 گیگابایت) زیرا اطلاعات را می توان در هر دو طرف ضبط کرد.

در حال حاضر (2006) دیسک های نوری (HP DVD و Blu-Ray) وارد بازار شده اند که به دلیل استفاده از لیزر آبی با طول موج 3-5 برابر ظرفیت اطلاعاتی دیسک های DVD بیشتر است. 405 نانومتر

درایوهای نوری به سه نوع تقسیم می شوند:

• بدون قابلیت نوشتن- CD-ROM و DVD-ROM
  (ROM - حافظه فقط خواندنی، حافظه فقط خواندنی).
  CD-ROM ها و DVD-ROM ها اطلاعاتی را که در طول فرآیند تولید برای آنها نوشته شده است را ذخیره می کنند. نوشتن اطلاعات جدید برای آنها امکان پذیر نیست.
• یک بار بنویس، یک بار بخوان -
  CD-R و DVD±R (R - قابل ضبط، قابل ضبط).
  اطلاعات را می توان روی دیسک های CD-R و DVD±R نوشت، اما فقط یک بار. داده ها توسط یک پرتو لیزر پرقدرت بر روی دیسک نوشته می شود که رنگ آلی لایه ضبط را از بین می برد و خواص بازتابی آن را تغییر می دهد. با کنترل قدرت لیزر، تناوب نقاط تیره و روشن در لایه ضبط به دست می آید که در هنگام خواندن، 0 و 1 منطقی تفسیر می شوند.
• با قابلیت بازنویسی- CD-RW و DVD±RW
  (RW - قابل بازنویسی، بازنویسی) بر روی دیسک های CD-RW و DVD±RW، اطلاعات می توانند بارها نوشته و پاک شوند.
  لایه ضبط از یک آلیاژ ویژه ساخته شده است که می توان آن را با حرارت دادن به دو حالت مختلف تجمع پایدار رساند که با درجات مختلف شفافیت مشخص می شوند. هنگام ضبط (پاک کردن)، پرتو لیزر بخشی از مسیر را گرم می کند و آن را در یکی از این حالت ها قرار می دهد.
  در هنگام خواندن، پرتو لیزر قدرت کمتری دارد و وضعیت لایه ضبط را تغییر نمی دهد و مقاطع متناوب با شفافیت های مختلف به صورت منطقی 0 و 1 تفسیر می شوند.

ویژگی های اصلی درایوهای نوری:

ظرفیت دیسک (CD - تا 700 مگابایت، DVD - تا 17 گیگابایت)

سرعت انتقال داده از حامل به RAM - اندازه گیری شده در کسری، چند برابر سرعت
150 کیلوبایت بر ثانیه برای درایوهای سی دی (اولین درایوهای سی دی این سرعت خواندن را داشتند) و
1.3 مگابایت بر ثانیه برای درایوهای DVD (این سرعت خواندن اطلاعات در اولین درایوهای DVD بود)

در حال حاضر، درایوهای CD با سرعت 52x به طور گسترده استفاده می شود - تا 7.8 مگابایت بر ثانیه.
دیسک های CD-RW با سرعت کمتری ضبط می شوند (مثلاً 32x).
بنابراین، درایوهای CD با سه عدد "سرعت خواندن X CD-R سرعت نوشتن X CD-RW سرعت نوشتن" (مثلا "52x52x32") علامت گذاری می شوند.
درایوهای DVD نیز با سه عدد مشخص شده اند (به عنوان مثال، "16x8x6"

زمان دسترسی - زمان مورد نیاز برای جستجوی اطلاعات روی دیسک، اندازه گیری شده در میلی ثانیه (برای CD 80-400ms).

اگر قوانین ذخیره سازی (ذخیره سازی در موارد در حالت عمودی) و عملکرد (بدون خراش و کثیفی) رعایت شود، رسانه های نوری می توانند اطلاعات را برای چندین دهه حفظ کنند.

اطلاعات اضافی در مورد ساختار دیسک

دیسکی که به روش صنعتی ایجاد شده است از سه لایه تشکیل شده است. یک الگوی اطلاعاتی بر اساس یک دیسک ساخته شده از پلاستیک شفاف با مهر زنی اعمال می شود. برای مهر زنی، یک ماتریس-نمونه اولیه دیسک آینده وجود دارد که آهنگ ها را روی سطح بیرون می کشد. سپس یک لایه فلزی بازتابنده روی پایه اسپری می شود و سپس یک لایه محافظ از یک فیلم نازک یا لاک مخصوص نیز روی آن اسپری می شود. اغلب نقشه ها و کتیبه های مختلفی روی این لایه اعمال می شود. اطلاعات از سمت کار دیسک از طریق یک پایه شفاف خوانده می شود.

سی دی های قابل ضبط و بازنویسی یک لایه اضافی دارند. برای چنین دیسک هایی، پایه الگوی اطلاعاتی ندارد، اما یک لایه ضبط بین پایه و لایه بازتابی قرار دارد که می تواند تحت تاثیر دمای بالا تغییر کند.در هنگام ضبط، لیزر بخش های مشخص شده ضبط را گرم می کند. لایه، ایجاد یک الگوی اطلاعاتی.

یک دیسک DVD ممکن است دو لایه ضبط داشته باشد. اگر یکی از آنها با استفاده از فناوری استاندارد انجام شود، دیگری شفاف است، زیر اولین اعمال می شود و شفافیت حدود 40٪ دارد. برای خواندن دیسک های دو لایه، از هدهای نوری پیچیده با فاصله کانونی متغیر استفاده می شود. پرتو لیزر با عبور از لایه نیمه شفاف، ابتدا بر روی لایه اطلاعات داخلی متمرکز شده و پس از پایان خواندن، مجدداً بر روی لایه بیرونی متمرکز می شود.

دیسک نوری

دیسک نوری

یک حامل داده به شکل یک دیسک پلاستیکی که برای ضبط و بازتولید صدا (CD CD)، تصاویر (دیسک ویدئو)، اطلاعات الفبای عددی (CD-ROM، DVD) و غیره با استفاده از پرتو لیزر طراحی شده است. اولین دیسک های نوری در سال 1979 ظاهر شدند. فیلیپس آنها را برای ضبط و بازتولید صدا ایجاد کرد. یک دیسک نوری از یک پایه صلب و شفاف نوری تشکیل شده است که روی آن یک لایه کاری نازک و یک لایه محافظ اضافی اعمال می شود. با توجه به روش خواندن نوری، دیسک های نوری بسیار ماندگارتر از صفحات گرامافون هستند. یک CD استاندارد 120 میلی‌متر (4.5 اینچ) قطر، 1.2 میلی‌متر ضخامت و دارای سوراخ مرکزی 15 میلی‌متر است. سی دی ها از پلاستیک شفاف بسیار بادوام - پلی کربنات یا PVC ساخته شده اند. یک برچسب در یک طرف دیسک قرار داده شده است، و طرف دیگر یک سطح آینه ای دارد که با رنگ های رنگین کمان می درخشد. این یک منطقه ضبط است که مسیر مارپیچی آن از گودال ها - فرورفتگی هایی با طول های مختلف تشکیل شده است. فاصله بین دو مسیر مجاور مارپیچ 1.6 میکرومتر است، یعنی چگالی ضبط 100 برابر بیشتر از یک رکورد معمولی است. گودال ها 0.6-0.8 میکرومتر عرض و متغیر طول دارند. طول توالی های "1" سیگنال دیجیتال ضبط شده را منعکس می کند و می تواند از 0.9 تا 3.3 میکرومتر متغیر باشد. اطلاعات به شکل حفره ها از یک طرف توسط مواد شفاف دیسک و از طرف دیگر توسط یک لایه پلاستیک و یک برچسب از آسیب مکانیکی محافظت می شود. در مقایسه با ضبط مکانیکی صدا، چندین مزیت دارد: تراکم ضبط بسیار بالا و عدم تماس کامل مکانیکی بین حامل و خواننده در حین ضبط و پخش. سی دی های موسیقی در کارخانه ضبط می شوند. مانند صفحات گرامافون، فقط می توان به آنها گوش داد. با کمک پرتو لیزر، سیگنال ها بر روی یک دیسک نوری چرخان در یک کد دیجیتال ثبت می شوند. در نتیجه ضبط، یک مسیر مارپیچی بر روی دیسک تشکیل می شود که از فرورفتگی های مینیاتوری و مناطق صاف تشکیل شده است. در حالت پخش، یک پرتو لیزر متمرکز بر یک مسیر از سطح یک دیسک نوری در حال چرخش عبور می کند و اطلاعات ضبط شده را می خواند. در این حالت، حفره ها به صورت یک خوانده می شوند و مناطقی که نور را به طور یکنواخت منعکس می کنند، صفر خوانده می شوند.

خواندن بدون تماس اطلاعات از سی دی با استفاده از سر نوری یا پیکاپ لیزری انجام می شود. سر نوری شامل یک لیزر نیمه هادی، یک سیستم نوری و یک آشکارساز نوری است که نور را به الکتریکی تبدیل می کند. پرتو لیزر بازخوانی بر روی یک مسیر مارپیچی با حفره‌هایی که در اعماق دیسک قرار دارند متمرکز شده است. هد هرگز با دیسک تماس پیدا نمی کند - همیشه در یک فاصله کاملاً مشخص از آن قرار دارد، که تضمین می کند که مسیر چاله ها در تمرکز سیستم نوری قرار دارد.

فناوری چند رسانه ای متن و گرافیک را با صدا و تصاویر متحرک در رایانه شخصی ترکیب می کند. به عنوان رسانه ذخیره سازی در چنین رایانه های چند رسانه ای، از CD-ROM های نوری (Compact Disk Read Only Memory - یعنی حافظه فقط خواندنی در یک CD) استفاده می شود. از نظر ظاهری، آنها با سی دی های صوتی مورد استفاده در پخش کننده ها و مراکز موسیقی تفاوتی ندارند.

ظرفیت یک CD-ROM به 650 مگابایت می رسد، از نظر ظرفیت، یک موقعیت متوسط ​​بین فلاپی دیسک و یک دیسک مغناطیسی سخت (هارد دیسک) را اشغال می کند. درایو سی دی برای خواندن سی دی ها استفاده می شود. اطلاعات روی سی دی در شرایط صنعتی فقط یک بار نوشته می شود و در رایانه شخصی فقط قابل خواندن است. انواع بازی ها، دایره المعارف ها، آلبوم های هنری، نقشه ها، اطلس ها، لغت نامه ها و کتاب های مرجع بر روی سی دی رام منتشر می شود. همه آنها مجهز به موتورهای جستجوی مناسب هستند که به شما امکان می دهد به سرعت مطالب مورد نیاز خود را پیدا کنید. ظرفیت حافظه دو سی دی رام برای گنجاندن یک دایره المعارف بزرگتر از دایره المعارف بزرگ شوروی کافی است.

سی دی های نوری اطلاعات برای ضبط تک (اصطلاحاً CD-R) و چندگانه (به اصطلاح CD-RW) اطلاعات در رایانه شخصی مجهز به درایو مخصوص طراحی شده اند. این امکان را فراهم می کند، مانند یک ضبط صوت، ضبط بر روی آنها در خانه انجام شود. دیسک‌های CD-R را فقط یک بار می‌توان ضبط کرد، اما دیسک‌های CD-RW را می‌توان چندین بار ضبط کرد، مانند یک دیسک مغناطیسی یا نوار، می‌توانید ضبط قبلی را پاک کنید و به جای آن یک ضبط جدید بسازید.

1 - سی دی; 2 - یک پوشش شفاف که اطلاعات چاپ شده روی سی دی را از آسیب محافظت می کند. 3 - پوشش بازتابنده (خود محیط ضبط)؛ 4 - لایه محافظ; 5 - تمرکز; 6 – پرتو لیزر 7 - اسپلیتر نوری; 8 – ردیاب نوری 9 - ; 10- موتور الکتریکی چرخاننده دیسک

سی دی های موجود با یک استاندارد رسانه ای جدید جایگزین می شوند - DVD (دیسک همه کاره دیجیتال یا دیسک دیجیتال همه منظوره). از نظر ظاهری هیچ تفاوتی با سی دی ندارند. ابعاد هندسی آنها یکسان است. تفاوت اصلی یک دیسک DVD، تراکم ضبط اطلاعات ده برابر بیشتر است. این به دلیل طول موج کوتاهتر لیزر و اندازه نقطه کوچکتر پرتو متمرکز است که باعث می شود فاصله بین مسیرها به نصف کاهش یابد. استاندارد DVD به گونه ای تعریف شده است که مدل های آینده خوان ها با در نظر گرفتن توانایی پخش تمام نسل های قبلی سی دی ها، یعنی با رعایت اصل "سازگاری به عقب" توسعه می یابد. در سال 1995 فیلیپس فناوری ضبط مجدد سی دی را توسعه داد. استاندارد DVD در مقایسه با CD-ROM های موجود، زمان پخش ویدیو به میزان قابل توجهی طولانی تر و کیفیت بهتری را ارائه می دهد. درایوهای DVD درایوهای CD-ROM پیشرفته هستند.

دایره المعارف "تکنولوژی". - م.: روزمان. 2006 .

ببینید "دیسک نوری" در فرهنگ های دیگر چیست:

یک حامل داده به شکل یک دیسک پلاستیکی یا آلومینیومی که برای ضبط و/یا بازتولید صدا (CD)، تصاویر (Video CD)، اطلاعات حروف عددی و غیره با استفاده از پرتو لیزر در نظر گرفته شده است. تراکم ضبط St. 108…… فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

دیسک نوری- یک دیسک حاوی داده های دیجیتالی که با استفاده از فناوری نوری قابل خواندن است. [GOST 25868 91] موضوعات تجهیزات. پیرامونی سیستم های پردازش اطلاعات EN دیسک نوری … کتابچه راهنمای مترجم فنی

دیسک نوری، در فناوری کامپیوتر، یک دستگاه ذخیره سازی فشرده متشکل از یک دیسک که اطلاعات روی آن نوشته شده و با استفاده از لیزر خوانده می شود. رایج ترین نوع آن سی دی رام است. سی دی های صوتی نیز دارای ... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

کار با دیسک های نوری دیسک نوری تصویر دیسک نوری، تصویر ISO شبیه ساز درایو نوری نرم افزار کار با سیستم های فایل دیسک نوری فناوری های ضبط حالت های ضبط انواع ضبط بسته های ... ... ویکی پدیا

حامل اطلاعات به شکل دیسکی ساخته شده از مواد شفاف (شیشه، پلاستیک و غیره) با متالایز میکروسکوپی، فرورفتگی ها (پیتاها)، تشکیل شده در مارپیچ یا حلقه ... فرهنگ لغت پلی تکنیک دایره المعارفی بزرگ

یک حامل داده که برای ضبط و/یا بازتولید اطلاعات با استفاده از تابش لیزر متمرکز در نظر گرفته شده است. از یک پایه سفت و سخت (معمولاً شفاف نوری) تشکیل شده است که روی آن یک لایه حساس به نور یا بازتابنده اعمال می شود و ... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

دیسک نوری- دیسک نوری 147: یک دیسک حاوی داده های دیجیتالی قابل خواندن توسط فناوری نوری

1. مقدمه

3.1. ویژگی های فنی رقبا

4. چشم انداز توسعه ذخیره سازی نوری.

5. تجزیه و تحلیل مقایسه ای درایوهای نوری

5.1 ASUS DRW-1608P

5.2 NEC ND-3540A

6. اقدامات احتیاطی ایمنی هنگام کار با رایانه شخصی

6.1 سازماندهی محل کار

6.2 ایمنی

نتیجه

فهرست ادبیات استفاده شده

1. مقدمه

در چند سال گذشته، ذخیره سازی نوری دستخوش تغییرات قابل توجهی شده است. امروزه درایو نوری بخشی جدایی ناپذیر از رایانه شخصی است - که ارتباط موضوع انتخاب شده را تعیین می کند.

درایو نوری به بخشی جدایی ناپذیر از رایانه شخصی تبدیل شده است، زیرا. محصولات نرم افزاری مختلف (به ویژه بازی ها و پایگاه های داده) شروع به اشغال فضای قابل توجهی کردند و عرضه آنها روی فلاپی دیسک بسیار گران و غیرقابل اعتماد بود. بنابراین، آنها شروع به عرضه بر روی دیسک های نوری (همان موسیقی معمولی) کردند و برخی از بازی ها و برنامه ها مستقیماً از یک دیسک نوری کار می کنند، بدون نیاز به کپی کردن در هارد دیسک.

همچنین، یک کامپیوتر مدرن یک مرکز چند رسانه ای قدرتمند است که به شما امکان پخش موسیقی، تماشای فیلم را می دهد.

هدف از این پایان نامه بررسی دستگاه های ذخیره سازی نوری می باشد. در طول مطالعه، سوالات زیر بررسی خواهد شد:

¾ تاریخچه درایو نوری

¾ تاریخچه توسعه ذخیره سازی نوری

¾ چشم انداز توسعه ذخیره سازی نوری

¾ تجزیه و تحلیل مقایسه ای درایوهای نوری

¾ اقدامات احتیاطی ایمنی هنگام کار با رایانه شخصی

2. تاریخچه ایجاد درایو نوری

دیسک های نوری عملاً هم سن رایانه های شخصی هستند. و آنها حتی والدین خود را دارند - صفحات وینیل. سال ورود دیسک های نوری به تکنولوژی روز را سال 1982 می دانند. پس از آن بود که دو شرکت بزرگ فیلیپس و سونی پیشرفت‌های جدیدی را آغاز کردند. مدیر اجرایی سونی، آکیو موریتا، که به خاطر نوشتن پخش کننده معروف Walkman نیز به شهرت رسید، معتقد بود که چنین دیسک هایی باید برای گوش دادن به موسیقی کلاسیک طراحی شوند. و استاندارد مدت زمان صدا، زمان صدای سمفونی نهم بتهوون بود که تقریباً 73 دقیقه است. مقرر شد زمان استاندارد بازی برابر با 74 دقیقه و 33 ثانیه باشد. اینگونه بود که استاندارد کتاب قرمز متولد شد که در آن استاندارد دیسک CD-DA (CD-Digital Audio) تشریح شد. علاوه بر این، نسخه قبلی آن استاندارد یک صفحه وینیل معمولی با مدت زمان 45 دقیقه بود که بدترین کیفیت صدا و ویژگی های عملکرد دستگاه حامل غیرقابل مقایسه با CD را دارد. فیلیپس به همراه سونی نیز در شکل گیری استاندارد کتاب قرمز مشارکت داشت. الزامات سختگیرانه ای برای اندازه، کیفیت صدا، روش رمزگذاری داده ها و استفاده از یک آهنگ مارپیچی معرفی شد.

در CD-DA داده ها به صورت زیر ارائه می شوند.

از نظر ساختاری، کل دیسک را می توان به سه بخش اصلی تقسیم کرد: ورودی ورودی (منطقه مقدماتی که تمام اطلاعات مربوط به ساختار و مالکیت دیسک را ذخیره می کند)، PMA (منطقه حافظه برنامه - خود داده ها) و خروجی (منطقه خروجی) ، تقریباً از یک "صفر" تشکیل شده است و اساساً نشانگر انتهای دیسک است).

تمام اطلاعات بر روی CD-DA به عنوان آهنگ های جدا شده با شکاف (پیش شکاف) معادل 2 ثانیه ثبت می شود. می توان 99 آهنگ از این قبیل وجود داشت و هر یک از آنها را می توان به 99 قطعه تقسیم کرد. مفهوم تراک ها تا حدودی ثانویه است، اما برای ساده ترین توصیف ساختار یک دیسک مناسب است.

در واقع اطلاعات روی دیسک به صورت بلوک-بخش ارائه می شود که دارای اندازه استاندارد (2352 بایت) و سرعت خواندن استاندارد 75 بلوک در ثانیه است. یعنی اگر در مورد فاصله دو ثانیه صحبت می کنیم، منظور ما 150 بلوک-بخش "خالی" است. خود آهنگ ها شامل بلوک های پر از اطلاعات هستند.

قطعه بلوک نیز به نوبه خود از 98 میکروفریم تشکیل شده است که اندازه هر یک از آنها 24 بایت (192 بیت) است. 24 بایت ممکن است حاوی توضیحاتی از مقادیر شش نمونه مجزا از کانال های راست و چپ باشد. و مقدار داده شده 2352 بایت را می توان با ضرب 98 در 24 به دست آورد.

3. تاریخچه توسعه ذخیره سازی نوری

که توسط فیلیپس و سونی ابداع شد، مشخصات جدیدی برای ذخیره داده های دیجیتال بر روی رسانه های CD به عنوان "کتاب زرد" شناخته شد و خود رسانه به عنوان CD-ROM (حافظه فقط خواندنی) شناخته شد. یک قطعه بلوکی 2352 بایتی تبدیل شده است. یعنی طبق استاندارد، انواع حالت 1 برای ذخیره داده های کامپیوتر دیجیتال و حالت 2 - داده های گرافیکی، متنی و صوتی فشرده شده ارائه شد. بخش بلوک از نوع حالت 1 اطلاعات مربوط به تصحیح و تصحیح خطاهای EDC / ECC (کد تشخیص خطا / کد تصحیح خطا) را ذخیره می کند و رایج ترین است. 288 بایت برای تصحیح و تصحیح خطا در هر بخش اختصاص داده شده است. در نتیجه 2064 بایت برای اطلاعات باقی می ماند که 12 بایت برای همگام سازی و 4 بایت برای سربرگ سکتور اختصاص داده می شود.

بنابراین، حداقل واحد اساسی در فرمت CD-DA آهنگ است، در حالی که در CD-ROM قطعه است.

درایوهای دستگاه بر روی CD-ROM.

پس از ورود دو استاندارد که توسط کتاب های "قرمز" و "زرد" توصیف شده است، یک مشکل مهم وجود داشت: رسانه ها به شدت به انواع درایوها گره خوردند. یعنی ترکیب داده های صوتی و دیجیتال در آن زمان اجرا نمی شد. دیسک‌هایی با فرمت ترکیبی ظاهر شده‌اند که داده‌های CD-ROM و CD-DA را ذخیره می‌کنند. علاوه بر این، اولین داده (CD-ROM) در ابتدای دیسک ضبط شد. این خیلی راحت نیست، زیرا درایوهای صوتی سعی می کنند اولین آهنگ را بخوانند که می تواند به تجهیزات صوتی آسیب برساند و درایوهای CD-ROM نمی توانند برنامه را بخوانند و صدا را همزمان پخش کنند.

در نوامبر 1985، نمایندگان تولیدکنندگان پیشرو CD-ROM برای بحث در مورد مشکل سازگاری و نوع رایج ساختار سیستم فایل برای همه رسانه ها گرد هم آمدند. یعنی استانداردی برای فایل سیستم، ساختار نوشتن و خواندن و ... لازم بود. سندی گردآوری شد که یک مشخصات بود (نام مشخصات HSG است) که فرمت های منطقی و فایل سی دی ها را تعریف می کند. این سند ماهیت مشاوره ای داشت، و اگرچه متعاقباً تعیین کننده بسیاری برای صنعت فناوری به عنوان یک کل بود، اما رنگ کتاب هرگز برای آن یافت نشد. فرمت پیشنهادی مشخصات HSG تا حد زیادی مبتنی بر نمایش ساختار یک فلاپی دیسک حاوی یک تراک صفر یا مسیر سیستم بود که داده‌های مربوط به نوع رسانه و ساختار فایل آن را با دایرکتوری‌ها، زیر شاخه‌ها و فایل‌ها ذخیره می‌کند. سی دی کمی متفاوت سازماندهی شده است. یعنی تمام داده های این نوع در ناحیه سرویس و سیستم ذخیره می شود. اولی اطلاعات لازم برای همگام سازی بین حامل و درایو را ذخیره می کند. مورد دوم دارای ساختار فایل است و آدرس های مستقیم فایل ها در زیر شاخه ها نشان داده شده است که زمان جستجو را کاهش می دهد.

سه سال بعد (1988) استاندارد بین المللی ISO-9660 به تصویب رسید که مفاد اصلی آن بسیار شبیه به نمایندگی HSG بود. این استاندارد سیستم فایل CD-ROM را توصیف می کرد و دارای سه سطح بود. سطح اول به این صورت است:

نام فایل می تواند حداکثر 8 کاراکتر باشد.

نام فایل ها فقط از حروف بزرگ، اعداد و کاراکتر "_" استفاده می کنند.

کاراکترهای خاص در نام فایل مجاز نیستند - "-,~,=,+";

نام دایرکتوری ها نمی توانند پسوند داشته باشند.

فایل ها را نمی توان تکه تکه کرد.

سطوح دوم و سوم ISO-9660 تنها امکانات سطح اول را تسهیل و گسترش می دهد. به طور خاص، در سطح دوم، محدودیت ها در نام فایل ها و دایرکتوری ها حذف شده است (به عنوان مثال، از قبل مجاز به ایجاد نام با طول 32 کاراکتر است)، در سطح سوم، قبلاً مجاز به قطعه قطعه کردن فایل ها است. شایان ذکر است که ISO-9660 سطح اول عمدتاً فرمت های سیستم فایل MS-DOS و HFS (Apple Macintosh) را استاندارد می کند. سطح دوم در این سیستم ها دیگر قابل خواندن نیست.

برای مکینتاش اپل، یک استاندارد جداگانه برای فرمت سیستم فایل HFS (سیستم فایل سلسله مراتبی) وجود دارد. این پلت فرم کامپیوتری سلسله مراتب سیستم فایل خاص خود را دارد، به همین دلیل است که این استاندارد مورد تقاضا است. چندین فرمت سیستم فایل را می توان همزمان بر روی یک دیسک نوشت.

این مشخصات که در سال 1991 توسعه یافت، با نام Orange Books منتشر شد. دو تا از آنها موجود است. اولی دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی نوری را استاندارد می کند که می توانند اطلاعات را پاک و بازنویسی کنند. کتاب دوم در مورد درایوهای یک بار نوشتن است که فقط می توانند روی آنها بنویسند. یعنی در کتاب دوم از CD-R (قابل ضبط) صحبت می کنیم. به تدریج، فن آوری مدرن شروع به بازنویسی دیسک ها کرد. ما در مورد CD-RW (قابل نوشتن مجدد) یا CD-E (قابل پاک کردن) صحبت می کنیم که در واقع یکسان هستند. این رسانه ها و درایوها به احتمال زیاد تحت اولین کتاب "نارنجی" قرار می گیرند.

در سال 1993، "کتاب سفید" منتشر شد، که یک محصول جدید را استاندارد کرد - CD Video، که به طور مشترک توسط JVC، Matsushita، Sony و Philips توسعه داده شد. این استاندارد بر اساس سیستم ویدئویی کارائوکه توسعه یافته توسط JVC است. فرمت جدید به شما امکان می دهد 72 دقیقه فیلم را با صدای استریو ذخیره کنید. فرمت فشرده سازی برای بسیاری آشنا است - MPEG (گروه کارشناسان تصاویر متحرک). اولین آهنگ با فرمت CD-ROM/XA ضبط می‌شود و به دنبال آن یک بلوک داده حاوی ویدیوی فشرده ضبط می‌شود. بر اساس دستاوردهای به دست آمده از طریق استاندارد کتاب سفید، کارشناسان متعاقباً تغییرات قابل توجهی در کتاب سبز ایجاد کردند.

در پایان قرن گذشته، درایوهای CD-R، که در آن زمان به سرعت نوشتن / خواندن 8X/24X رسیده بودند، جایگزین درایوهای CD-RW همه کاره تر شدند که به شما امکان می دهند نه تنها دیسک های یک بار نوشتن، بلکه همچنین بنویسید. قابل بازنویسی

برخلاف رنگ‌های آلی که برای تشکیل لایه فعال در دیسک‌های CD-R استفاده می‌شوند، در CD-RW لایه فعال یک آلیاژ پلی کریستالی خاص (نقره-ایندیم-آنتیمون-تلوریم) است که در حالت قوی (500-700 درجه سانتیگراد) به مایع تبدیل می‌شود. گرمایش لیزری در طول خنک شدن سریع بعدی نواحی مایع، آنها در حالت آمورف باقی می مانند؛ بنابراین بازتاب پذیری آنها با نواحی پلی کریستالی متفاوت است. بازگشت نواحی آمورف به حالت کریستالی با حرارت دادن ضعیف‌تر در زیر نقطه ذوب، اما بالاتر از نقطه تبلور (حدود 200 درجه سانتی‌گراد) انجام می‌شود. در بالا و پایین لایه فعال دو لایه دی الکتریک (معمولا دی اکسید سیلیکون) وجود دارد که در طی فرآیند ضبط، گرمای اضافی را از لایه فعال خارج می کند. از بالا، همه اینها با یک لایه بازتابنده پوشانده شده است، و کل "ساندویچ" روی یک پایه پلی کربنات اعمال می شود، که در آن فرورفتگی های مارپیچی به بیرون فشرده می شود، که برای موقعیت دقیق سر و حمل اطلاعات آدرس و زمان لازم است.