În 1979, Philips și Sony au creat un mediu de stocare complet nou, care a înlocuit înregistrarea cu gramofon - disc optic(CD - Compact disc- CD) pentru înregistrarea și redarea sunetului. În 1982, producția de masă de CD-uri a început la o fabrică din Germania. Microsoft și Apple Computer au contribuit semnificativ la popularizarea CD-ului.
În comparație cu înregistrarea mecanică a sunetului, are o serie de avantaje - densitate foarte mare de înregistrare și absență completă contact mecanic între suport și dispozitivul de citire în timpul înregistrării și redării. Prin utilizarea fascicul cu laser semnalele sunt înregistrate digital pe un disc optic rotativ.
Ca rezultat al înregistrării, pe disc se formează o pistă în spirală, constând din depresiuni și zone netede. În modul de redare, un fascicul laser focalizat pe o pistă se deplasează pe suprafața unui disc optic rotativ și citește informațiile înregistrate. În acest caz, depresiunile sunt citite ca zerouri, iar zonele care reflectă uniform lumina sunt citite ca unități. Metoda de înregistrare digitală asigură absența aproape completă a interferențelor și o calitate ridicată a sunetului. Densitatea mare de înregistrare este atinsă datorită capacității de a focaliza fasciculul laser într-un punct mai mic de 1 micron. Acest lucru oferă timpi lungi de înregistrare și redare.
Orez. 13. CD optic
La sfârșitul anului 1999, Sony a anunțat crearea unui nou suport media, Super Audio CD (SACD). În acest caz, se utilizează tehnologia așa-numitului „flux digital direct” DSD (Direct Stream Digital). Răspunsul în frecvență de la 0 la 100 kHz și rata de eșantionare de 2,8224 MHz oferă o îmbunătățire semnificativă a calității sunetului în comparație cu CD-urile convenționale. Datorită ratei de eșantionare mult mai mare, filtrele nu sunt necesare în timpul înregistrării și redării, deoarece urechea umană percepe acest semnal de pas ca un semnal analogic „neted”. Acest lucru asigură compatibilitatea cu format existent CD. Sunt lansate noi discuri HD cu un singur strat, discuri HD cu două straturi și discuri și CD-uri HD hibride cu două straturi.
A pastra înregistrări sonore V formă digitală pe discuri optice este mult mai bun decât în formă analogică pe discuri de gramofon sau casete cu bandă. În primul rând, durabilitatea înregistrărilor crește disproporționat. La urma urmei, discurile optice sunt practic eterne - nu se tem de mici zgârieturi, iar un fascicul laser nu le deteriorează atunci când redă înregistrări. Astfel, Sony oferă o garanție de 50 de ani pentru stocarea datelor pe discuri. În plus, CD-urile nu sunt afectate de interferența tipică înregistrărilor mecanice și magnetice, astfel încât calitatea sunetului discurilor optice digitale este incomparabil mai bună. În plus, cu înregistrarea digitală, există posibilitatea procesării sunetului de la computer, care permite, de exemplu, să restabiliți sunetul original al înregistrărilor mono vechi, să eliminați zgomotul și distorsiunile din acestea și chiar să le transformați în stereo.
Pentru a reda CD-uri, puteți folosi playere (așa-numitele CD playere), sisteme stereo și chiar computere laptop echipate cu o unitate specială (așa-numita Unitatea CD ROM) Și difuzoare de sunet. Până în prezent, există peste 600 de milioane de CD playere și peste 10 miliarde de CD-uri în mâinile utilizatorilor din întreaga lume! CD playerele portabile portabile, cum ar fi casetofonele magnetice compacte, sunt echipate cu căști (Fig. 14).
Orez. 14. CD player
Orez. 15. Radio cu CD player si tuner digital
Orez. 16. Centru de muzică
CD-urile muzicale sunt înregistrate în fabrică. La fel ca înregistrările cu gramofon, ele pot fi doar ascultate. Cu toate acestea, pentru anul trecut CD-urile optice au fost dezvoltate pentru înregistrarea unică (așa-numitele CD-R) și multiple (așa-numitele CD-RW) pe un computer personal echipat cu o unitate specială. Acest lucru face posibilă realizarea de înregistrări pe ele în condiții de amatori. Discurile CD-R pot fi înregistrate o singură dată, dar discurile CD-RW pot fi înregistrate de mai multe ori: la fel ca un magnetofon, ele pot fi șterse intrarea anterioarăși să facă unul nou în locul lui.
Metoda de înregistrare digitală a făcut posibilă combinarea textului și a graficelor cu sunetul și imaginile în mișcare pe computerul personal. Această tehnologie se numește „multimedia”.
CD-ROM-urile optice (Compact Disk Read Only Memory - adică memoria de doar citire pe un CD) sunt folosite ca medii de stocare în astfel de computere multimedia. În exterior, ele nu diferă de CD-urile audio utilizate în playere și centre muzicale. Informațiile din acestea sunt înregistrate și în format digital.
Înlocuiește CD-urile existente nou standard suport de stocare - DVD (Digital Versatil Disc sau disc digital de uz general). Nu arată deloc diferit de CD-uri. Dimensiunile lor geometrice sunt aceleași. Principala diferență între un disc DVD este densitatea mult mai mare de înregistrare. Conține de 7-26 de ori mai multe informații. Acest lucru se realizează datorită unei lungimi de undă laser mai scurtă și unei dimensiuni mai mici a spotului fasciculului focalizat, ceea ce a făcut posibilă înjumătățirea distanței dintre piste. În plus, DVD-urile pot avea unul sau două straturi de informații. Acestea pot fi accesate prin ajustarea poziției capului laser. Pe un DVD, fiecare strat de informații este de două ori mai subțire decât pe un CD. Prin urmare, este posibil să conectați două discuri cu o grosime de 0,6 mm într-unul cu o grosime standard de 1,2 mm. În acest caz, capacitatea se dublează. În total, standardul DVD oferă 4 modificări: cu o singură față, cu un singur strat 4,7 GB (133 minute), cu o singură față, cu două straturi 8,8 GB (241 minute), cu două fețe, cu un singur strat 9,4 GB (266 minute). ) și față-verso, cu două straturi de 17 GB (482 minute). Minutele indicate între paranteze reprezintă timpul de redare a programelor video digitale de înaltă calitate cu multilingv digital Sunet ambiental. Noul standard DVD este definit în așa fel încât modelele viitoare de cititoare să fie concepute pentru a putea reda toate generațiile anterioare de CD-uri, de exemplu. cu respectarea principiului „compatibilității inverse”. Standardul DVD permite timpi de redare semnificativ mai lungi și o calitate îmbunătățită a filmelor video în comparație cu CD-ROM-urile și CD-urile video LD existente.
Formatele DVD-ROM și DVD-Video au apărut în 1996, iar mai târziu formatul DVD-audio a fost dezvoltat pentru a înregistra sunet de înaltă calitate.
Unitățile DVD sunt versiuni ușor îmbunătățite ale unităților CD-ROM.
Discurile optice CD și DVD au devenit primele medii digitale și dispozitive de stocare pentru înregistrarea și reproducerea sunetului și imaginilor
Istoria memoriei flash
Istoria apariției cardurilor de memorie flash este legată de istoria telefoanelor mobile. dispozitive digitale, care poate fi purtată cu tine într-o geantă, în buzunarul de la piept al unui sacou sau al unei cămăși, sau chiar ca breloc la gât.
Acestea sunt playere MP3 în miniatură, înregistratoare digitale de voce, camere foto și video, smartphone-uri și computere personale de buzunar - PDA-uri, modele moderne celulare. De dimensiuni mici, aceste dispozitive trebuiau să extindă capacitatea de memorie încorporată pentru a scrie și a citi informații.
O astfel de memorie ar trebui să fie universală și utilizată pentru a înregistra orice tip de informații în formă digitală: sunet, text, imagini - desene, fotografii, informații video.
Prima companie care a fabricat memorie flash și a lansat-o pe piață a fost Intel. În 1988, s-a demonstrat că memoria flash de 256 kbit avea dimensiunea unei cutii de pantofi. A fost construit conform circuit logic NOR (în transcriere rusă - NOT-OR).
Memoria flash NOR are viteze de scriere și ștergere relativ lente, iar numărul de cicluri de scriere este relativ scăzut (aproximativ 100.000). O astfel de memorie flash poate fi utilizată atunci când este necesară stocarea aproape permanentă a datelor cu suprascriere foarte rar, de exemplu, pentru a stoca sistemul de operare al camerelor digitale și al telefoanelor mobile.
Varietatea de discuri optice utilizate în prezent în calculatoare și echipamente de uz casnic poate fi împărțită în două grupe principale: CD-uri (Compact Disk) și discuri digitale versatile DVD (Digital Versatile Disk/Digital Video Disk). CD-urile și DVD-urile au același lucru dimensiuni fizice(diametru 120/80 mm), dar diferă prin densitatea de înregistrare a datelor și caracteristicile capetelor optice utilizate pentru citirea datelor. În funcție de funcționalitate, CD-urile și DVD-urile sunt împărțite în trei categorii:
Nescris (numai citire);
Scrie o dată și citește de mai multe ori;
Cu capacitatea de a rescrie.
Principiul de funcționare al tuturor unităților optice existente în prezent se bazează pe utilizarea unui fascicul laser pentru a scrie și a citi informații în formă digitală. În timpul procesului de înregistrare, fasciculul laser lasă o urmă pe stratul activ al suportului optic, care poate fi apoi citit folosind același fascicul laser, dar la o putere mai mică decât la scriere.
Pentru a citi datele, unitățile CD folosesc un laser în infraroșu cu o lungime de undă de 780 nm și un sistem optic cu o deschidere numerică de 0,45. (Diafragma numerică – din lat. deschidere– gaură – egal cu 0,5 n sinα, unde n este indicele de refracție al mediului în care se află obiectul, α este unghiul dintre razele extreme ale fluxului luminos conic care intră în sistemul optic.) Capacitatea CD-urilor standard utilizate pentru stocarea datelor este de 650 sau 700 MB. CD-urile înregistrate în format AudioCD (care a fost dezvoltat pentru dispozitivele audio de consum) pot stoca până la 80 de minute de înregistrare stereo.
Pentru a citi datele în DVD-se folosesc drive-uri 
laser roșu cu o lungime de undă de 650 nm și un sistem optic cu o deschidere numerică de 0,6. Capacitatea standard a discurilor DVD variază de la 4,7 GB și mai mult.
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – discuri optice laser nereinscriptibile sau compact discuri ROM. CD-ul este realizat folosind un laser infraroșu foarte puternic care arde găuri de 0,8 microni într-un disc special rezistent la sticlă. În acest caz, la suprafață se formează depresiuni - depresiuni (groapa engleză) - și spații plate - platforme (pământ englezesc). Înregistrarea începe la o anumită distanță de gaura din centru și se deplasează spre margine în spirală. De aceea disc de control Se face un șablon cu proeminențe în acele locuri în care laserul a ars găuri. În șablon se injectează rășină lichidă (policarbonat) și astfel se obține un compact disc cu același set de găuri ca și în discul de sticlă. Un strat foarte subțire de aluminiu este aplicat pe rășină și acoperit cu un lac de protecție. CD-ROM-urile sunt scrise la biroul producătorului și sunt folosite pentru a distribui cantități mari de informații numai în citire. În acest caz, utilizatorul nu are posibilitatea de a șterge sau de a scrie informații pe un astfel de disc.
CD-R-urile sunt fabricate din semifabricate din policarbonat, care sunt, de asemenea, utilizate în producția de discuri compacte. Cu toate acestea, structura are unele diferențe. Pe disc este pre-aplicată o pistă spirală, iar între stratul de policarbonat și reflector există un strat de vopsea. În stadiul inițial, stratul de colorant este transparent, ceea ce permite luminii laser să treacă prin el și să fie reflectată de stratul reflector. La înregistrarea informațiilor, puterea laserului crește și când fasciculul ajunge la colorant, colorantul se încălzește, rezultând distrugerea legăturii chimice. Această modificare a structurii moleculare creează o pată întunecată. La citire, fotodetectorul detectează diferența dintre punctele întunecate și zonele transparente. Această diferență este percepută ca diferență dintre depresiuni și platforme. Azotul metalic, cianina, ftalocianina sau cel mai promițător formazan, un amestec de cianină și ftalocianina, sunt utilizați ca coloranți. Stratul reflectorizant este o peliculă subțire de aur sau argint.
CD-RW-urile vă permit să înregistrați în mod repetat informații pe discuri cu suprafață reflectorizantă, sub care se depune un strat de tip Ag-In-Sb-Te (argint-indiu-antimoniu-teluriu) cu o fază de stare schimbabilă. Acest aliaj are două stări: cristalin și amorf, care au reflectivitate diferită. Inscriptorul CD este echipat cu un laser cu trei opțiuni de alimentare. La cea mai mare putere, laserul topește aliajul, transformându-l dintr-o stare cristalină (reflexivitate mare) într-o stare amorfă (reflexivitate scăzută), creând o depresiune. La putere medie, aliajul se topește și revine la starea sa naturală cristalină, iar depresiunea se transformă din nou într-o platformă. La putere redusă, laserul citește informații, determinând starea materialului (nu are loc nicio tranziție de stare).
DVD este acelasi compact disc, din policarbonat cu depresiuni si tampoane. Cu toate acestea, există mai multe diferențe. DVD-ul are gropițe mai mici (0,4 microni în loc de 0,8, ca una obișnuită), o spirală mai densă (0,74 microni în loc de 1,6) și folosește un fascicul laser roșu mai scurt (650 nm în loc de 780 nm). Împreună, aceste îmbunătățiri au dus la o creștere de șapte ori a capacității discului (4,7 GB).
În prezent există 4 formate DVD:
1. Cu o singură față cu un singur strat (4,7 GB).
2. Strat dublu cu o singură față (8,5 GB).
3. Față-un singur strat (9,4 GB).
4. Cu două fețe, cu două straturi (17 GB).
Cu tehnologia cu două straturi, un strat reflectorizant translucid este plasat pe stratul reflectorizant inferior. În funcție de locul în care este focalizat laserul, acesta este reflectat fie dintr-un strat, fie dintr-un altul. Pentru a asigura citirea fiabilă a informațiilor, gropițele și terenurile stratului inferior trebuie să aibă dimensiuni puțin mai mari, astfel încât capacitatea stratului inferior este puțin mai mică decât cea a stratului superior.
DVD-urile au următoarele avantaje:
Capacitate semnificativ mai mare comparativ cu CD-ul;
compatibil CD;
Schimb de date de mare viteză cu unitatea DVD;
Fiabilitate ridicată a stocării datelor.
Este de remarcat faptul că apariția noilor tehnologii Blu-ray și HD-DVD face posibilă plasarea de mai multe ori mai multe informații pe un disc decât pe DVD obișnuit. Aceste tehnologii se bazează pe utilizarea unui laser albastru cu o lungime de undă de 405 nm. Formatul HD-DVD înregistrează 15 GB de informații pe un strat și 30 GB pe două straturi. Blu-ray stochează 25 și, respectiv, 50 GB.
Discuri magneto-optice
Principiul de funcționare al unui dispozitiv de stocare magneto-optic (Magneto Optical) se bazează pe utilizarea a două tehnologii – laser și magnetic.
Structura fundamentală a tuturor tipurilor de discuri magneto-optice este aceeași; singura diferență poate fi că unele discuri au o suprafață de lucru, în timp ce altele au două. Structura de bază a unui disc cu o singură față este prezentată în Figura 2.17.
Suprafața unui dispozitiv de stocare magneto-optic (MOS) este acoperită cu un aliaj ale cărui proprietăți se modifică atât sub influența căldurii, cât și sub influența unui câmp magnetic. Dacă discul este încălzit peste o anumită temperatură, devine posibilă modificarea polarizării magnetice printr-un câmp magnetic mic. Tehnologiile de citire și scriere MOD se bazează pe aceasta.
Astfel, în timpul înregistrării, fasciculul laser încălzește zona discului în care urmează să fie făcută înregistrarea până la așa-numitul „punct Curie” (pentru majoritatea aliajelor utilizate, această stare are loc la o temperatură de aproximativ 200 ° C) .
În punctul Curie, permeabilitatea magnetică scade și o schimbare a stării magnetice a particulelor poate fi produsă de un câmp magnetic relativ mic. Câmpul pune toate celulele de biți în aceeași stare. Aceasta șterge toate informațiile de pe disc.
Direcția câmpului magnetic este apoi inversată, iar laserul este pornit numai în acele momente în care orientarea particulelor din celula de biți (valoarea biților) trebuie schimbată. Apoi aliajul se răcește, iar particulele sale se solidifică într-o nouă poziție.
La citire, se folosește un fascicul laser de putere redusă. Lumina reflectată lovește elementul fotosensibil, care determină direcția de polarizare. În funcție de această direcție, elementul fotosensibil trimite unul binar sau un zero binar către controlerul unității magneto-optice.
Unitățile magneto-optice pot fi încorporate sau externe. Pe lângă unitățile de disc convenționale, devin tot mai răspândite așa-numitele biblioteci optice cu schimbare automată a discului, a căror capacitate poate fi de sute de gigaocteți și chiar de câțiva terabytes. Timpul de schimbare a discului este de câteva secunde, iar timpul de acces și viteza de transfer de date sunt aceleași cu cele ale unităților de disc convenționale.
Unități flash
Suporturile de stocare bazate pe cipuri de memorie flash sunt acum utilizate pe scară largă în camerele digitale, telefoanele mobile și computerele.
Memoria flash este un tip special de memorie cu semiconductori reinscriptibile nevolatile. O celulă de memorie flash constă dintr-un singur tranzistor cu o arhitectură specială care poate stoca mai mulți biți. Cea mai mare parte a mediilor bazate pe tehnologia flash sunt așa-numitele carduri flash, care sunt principalele medii de stocare pentru echipamentele portabile moderne. A doua direcție, care acum se dezvoltă rapid, este memoria flash cu interfață USB pentru conectarea directă la un computer. Avantajul memoriei flash față de hard disk-uri, CD-ROM-uri și DVD-uri este că nu există părți mobile, astfel încât memoria flash este mai compactă și oferă mai multe acces rapid. Informațiile înregistrate pe memoria flash pot fi stocate foarte mult perioadă lungă de timp(de la 20 la 100 de ani) și este capabil să reziste la sarcini mecanice semnificative (de 5-10 ori mai mari decât maximul permis pentru hard disk-uri). Dezavantajul, în comparație cu hard disk-urile, este volumul relativ mic, precum și limitarea numărului de cicluri de rescriere (de la 10.000 la 1.000.000 pentru diferite tipuri).
Unitățile flash de computer sub formă de breloc cu port USB sunt folosite ca suporturi amovibile informații și au un volum de 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB, ceea ce, desigur, nu este limita, deoarece tehnologiile sunt în continuă îmbunătățire.
Dispozitive de intrare
Dispozitivele de intrare convertesc informațiile provenite de la dispozitivele periferice în formă digitală. Pentru introducerea informațiilor se folosesc următoarele dispozitive: tastaturi, manipulatoare, scanere, digitizatoare (tablete digitale), ecrane tactile, dispozitive de introducere a vorbirii, camere digitale si etc.
Tastatură
Tastatura este principalul mijloc de introducere a informațiilor într-un computer. Este o matrice de taste combinate într-un singur întreg și o unitate electronică pentru convertirea apăsărilor de taste în cod binar. Fiecare tastă de pe tastatură corespunde unui cod de scanare din șapte cifre (cod de scanare). Când o tastă este apăsată, hardware-ul tastaturii generează un cod de apăsare de un octet, iar atunci când o tastă este eliberată, este generat un cod de eliberare de un octet corespunzător. Codul de clic este același cu codul de scanare. Codul de eliberare diferă de codul de scanare prin prezența unuia în bitul cel mai semnificativ al octetului. Dacă o tastă rămâne apăsată mai mult de 0,5 secunde, codurile de apăsare a tastelor sunt generate automat la o frecvență de 10 ori pe secundă. Generare automată Codul se oprește dacă tasta este eliberată sau este apăsată o altă tastă. Deci, dacă o tastă se „blochează”, pentru a elimina consecințele, trebuie doar să apăsați orice altă tastă. Principiul de funcționare al tastaturii este prezentat în Figura 2.19. Când apăsați o tastă, semnalul este înregistrat de controlerul tastaturii și inițiază o întrerupere hardware, procesorul nu mai funcționează și efectuează procedura de analiză a codului de scanare. Întreruperea este procesată de un program special care face parte din memoria de numai citire (ROM). Orice tastatură are 4 grupuri de taste:
Taste pentru mașina de scris pentru introducerea literelor mari și mici, a numerelor și a caracterelor speciale;
Taste de serviciu care schimbă sensul apăsării restului și efectuează alte acțiuni pentru a controla introducerea de la tastatură (Alt, Ctrl, Shift, Tab, Backspace, Enter, Caps Lock, Blocarea numerelor, Print Screen, etc.);
Taste funcționale(F1-F12), sensul apăsării care depinde de produs software;
Taste cu mod dublu tastatură numerică, oferind introducerea rapidă și convenabilă a informațiilor digitale, precum și controlul cursorului și comutarea modurilor de operare a tastaturii.
Manipulatoare
Manipulatoarele sunt dispozitive concepute pentru a controla cursorul (pointerul) de pe ecranul monitorului.
Manipulatoarele fac experiența utilizatorului mai convenabilă, în special în programele GUI. Manipulatoarele includ: mouse, joystick, pix, trackball etc.
Un mouse este un dispozitiv pentru a indica punctele dorite pe un ecran de afișare prin mișcarea acestuia pe o suprafață plană. Coordonatele locației mouse-ului sunt transmise computerului și fac ca cursorul mouse-ului (pointerul) să se miște în consecință. În conformitate cu principiul de funcționare, se face o distincție între opto-mecanic și soareci optici.
Principiul de funcționare al unui mouse opto-mecanic (Fig. 2.20) este de a converti mișcarea mouse-ului în impulsuri electrice generate cu ajutorul unui optocupler - LED-uri (surse de lumină) și fotodiode (receptoare de lumină). Când mișcați mouse-ul, rotația mingii este transmisă prin role pe discuri cu „slot”. Rotirea discului face ca fluxul de lumină dintre LED și fotodiodă să se suprapună, ceea ce duce la apariția impulsurilor electrice. Frecvența pulsului corespunde vitezei de mișcare a mouse-ului.
În prezent, șoarecii optici sunt folosiți pe scară largă. Toți șoarecii optici moderni conțin structural o cameră video în miniatură, care utilizează un senzor CMOS ca element sensibil la lumină. (Un senzor de imagine care conține un strat sensibil la lumină de siliciu în care fotonii sunt convertiți în electroni. CMOS - Semiconductor de oxid de metal complementar) O sursă de lumină, de obicei roșie, este situată vizavi de senzor pentru a ilumina suprafața de sub mouse Dioda emițătoare de lumină . Când mutați mouse-ul, senzorul prelucrează imaginile suprafeței și le trimite sub formă de semnale către un procesor specializat DSP (Digital Signal Processing), care analizează modificările imaginilor primite și, în consecință, determină direcția de mișcare a mouse-ului. Cu toate acestea, șoarecii optici nu pot fi utilizați pe suprafețe din sticlă sau oglindă.
Există și șoareci fără fir în care informațiile sunt transmise folosind raze infraroșii sau semnale radio folosind un transmițător încorporat. Aceste semnale sunt înregistrate de un receptor special și trimise la computer. Când utilizați infraroșu, mouse-ul trebuie să fie în linia vizuală față de receptor. Dacă se utilizează raza radio, atunci această condiție nu este obligatorie.
Cel mai recent progres în domeniul manipulatoarelor de tip mouse este utilizarea tehnologiei laser. Când mișcați mouse-ul, fasciculul laser, reflectat de la suprafață, lovește senzorul, care traduce modificările detectate în suprafață în mișcarea cursorului pe ecranul monitorului. Utilizarea unui fascicul laser permite mouse-ului să fie mai sensibil decât un mouse optic convențional și poate fi folosit și pe orice suprafață. În același timp, laserul este invizibil și sigur pentru oameni.
Calitatea unui anumit model de mouse este determinată de rezoluția mouse-ului, care este măsurată în dpi (dot per inch), deși există și o altă unitate, cpi (count per inch). De obicei, rezoluția mouse-ului, în funcție de model, variază de la 300 la 900 dpi. Cum rezoluție mai mare, cu atât cursorul mouse-ului este poziţionat mai precis. Din punct de vedere structural, șoarecii sunt fabricați sub forma unei cutii de plastic cu butoane, de obicei cu două - principale și suplimentare.
Un alt manipulator în care cursorul este deplasat prin rotirea manuală a unei mingi care iese deasupra unei suprafețe plane este o bile de urmărire (Fig. 2.22, a). Principiul de funcționare este același cu cel al unui mouse opto-mecanic. Un trackball este în esență același mouse, doar răsturnat cu susul în jos.
Un joystick este un dispozitiv care este folosit de obicei în consolele de jocuri și calculatoare de jocuri(Fig. 2.22, b). Este o pârghie a cărei mișcare face ca cursorul să se miște pe ecran. Pârghia conține unul sau mai multe butoane. În acest caz, cursorul ia forma unui obiect în mișcare.
Un stilou luminos poate fi folosit pentru a indica un punct de pe un ecran sau pentru a forma imagini. Vârful stiloului luminos conține o fotocelulă care reacționează la semnalul luminos transmis de ecran în punctul în care pixul atinge. Deoarece ecranul monitorului este format din mai multe puncte (pixeli), atunci când apăsați un buton de pe stilou, un semnal este transmis către computer, din care sunt calculate coordonatele fascicul de electroni la momentul înregistrării acestuia. Un alt domeniu de aplicare pentru un stilou ușor este acesta partajarea cu digitizator. Un digitizer (digitizer) este un dispozitiv conceput pentru introducerea de informații grafice. Când mutați stiloul pe tabletă, coordonatele acestuia sunt înregistrate în memoria computerului, adică în acest caz, stiloul luminos îndeplinește funcția de „scriere”.
Ecrane tactile
Un ecran tactil este un ecran combinat cu dispozitive tactile care vă permite să introduceți informații într-un computer prin atingerea unui deget.
În general, atunci când lucrează cu un dispozitiv tactil, utilizatorul atinge cursorul (suprafața acestui dispozitiv), o literă, un număr sau o altă cifră afișată pe ecran cu degetul. Indiferent de natura fizică a principiilor care stau la baza funcționării dispozitiv tactil, un sistem de coordonate dreptunghiular este asociat cu suprafața sa, ceea ce vă permite să înregistrați atingerea unui deget și să transmiteți un semnal către un computer. Pe baza principiului lor de funcționare, se disting următoarele tehnologii de senzori: : rezistiv, capacitiv, infraroșu și tehnologie bazată pe unde acustice de suprafață (SAW).
Tehnologie rezistivă. Tehnologia rezistivă se bazează pe metoda de măsurare a rezistenței electrice a unei părți a unui sistem în momentul atingerii. Ecranul rezistiv are o rezoluție mare (300 dpi), o durată de viață lungă (10 milioane de atingeri), un timp de răspuns scurt (aproximativ 10 ms) și un cost redus. Dar pe lângă avantaje, există și dezavantaje, de exemplu, precum o pierdere de 20% 
flux luminos.
Tehnologia capacitivă. Elementul de detectare al unui ecran tactil capacitiv este sticla, pe suprafața căreia este aplicat un strat conductor subțire transparent. Când atingeți ecranul obra este capacitiv; conexiune între deget și ecran, care provoacă un impuls de curent până la punctul de contact (Fig. 2.24). O altă tehnologie capacitivă NFI (Dynapro) (Fig. 2.25) se bazează pe utilizare unde electromagnetice. NFI folosește un senzor special circuit electronic, care poate detecta un obiect conductiv - un deget sau un stilou de intrare conductiv - printr-un strat de sticlă, precum și prin mănuși sau alte 
obstacole potențiale (umiditate, gel, vopsea etc.).
Tehnologia surfactantului(unde acustice de suprafață). În colțurile unui astfel de ecran se află un set special de elemente din material piezoelectric, căruia îi este furnizat un semnal electric cu o frecvență de 5 MHz. (Materialele piezoelectrice sunt substanțe care au un efect piezoelectric, adică apariția unui câmp electric sub influența deformațiilor elastice - un efect piezoelectric direct.) Acest semnal este transformat într-un ultrasonic undă acustică, îndreptată de-a lungul suprafeței ecranului. Chiar și o atingere ușoară a ecranului în orice punct provoacă absorbția activă a undelor, datorită căreia modelul de propagare a ultrasunetelor pe suprafața sa se schimbă oarecum.
Tehnologia infraroșu. Elemente de emisie speciale sunt instalate de-a lungul marginilor ecranului tactil, generând unde luminoase în domeniul infraroșu; undele luminoase din domeniul infraroșu se propagă de-a lungul suprafeței ecranului, formând un fel de grilă de coordonate pe suprafața sa de lucru.
Dacă una dintre razele infraroșii este blocată de un obiect străin care intră în domeniul de acțiune al razelor, fasciculul nu mai ajunge la elementul receptor, care este imediat detectat de microprocesor. Este de remarcat faptul că ecranului tactil cu infraroșu nu îi pasă ce fel de obiect este plasat în spațiul său de lucru: apăsarea se poate face cu un deget, un pix, un indicator sau chiar o mână înmănușată. Ecranele tactile pot fi montate sau încorporate (Fig. 2.28).
În ultimii ani, ecranele tactile s-au dovedit a fi cele mai multe mod convenabil interacțiunea om-mașină. Aplicație ecrane tactile are o serie de avantaje care nu sunt disponibile atunci când utilizați alte dispozitive. Astfel, sistemele informatice realizate pe baza chioșcurilor tactile ajută la obținerea informațiilor necesare sau interesante în săli de expoziție, gări, guvern, bancar, financiar și institutii medicale si etc.
Scanere
Un scanner este un dispozitiv care vă permite să transferați informații grafice aflate pe un computer către un computer. 
magician sau film.
Acestea pot fi texte, desene, diagrame, grafice, fotografii etc. Un scanner, cum ar fi copiator, creează o copie a unei imagini a unui document pe hârtie, dar nu pe hârtie, ci în formă electronică.
Principiul de funcționare al scanerului este următorul. Imaginea copiată este iluminată de o sursă de lumină (de obicei o lampă fluorescentă). În acest caz, un fascicul de lumină inspectează (scanează) fiecare secțiune a originalului. Un fascicul de lumină reflectat de o coală de hârtie lovește un dispozitiv cuplat la sarcină (CCD) printr-o lentilă de reducere. (Un dispozitiv care acumulează o încărcare electronică atunci când un flux luminos îl lovește. Nivelul de încărcare depinde de durata și intensitatea iluminării. În literatura engleză, definiția folosită este CCD - Couple-Charget Device) Pe suprafața CCD, prin scanare se formează o imagine redusă a obiectului copiat. CCD convertește imaginea optică în semnale electrice. Un CCD este o matrice care conține un număr mare de elemente semiconductoare care sunt sensibile la radiația luminoasă.
În scanerele alb-negru, la ieșirea fiecărui element CCD se formează mai multe nuanțe de gri folosind un convertor analog-digital.
Scanerele color utilizează modelul de culoare RGB. Imaginea scanată este iluminată printr-un filtru RGB rotativ sau prin trei lămpi colorate aprinse secvenţial - roşu, verde, albastru. Semnalul corespunzător fiecărei culori primare este procesat separat. În acest scop, există linii paralele de senzori, fiecare dintre care își percepe propria culoare. Numărul de culori transmise variază de la 256 la 65 536 și chiar 16,7 milioane.Rezoluția scanerelor este măsurată în numărul de puncte care se disting pe inch din imagine. În acest caz, sunt indicate două valori, de exemplu 600×1200 dpi. Primul este numărul de puncte orizontale, acesta este determinat matricea CCD. Al doilea este numărul de trepte verticale ale motorului pe inch. Prima, valoarea minimă, trebuie luată în considerare.
Conform designului lor, scanerele pot fi portabile, plat, tambur, proiecție etc. Fig. 2.30).
Dispozitive de ieșire
Dispozitivele de ieșire sunt dispozitive care scot informații procesate de computer pentru percepția utilizatorului sau pentru utilizare de către alte dispozitive automate.
Informațiile de ieșire pot fi afișate pe ecranul monitorului, imprimate pe hârtie, reproduse sub formă de sunete sau transmise sub formă de orice semnal.
Monitoare și adaptoare video
Un monitor (afișaj) este un dispozitiv conceput pentru a afișa text și informații grafice în scopul percepției vizuale de către utilizator.
Monitorul este principalul dispozitiv periferic și servește la afișarea informațiilor introduse folosind tastatura sau alte dispozitive de intrare (scanner, digitizer etc.). Monitorul este conectat la computer printr-un adaptor video. În prezent sunt utilizate următoarele tipuri de monitoare:
Bazat pe un tub catodic (CRT);
- 
cristal lichid;
Plasmă (descărcare de gaze).
Diferența dintre aceste monitoare constă în diferitele principii fizice ale formării imaginii.
Monitoarele bazate pe CRT nu diferă în principiu de funcționare față de televizoare obișnuite. Când se formează o imagine, datele video sunt convertite într-un flux continuu de electroni, care sunt „împușcați” de corpurile catodice ale kinescopului. Fasciculele de electroni rezultate sunt trecute printr-o rețea de ghidare specială, care asigură că electronii lovesc cu precizie punctul dorit și apoi ajung la stratul luminiscent. Când este bombardat cu electroni, fosforul emite lumină.
Există mai multe tipuri de tuburi catodice, care diferă prin designul grătarului de ghidare și al stratului de fosfor.
Cele mai comune sunt monitoarele cu așa-numita mască de umbră. Într-un cinescop de acest tip, pentru poziționarea fasciculului de electroni se folosește o placă metalică subțire, în care prin perforare se fac multe găuri (Fig. 2.32, a). Fosforul dintr-un astfel de kinescop este realizat sub formă de triade de culori, unde fiecare elipsă - un element luminos de substanță roșie, verde și albastră - reprezintă un pixel vizibil.
Un alt tip de tuburi de imagine, construite folosind o grilă de deschidere (Fig. 2.32, b), diferă de tuburile de imagine cu o mască de umbră prin aceea că, pentru poziționarea precisă a fasciculului de electroni, nu se folosește o placă voluminoasă, ci o serie de fire de oțel. . Fosforul dintr-un cinescop cu o grilă de deschidere este aplicat pe suprafața interioară a ecranului sub formă de dungi verticale alternative.
Într-un CRT cu o mască de fante, grila de ghidare este o placă cu fante lungi verticale (Fig. 2.32, c). Fosforul din astfel de tuburi de imagine este aplicat fie sub formă de benzi continue alternante, fie sub formă de benzi eliptice, similare ca formă cu fantele din masca cu fante.
Tipurile considerate de tuburi de imagine au avantajele și dezavantajele lor. Astfel, un CRT cu o mască de umbră, datorită unora dintre caracteristicile sale de design, are o serie de avantaje față de alte tipuri de tuburi de imagine: un aranjament dens de triplete de culoare, care permite o claritate ridicată a imaginii și o tehnologie de producție bine stabilită. . Dezavantajul este durata de viață redusă a monitorului - datorită suprafeței mari, masca perforată absoarbe aproximativ 70-85% din toți electronii emiși de catozii pistolului de electroni kinescop, drept urmare intervalul de luminozitate și contrast este redus. Pentru a obține o strălucire ridicată a imaginii, este necesar să creșteți intensitatea fluxului de electroni, care nu are cel mai bun efect asupra duratei de viață a monitorului (de regulă, ciclu de viață Dispozitivele bazate pe CRT cu o mască de umbră nu depășesc 7-8 ani). Domeniul de aplicare al unor astfel de monitoare este procesarea unor cantități mari de material text, aspect, retușare foto, corectare a culorilor și CAD (sisteme de proiectare asistată de computer).
Principalele avantaje ale unui CRT cu o grilă de deschidere includ o luminozitate și un contrast mai mari datorită mai multor lățime de bandă electroni la fosfor și o zonă crescută de acoperire a ecranului cu fosfor.
Printre dezavantaje, trebuie remarcat faptul că la afișare apare distorsiunea imaginii cantitate mare curse scurte, cu alte cuvinte, atunci când se afișează text cu dimensiune mică de font.
Monitoarele care folosesc tuburi cu mască cu fante combină avantajele celor două tipuri anterioare de dispozitive și sunt lipsite de dezavantaje. Culori strălucitoare, vibrante, contrast bun, grafică și text clare - toate acestea le fac potrivite pentru a satisface nevoile oricărei categorii de utilizatori. Tuburile cu raze catodice sunt proiectate și fabricate de un număr foarte limitat de companii. Toți ceilalți care produc monitoare folosesc soluții achiziționate. Printre cele mai cunoscute companii de dezvoltare se numără: Hitachi și Samsung – telefoane bazate pe o mască de umbră; Sony, Mitsubishi și ViewSonic - CRT cu grilă de deschidere; NEC, Panasonic, LG - dispozitive care folosesc o mască de fante.
Monitoarele cu cristale lichide (LCD) sau monitoarele LCD (LCD - Liquid Crystal Display) sunt monitoare digitale cu ecran plat. Aceste monitoare folosesc o substanță transparentă cu cristale lichide care este plasată ca o peliculă subțire între două plăci de sticlă. Filmul este o matrice în celulele căreia se află cristale. Lângă fiecare placă există un filtru de polarizare, ale cărui planuri de polarizare sunt reciproc perpendiculare.
Din cursul dumneavoastră de fizică, știți că dacă treceți lumina prin două plăci ale căror planuri de polarizare coincid, atunci transmiterea completă a luminii este asigurată. Cu toate acestea, dacă una dintre plăci este rotită în raport cu cealaltă, adică. schimbați planul de polarizare, cantitatea de lumină transmisă va scădea. Când planurile de polarizare sunt reciproc perpendiculare, trecerea luminii este șocată.
În monitoarele LCD, lumina de la lampă, lovind primul filtru polarizant, este polarizată într-unul dintre planuri, de exemplu vertical, apoi trece printr-un strat de cristale lichide. Dacă cristalele lichide rotesc planul de polarizare al fasciculului de lumină cu 90 °, atunci acesta trece prin cel de-al doilea filtru de polarizare fără piedici, deoarece planurile de polarizare coincid. Dacă rotația nu are loc, atunci fasciculul de lumină nu trece. Astfel, prin aplicarea tensiunii cristalelor, puteți modifica orientarea acestora, adică ajustând astfel cantitatea de lumină care trece prin filtre. În monitoarele LCD moderne, fiecare cristal este controlat de un tranzistor separat, adică se utilizează tehnologia TFT (Thin Film Transistor) - tehnologia „tranzistor cu film subțire”. Un pixel dintr-un monitor LCD este, de asemenea, format din roșu, verde și culorile albastre, iar culorile diferite se obțin prin modificarea tensiunii aplicate, ceea ce duce la rotația cristalului și, în consecință, la o modificare a luminozității fluxului luminos.
În monitoarele cu plasmă (PDP - Plasma Display Panel), imaginea este formată prin emisia de lumină prin descărcări de gaz în pixelii panoului. Element de imagine (pixel) în display cu plasmăÎn multe privințe, seamănă cu o lampă fluorescentă convențională. Gazul încărcat electric emite lumină ultravioletă, care lovește fosforul și îl excită, determinând celula corespunzătoare să strălucească cu lumină vizibilă. Monitoarele moderne cu plasmă folosesc așa-numita tehnologie plasmavision - acesta este un set de celule, cu alte cuvinte, pixeli, care constau din trei subpixeli care transmit culori - roșu, verde și albastru.
Din punct de vedere structural, panoul este format din două plăci plate de sticlă situate la o distanță de aproximativ 100 de microni una de cealaltă. Între ele există un strat de gaz inert (de obicei un amestec de xenon și neon), care este afectat de un câmp electric puternic. Cei mai subțiri conductori transparenți - electrozii - sunt aplicați pe placa frontală transparentă, iar conductorii de împerechere sunt aplicați pe placa din spate. Peretele din spate are celule microscopice umplute cu fosfor de trei culori primare (rosu, albastru si verde), trei celule pentru fiecare pixel. Principiul de funcționare al unui panou cu plasmă se bazează pe strălucirea fosforilor speciali atunci când este expus la radiații ultraviolete, care are loc în timpul unei descărcări electrice într-un mediu cu gaz extrem de rarefiat. Cu o astfel de descărcare, se formează un „cord” conducător între electrozi cu o tensiune de control, constând din molecule de gaz ionizat (plasmă). Prin urmare, panourile care funcționează pe acest principiu se numesc panouri cu plasmă. Gazul ionizat afectează un strat fluorescent special, care, la rândul său, emite lumină vizibilă pentru ochiul uman.
Calitatea unui anumit monitor poate fi evaluată prin următorii parametri de bază:
Rezoluţie;
Marimea ecranului;
Numărul de culori reproduse;
Rata de reîmprospătare a ecranului.
Rezoluția monitorului. De obicei, monitoarele pot funcționa în două moduri: text și grafică. ÎN modul text simbolul este afișat pe ecranul monitorului tabelul de coduri ASCII. Numărul maxim de caractere care pot fi afișate pe ecran se numește capacitatea de informare a ecranului. În modul normal, ecranul conține 25 de linii a câte 80 de caractere în fiecare dintre ele, prin urmare capacitatea de informare este de 2000 de caractere. În modul grafic, imaginile generate din elemente individuale– pixeli. În modul grafic, rezoluția este măsurată număr maxim pixeli orizontal și vertical pe ecranul monitorului. Rezoluția depinde atât de caracteristicile monitorului, cât și de adaptorul video. Cu cât aceste valori sunt mai mari, cu atât mai multe obiecte pot fi plasate pe ecran, cu atât detaliile imaginii sunt mai bune. De exemplu, o rezoluție de 800×600 înseamnă că pe ecran pot fi desenate 800 de linii verticale și 600 de linii orizontale (Fig. 2.35). Fiecare pixel al ecranului este implicat în formarea unei imagini, astfel încât la o rezoluție de 800x600 numărul de celule adresabile este de 480.000 de pixeli. Pentru monitoarele LCD, rezoluția este determinată de numărul de celule situate de-a lungul lățimii și înălțimii ecranului. Monitoarele LCD moderne au, în general, o rezoluție de 1024x768 sau 1280x1024.
Cel mai caracteristică importantă, care determină rezoluția și claritatea imaginii de pe ecran, este dimensiunea 
granulație (pasul punctului – pasul locației punctului) al fosforului ecranului monitorului. Dimensiunea granulației monitoarelor moderne variază de la 0,25 la 0,28 mm. Granulația se referă la distanța dintre două puncte de fosfor de aceeași culoare. Pentru tuburile cu mască de umbră, granulația se măsoară pe diagonală, pentru celelalte două, pe orizontală. Valori standard de rezoluție: 640×480, 800×600, 1024×768, 1600×1200, 1800×1440 etc.
Marimea ecranului. Măsura este de obicei lungimea diagonalei zonei vizibile a imaginii. Pentru afișajele cu cristale lichide (LCD), dimensiunea zonei vizibile este aceeași cu dimensiunea panoului. Pentru monitoarele cu tub catodic (CRT), zona vizibilă este ceva mai mică. Acest lucru se explică prin caracteristicile de proiectare ale CRT în sine. Monitoarele CRT au dimensiuni de ecran de 14, 15, 17, 19 și 22 de inci. Pentru panourile LCD se folosesc 15, 17, 18, 19, 20 și mai mulți inci.
©2015-2019 site
Toate drepturile aparțin autorilor lor. Acest site nu pretinde autor, dar oferă o utilizare gratuită.
Data creării paginii: 2016-02-12
Salutare tuturor! Aceasta este a doua parte a materialului despre evoluția mediilor de stocare. Permiteți-mi să vă reamintesc că am vorbit despre primele dispozitive de stocare - carduri perforate și am acordat, de asemenea, atenție filmelor magnetice și dischetelor. Astăzi vom vorbi despre dispozitivele care ne sunt mai familiare, și anume unitățile optice.
Când era 1969, IBM încă lucra din greu pentru a crea prima dischetă, iar inginerii de la producătorul olandez de electronice Philips terminau deja lucrările la un suport optic numit LaserDisc. Mulți oameni cred în mod eronat că LaserDisc a fost prima tehnologie din lume. înregistrare optică, Cu toate acestea, acest lucru nu este chiar adevărat. Cu 10 ani înainte de acest eveniment, în 1958, frații Paul și James Gregg au creat deja o tehnologie similară. Diferența dintre aceste medii optice a fost că dezvoltarea fraților Gregg a funcționat în modul de transmisie a luminii, în timp ce tehnologia Philips a folosit lumina reflectată.
Soții Gregg și-au brevetat tehnologia în 1961, dar nu au reușit niciodată să facă din acesta un produs comercial, vânzând în cele din urmă drepturile asupra suportului optic către MCA în 1968. Philips și MCA au decis că nu au nevoie de concurență și au decis să își unească forțele. Rodul muncii lor a fost lansarea comercială a LaserDisc în 1972.
În momentul în care Laserdisc a fost introdus, formatele de casete VHS și Betamax aveau deja succes. În ciuda faptului că Laserdisc avea multe avantaje față de casete, nu a reușit niciodată să devină popular. În Europa a fost primit destul de rece, iar piețele din SUA și Japonia au devenit principalele piețe pentru această tehnologie. Primul film lansat pe media Laserdisc a fost Jaws. Acest lucru s-a întâmplat în 1978. Iar ultimul a fost filmul „Raising the Dead” din 2000. Interesant este că producția de playere Laserdisc a continuat până în 2009, când Pioneer a lansat ultimul lot de astfel de dispozitive.
O alternativă mult mai de succes la Laserdisc a fost standardul Compact Disc (CD), lansat în 1982. Dezvoltarea acestui format a fost realizată de alianța dintre Sony și Philips. Inițial, CD-urile au fost destinate să fie folosite doar pentru stocarea înregistrărilor audio digitale, dar cu timpul au început să fie folosite pentru a stoca toate tipurile de fișiere. Acest lucru a devenit posibil în mare parte datorită eforturilor Apple și Microsoft, care au început să instaleze unități CD în computerele lor în 1987.
În ceea ce privește dispozitivul CD, este destul de simplu. CD-ul în sine este un substrat de policarbonat care este acoperit cu un strat subțire de metal. Acest strat este protejat de lac, pe care sunt aplicate imagini, inscripții și alte mărci de identificare externe ale discului.
Informațiile înregistrate pe un CD iau forma unei spirale de adâncituri, sau „gropi”, imprimate pe suprafața din spate a discului. Dimensiunea unei pita este de obicei de aproximativ 500 nm în lățime și de la 850 la 3500 nm în lungime. În acest caz, adâncimea gropii ajunge la 100 nm. Distanța de la fiecare groapă până la vecinii ei este de obicei de aproximativ 1,6 microni. Această distanță se numește pământ. Citirea informațiilor de pe un CD are loc folosind un fascicul laser, care formează un punct de lumină cu un diametru de aproximativ 1,2 microni, care este cu 0,4 microni mai puțin decât distanța dintre gropile adiacente. În cazul în care fasciculul „se sprijină” pe pământ, fotodioda de recepție detectează semnalul de intensitate maximă și îl recunoaște ca unitate logică. Când laserul lovește groapa, lumina este împrăștiată și absorbită, iar apoi este reflectată de substratul de policarbonat. În acest caz, fotodioda detectează lumina de intensitate mai mică și este recunoscută ca zero logic.
Timp de mulți ani după apariția CD-ului, capacitatea sa maximă a rămas la 650 MB. Un disc de această capacitate ar putea stoca aproximativ 74 de minute de sunet de înaltă calitate. Abia în anii 2000 capacitatea CD-ului a crescut la 700 MB. „Spaturi” de 800 de megabyte au putut fi găsite și la vânzare.
Când tehnologia CD a apărut pentru prima dată, CD-urile erau doar pentru citire: chiar și în etapa de producție, informațiile erau scrise pe disc prin aplicarea de gropi pe un substrat. Și numai atunci s-au aplicat un strat reflectorizant și un lac de protecție deasupra substratului. Cu toate acestea, la scurt timp după apariția CD-urilor, utilizatorii doreau să înregistreze ei înșiși informații pe discuri. Acest lucru a determinat Philips și Sony să dezvolte standardul CD-R (Compact Disc-Recordable). Astfel, primele CD-uri concepute pentru a fi scrise odată au apărut în 1988.
În designul lor, discurile CD-R diferă de predecesorii lor doar prin prezența unui alt strat între substrat și reflector. Acest strat a fost realizat dintr-un colorant organic transparent. Colorantul avea o proprietate interesantă: atunci când era expus la căldură, era distrus și întunecat. De fapt, aceste caracteristici fizice ale stratului organic au făcut posibilă realizarea posibilității de a înregistra informații pe un disc. În timpul înregistrării, laserul special unitate de scriereși-a schimbat puterea, ardând puncte individuale în stratul de colorant. În timpul citirii ulterioare, aceste zone întunecate au fost percepute de fotodiodă ca gropi, sau zero logic.
După cum sa menționat mai sus, informațiile pot fi scrise pe un disc CD-R o singură dată. Și acesta a fost principalul dezavantaj al acestui format. Înregistrarea repetată a informațiilor a devenit posibilă în 1997, odată cu lansarea standardului CD-RW (Compact Disc-Rewritable).
Designul CD-RW a fost identic cu cel al dispozitivului CD-R, cu excepția stratului dintre substrat și reflector. Colorantul organic a fost înlocuit cu un material activ anorganic - un aliaj de calcogenuri. La fel ca materia organică, aliajul s-a întunecat atunci când a fost expus la un fascicul laser puternic. Întunecarea s-a produs ca urmare a trecerii unei substanțe de la o stare de agregat cristalin la una amorfă. Spre deosebire de materia organică, aliajul de calcogenură ar putea reveni la starea sa cristalină inițială, ceea ce a făcut posibilă scrierea pe disc de mai multe ori.
Cu un an înainte de apariția formatului CD-RW, au fost lansate discuri standard DVD (Digital Versatile Disc). Poveste Creare DVD destul de distractiv. Datează de la începutul anilor 90, când Philips și Sony dezvoltau tehnologia MMCD (Multimedia Compact Disc) și o alianță care includea Toshiba, Time Warner, Hitachi, Pioneer și alții lucra la crearea standardului SD (Super Density). Ambele coaliții și-au promovat în mod activ tehnologiile, dar sub presiunea IBM, care se temea de repetarea „războiului de format” dintre VHS și Betamax, au compromis. Așa s-a născut tehnologia DVD.
Caracteristică format DVD a fost că a fost dezvoltat inițial ca un înlocuitor pentru casetele video vechi. Prin urmare, la început a fost obișnuit să se descifreze abrevierea DVD ca Digital Video Disc. Cu toate acestea, mai târziu s-a dovedit că DVD-urile sunt ideale pentru stocarea oricărui tip de date, iar numele anterior a fost rapid schimbat în Digital Versatile Disc.
În ceea ce privește designul său, discul DVD nu este atât de diferit de standardul CD anterior. Tehnologia DVD a redus dimensiunea gropilor, făcând posibilă utilizarea unui laser roșu cu o lungime de undă de 635 sau 650 nm pentru a citi astfel de discuri. Pentru comparație: citirea CD-urilor a fost efectuată cu un laser cu o lungime de undă de 780 nm. În plus, pistele gropii au început să fie amplasate mai aproape unele de altele. Acest lucru a făcut posibilă creșterea semnificativă a densității de înregistrare și, ca rezultat, un DVD cu un singur strat ar putea conține 4,7 GB de date - de 6,5 ori mai mult decât un CD. De asemenea, trebuie remarcat faptul că designul DVD-ului presupune utilizarea a două plăci cu o grosime de 0,6 mm fiecare în loc de una de 1,2 mm pentru un CD. Datorită acestui fapt, a devenit posibilă înregistrarea informațiilor pe DVD în două straturi - un strat inferior obișnuit și un strat superior translucid.
Pentru a citi informațiile de pe un disc cu două straturi, laserul trebuia să schimbe focalizarea schimbând lungimea de undă. Principalul avantaj al unor astfel de „spaturi” a fost volumul dublat – 8,5 GB. În plus, după ceva timp, au apărut DVD-urile cu două fețe, inclusiv cele cu două straturi. Capacitatea unor astfel de dispozitive a ajuns la un impresionant 17 GB.
În 1997, primele discuri concepute pentru înregistrarea informațiilor au fost odată puse în vânzare. Au fost etichetate DVD-R. Și deja în 1999, dispozitivele DVD-RW puteau fi văzute la vânzare, pe care informațiile puteau fi înregistrate în mod repetat. La crearea acestor două formate, s-au folosit aceleași principii care ascund discurile CD-R și CD-RW: între substrat și reflector se afla un strat de substanță organică sau anorganică, care, sub influența unui laser, putea imita gropi. .
Ambele standarde, DVD-R(W), au fost propuse de DVD Forum Alliance. Pe lângă ei, această organizație a dezvoltat și formatul DVD-RAM, care diferă favorabil de DVD-RW prin viteza de citire mai mare și un număr mare de cicluri de rescriere (până la 100 de mii, în timp ce un disc DVD-RW putea fi rescris numai). de 10 mii de ori). Cu toate acestea, formatul DVD-RAM nu era compatibil cu DVD-RW și, prin urmare, unitățile DVD convenționale nu puteau citi astfel de discuri. Din acest motiv, tehnologia nu a câștigat prea multă popularitate.
În 2002, Sony și Philips, care nu erau membri ai Forumului DVD, au introdus tehnologia DVD+R(W), compatibilă cu DVD-R(W). Noul format a fost diferit de versiunea „minus” în marcajele sale, care au simplificat foarte mult poziționarea capului de citire și în materialul diferit al stratului reflectorizant. În plus, pe DVD+R(W) informațiile erau scrise peste cea veche, ca pe casetele video, în timp ce pentru a înregistra pe DVD-R(W) era necesar să ștergi mai întâi toate datele de pe disc. Acest lucru a avut, de asemenea, un efect pozitiv asupra vitezei de înregistrare a dispozitivelor DVD+R(W).
În acest moment, potențialul tehnologiei DVD a fost epuizat, iar următorul pas în industrie a fost lansarea unităților optice de nouă generație: Blu-ray și HD DVD. Au fost eliberați în 2006. Formatul Blu-ray a fost dezvoltat de consorțiul Blu-ray Disc Association, care includea companii atât de mari precum Sony, Panasonic, Samsung, LG și multe altele. Și crearea tehnologiei HD DVD a fost realizată de producătorii japonezi: NEC, Toshiba și Sanyo. Ambele formate au folosit un laser albastru-violet cu o lungime de undă de 405 nm, care a crescut din nou semnificativ capacitatea discurilor. Astfel, un disc Blu-ray cu un singur strat conține 25 GB de date, iar un HD DVD – 15 GB.
În general, performanțele Blu-ray și HD DVD au fost foarte asemănătoare. Dar studiourile de film americane au arătat clar că nu vor suporta ambele tehnologii în același timp. „Războiul formatelor” a durat doi ani. În acest timp, marea majoritate a studiourilor de film au preferat standardul Blu-ray, iar în februarie 2008, Toshiba a anunțat că va înceta dezvoltarea și sprijinirea în continuare pentru HD DVD.
De atunci, Blu-ray a rămas singurul jucător de pe piața de stocare optică. În acest timp au apărut discuri BD-Rși BD-RE pentru înregistrare unică și multiplă. În plus, în 2009, a fost introdusă tehnologia Blu-ray 3D, concepută pentru stocarea și redarea conținutului video tridimensional. Și la începutul anului viitor primele filme 4K vor fi lansate pe discuri optice în format Ultra HD Blu-ray. Noul standard oferă suport pentru o rezoluție de 3840x2160 pixeli, formate de sunet Dolby Atmos și DTS:X, HDR și tehnologii cu rată de reîmprospătare ridicată (până la 60 de cadre pe secundă). Capacitatea unor astfel de discuri va fi de 50, 66 sau 100 GB.
(Va urma…)
Etichete:
- OCZ
- unități
- poveste
CD-urile, DVD-urile și discurile Blu-ray sunt medii optice de stocare care pot stoca electronic filme, muzică sau alte date digitale. Acestea funcționează în principal cu cod digital. Pe de o parte, aceste medii de stocare sunt tehnologii digitale de informare și comunicare, pe de altă parte, sunt instrumente tehnice pentru orice tip de digitizare, calcule, înregistrare, arhivare, prelucrare, transmitere și prezentare a conținutului digital.
CD și DVD sunt abrevieri, dar conceptul de disc Blu-ray are o natură ușor diferită.
CD este prescurtarea pentru Compact Disc.
DVD este prescurtarea pentru Digital Video Disc. Puțin mai târziu, a apărut numele „disc versatil digital” (în engleză: disc versatil digital), deoarece DVD-ul poate fi folosit nu numai pentru înregistrarea video.
Discul Blu-ray își ia numele de la laserul albastru (spre deosebire de laserul alb) care citește informații de pe disc și, de asemenea, scrie informații.
Discul compact (CD-ROM) a fost mult timp principalul mediu de transfer de informații între computere. Acum, practic, a renunțat la acest rol pentru medii cu stare solidă mai promițătoare, care funcționează mult mai rapid și ocupă mai puțin spațiu.
Poveste
Pentru prima dată, ideea înregistrării optice a apărut în 1965, la Institutul American Battelle Memorial, Ohio. Această tehnologie era încă extrem de primitivă la acea vreme - pe disc erau aplicate puncte și linii întunecate folosind o metodă fotografică. Pentru a citi informațiile, discul a fost iluminat cu o lampă specială. Fondatorul tehnologiei a fost fizicianul american James Russell. Dar, așa cum se întâmplă de obicei, nu a câștigat un ban din invenția sa. Omul de știință și-a brevetat tehnologia în 1970. De asemenea, i-a venit ideea de a folosi un laser ca sursă de lumină.
Compact Disc a fost dezvoltat în 1979 de Sony. Sony a folosit propria metodă de codificare a semnalului PCM - Pulse Code Modulation, folosită anterior în casetofonele profesionale digitale. În 1982, producția de masă de CD-uri a început la o fabrică din orașul Langenhagen, lângă Hanovra, Germania. Lansarea primului CD cu muzică comercială a fost anunțată pe 20 iunie 1982.
Potrivit Philips, peste 200 de miliarde de CD-uri au fost vândute în întreaga lume în 25 de ani. Chiar dacă tot mai mulți oameni aleg să achiziționeze fișiere muzicale online, vânzările de CD-uri încă reprezintă aproximativ 70% din toate vânzările de muzică, potrivit IFPI.
Microsoft și Apple Computer au contribuit semnificativ la popularizarea CD-urilor. John Sculley, pe atunci CEO al Apple Computer, a declarat în 1987 că CD-urile vor revoluționa lumea computerelor personale. Unul dintre primele computere multimedia de masă/centre de divertisment care au folosit CD-uri a fost Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), ulterior CD-urile au fost folosite în consolele de jocuri Panasonic 3DO și Amiga CD32. Primul standard
|
|
În 1979, Philips și Sony au încheiat un acord pentru a dezvolta în comun un nou media. Un an mai târziu, compania a introdus un nou standard numit CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Era un disc cu un diametru de 12 centimetri și un timp de redare de puțin peste o oră. Formatul s-a dovedit a fi surprinzător de succes și convenabil. A câștigat rapid inimile producătorilor și cumpărătorilor.
Formatul CD a condus necondiționat piața timp de 15 ani. În acest timp, a încetat să mai fie doar un disc muzical, transformându-se într-un mediu de stocare universal. Cu toate acestea, la mijlocul anilor 90 ai secolului trecut, cantitatea de informații pe care o putea conține un CD a devenit extrem de insuficientă. 
Noul format disc nu arăta diferit de CD-urile obișnuite. Dar volumul de informații a fost crescut de la 650 MB la 4,7 GB. De asemenea, este important ca DVD playerele să poată reda CD-uri obișnuite fără probleme și, prin urmare, nu au existat probleme cu standardele. Datorită apariției DVD-ului, a devenit posibil să obțineți sunet și imagini de înaltă calitate acasă. Formatul a devenit rapid popular. Astăzi, DVD Forum include peste 250 de companii din întreaga lume. Și nu mai pot să cred că la un moment dat alți analiști au descifrat în glumă numele DVD-ului drept „Mort, foarte mort”, prezicând moartea iminentă a standardului.
Unele probleme de standardizare au apărut doar când au apărut primele DVD-uri care pot fi înregistrate. Două standarde au apărut în lume - DVD+R și DVD-R. Fiecare dintre ele avea propriile sale avantaje și dezavantaje, care nu erau clare pentru utilizatorul obișnuit. Cu toate acestea, utilizatorii nu au întâmpinat probleme speciale. Trebuia doar să vă asigurați că discul pe care l-ați achiziționat este acceptat de playerul dvs. existent (DVD-R-urile erau mai frecvente). Da, playerele și recorderele universale care acceptă ambele standarde au apărut destul de repede. Astăzi, nici măcar nu toți utilizatorii știu despre existența diferitelor standarde.
DVD-ul a repetat istoria CD-ului. Discurile foarte specializate (DVD-ul a fost dezvoltat inițial doar pentru lucrul cu video) au devenit un mediu de stocare universal. Costul jucătorilor a scăzut de la câteva sute de dolari la câteva zeci. Prețul mass-media în sine este estimat la bănuți.
Clasificarea discurilor optice
În fiecare dintre grupurile media, există trei tipuri principale de discuri:
1. discuri numai pentru citire (CD-ROM, DVD-ROM);
2. discuri de scriere o singură dată (CD-R, DVD-R, DVD+R, DVD-R DL, DVD+R DL);
3. discuri reinscriptibile (CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM).
În 1985, a apărut o descriere a standardului de stocare a datelor arbitrare CD-ROM (Readonly memory), care este un add-on la format CD muzical(CD-DA). Avea o capacitate de 700 MB, fără precedent la acea vreme. Capacitatea media și ușurința de utilizare a acestui sistem au contribuit în mare măsură la creșterea rapidă a producției și la îmbunătățirea începută calculatoare personale. Apariția conceptului de „multimedia” este indisolubil legată de CD-ROM. La rândul lor, sarcinile propuse de dezvoltare sisteme de informare, a condus la îmbunătățirea tehnologiei în sine pentru stocarea datelor pe CD-uri, care a procedat în trei direcții principale.
Prima direcție este asociată cu apariția multor opțiuni de organizare a datelor pe un CD. Acestea sunt formatele logice CD-I și formatele Video CD, Karaoke CD, Kodak Photo CD. Crearea de aplicații multimedia care permit combinarea diferitelor date pe un singur disc a dus la crearea unui grup de formate mixte: Mix Mode, CD-plus, CD-extra.
A doua direcție a fost creșterea vitezei de citire a datelor, până la o viteză de 52" (unitatea de viteză este considerată a fi 150 KB/s, adică viteza de citire a informațiilor de pe CD-DA).
A treia direcție a fost dezvoltarea de discuri care permit utilizatorului nu numai să citească, ci și să scrie informații pentru ele. În 1987, Sony a introdus un nou standard, CD-R (CD-Recordable). Aproape simultan cu discurile CD-R, au apărut discurile CD-RW reinscriptibile.
Un nou pas calitativ a fost tehnologia DVD (Digital Versatile Disc), care a fost introdusă în 1995 de Toshiba și Sony. Utilizarea unui nou laser cu o lungime de undă de 650 nm și o metodă îmbunătățită de urmărire a pistei de înregistrare a făcut posibilă creșterea capacității de informații la 4,7 GB folosind același disc de 12 centimetri. Păstrarea principiilor de bază ale formatului anterior (CD) în noul format a făcut posibilă, la un cost minim, utilizarea mecanicii unităților CD-ROM, crearea dispozitivelor universale pentru citirea discurilor din toate formatele discutate anterior. A fost nevoie doar de a face unele modificări la unitatea de control electronică și de a dota unitatea de citire optic-mecanică cu o diodă laser suplimentară.
La început, singurul scop al DVD-ului a fost de a distribui videoclipuri cu o rezoluție de până la 720x572 pixeli și audio 5.1 multicanal. Trei ani mai târziu, dezvoltatorii au extins funcționalitatea DVD-ului și a fost introdus un nou format audio DVD.
Ulterior, tehnologia DVD a fost transferată pe computere. Au apărut playerele DVD încorporate, apoi dispozitivele Combo, care combinau un cititor de DVD și Înregistrări CD-RW. Apariția relativ rapidă a tehnologiilor DVD=R, DVD±RW și DVD-RAM a fost firească, deoarece bazele lor teoretice și tehnologice au fost elaborate în timpul creării CD-R și CD-RW.
În timpul dezvoltării, tehnologia DVD a trecut prin aceleași etape ca și tehnologia de înregistrare pe CD. Creșterea vitezei de redare și apoi a dispozitivelor de înregistrare s-a oprit la 16" (viteza sistemului DVD este luată ca unitate de flux de date - video - 1350Kb/s).
Până în primăvara anului 2004, discurile DVD±R și DVD±RW erau înregistrate pe un singur strat (DVD-5) și nu permiteau să fie scrise pe disc mai mult de 4,7 GB de date. La începutul lui 2004, Philips a anunțat formatul DVD+R DL (dual layer sau DVD-9), care permite înregistrarea a până la 8,5 GB de informații pe o parte a discului. DVD-urile au o capacitate maximă de 15,9 GB (7,95 GB pe fiecare parte a unui disc cu două fețe, cu două straturi). Discurile cu două fețe, cu două straturi nu s-au răspândit din cauza costului ridicat și a inconvenientului accesării datelor arbitrare.
În 2002, Nee și Toshiba au prezentat un prototip AOD (Advanced Optical Disc) , creat folosind o tehnologie similară cu cea utilizată în DVD - discuri, dar cu o densitate de înregistrare mai mare. Un an mai târziu, Forumul DVD a recunoscut AOD drept succesorul oficial al DVD-ului. , dându-i numele HD DVD (High Definition Digital VersatileDisk) . Standardul HD DVD a fost acceptat de majoritatea producătorilor de unități și discuri DVD, deoarece este o continuare evolutivă a standardului DVD și necesită reechipare minimă a producției existente. Diferența constă în principal în densitatea de înregistrare (până la 15 GB pe strat), care este asigurată de utilizarea unui laser cu lungime de undă mai scurtă. Rata unică de transfer de date este considerată a fi de 36,5 Mbit/s, ceea ce corespunde la 27 x pentru DVD și 243 x pentru CD. În 2008, standardul a încetat să mai existe ca urmare a concurenței cu standardul Blu-ray Disc , in ce se afla specificatii tehnice, și în funcție de gradul de protecție a datelor deținătorilor de drepturi de autor.
La începutul anului 2002, a devenit cunoscut un nou standard Blu-ray Disc (BD). Standardul Blu-ray folosește un laser albastru-violet cu un diametru al fasciculului de 58 nm (DVD -132 nm, HD DVD - 82 nm). Diferența fundamentală față de HD DVD este reducerea distanței dintre gropi în cadrul unei piese (combinată cu creșterea numărului de piese în sine). Tehnologia Blu-ray este mai progresivă, deoarece capacitatea discului este mai mare de 25 GB/strat. Capacitatea maximă a discului, ținând cont de mai multe straturi, poate ajunge la 200 GB. În prezent, există trei tipuri principale de suport HD: HD-ROM-obișnuit, ștampilat și produs din fabrică, HD- R– scriere o singură dată și HD-RW – reinscriptibil. Deoarece ștanțarea HD necesită ca producătorii să schimbe complet echipamentul, astfel de discuri sunt semnificativ mai scumpe.
În prezent, se desfășoară cercetări și se dezvoltă tehnologia pentru înregistrarea pe discuri optice folosind un laser ultraviolet cu o lungime de undă de aproximativ 70 nm. Astfel, teoretic va fi posibil să înregistrați până la 500 GB de date pe un disc optic. În 2005, a început dezvoltarea standardului HVD (Holographic Versatile Disc) pentru mediile topografice. Capacitatea primelor discuri a fost de 200 GB. În viitor, tehnologia va face posibilă crearea media cu o capacitate de până la 1 TB de date. Noua tehnologie diferă prin faptul că două fascicule la un moment dat înregistrează simultan nu un bit, ci un întreg bloc de date. La citire, discul poate rămâne nemișcat, iar sistemul optic - tehnologia AO DVD (Articulated Optical Digital Versatile Disc), care presupune utilizarea de nano-rețele cu dimensiuni mai mici decât lungimea de undă laser pentru codificarea informațiilor pe mai multe niveluri - va deveni mobil . Astfel, un înlocuitor pentru HD DVD și Blu-ray se pregătește acum și dezvoltarea înregistrării optice va continua.
(Textul se bazează pe cartea: 1. Kodzhaspirova, G. M. Mijloace de predare tehnică și metode de utilizare a acestora / G. M. Kodzhaspirova, K. V. Petrov. - Moscova: Centrul de editură „Academia”, 2001. - 256 p. 2. Sergeev, A. N. Audiovizual tehnologii didactice: un curs de prelegeri / A. N. Sergeev, A. V. Sergeeva. - Tula: Editura TSPU numită după L. N. Tolstoi, 2009. - 250 p.)
Anexa nr. 6
