Informațiile despre discuri optice sunt aplicate prin intermediul. Suporturi optice de stocare

Ce poate fi un purtător de informații? Acela pe care tot ceea ce trebuie să ne amintim poate fi păstrat, pentru că memoria umană este de scurtă durată. Strămoșii noștri au lăsat date importante pe pământ, și pe piatră, și pe lemn și pe lut până a apărut hârtia. S-a dovedit a fi un material care îndeplinește cele mai importante cerințe pentru un suport de date. Era ușor, durabil, ușor de înregistrat și compact.

Aceste cerințe sunt îndeplinite de modern medii de stocare – optice(acestea sunt CD-uri sau discuri laser). Adevărat, în etapa de tranziție (de la începutul secolului XX), între hârtie și discuri, banda magnetică ne-a ajutat foarte mult. Dar zilele ei s-au terminat. Până în prezent, cel mai convenabil și mai fiabil recipient și stocare a informațiilor sunt discurile.

Și cum să pun informațiile pe disc? Conceptul de „înregistrare a unei casete” ne este cunoscut de mai bine de o duzină de ani. Vorbim și despre discuri. Numai că acest proces a devenit mult mai ușor și mai ieftin.

Astăzi vom vorbi despre medii optice de stocare: dispozitiv, tehnologie de înregistrare, diferențe principale.

CD-R a devenit primul suport optic inregistrabil. Au avut capacitatea de a înregistra o singură dată. Datele au fost stocate atunci când stratul de lucru a fost încălzit de un laser, provocând reacția sa chimică (la t? = 250°C). În acest moment, în locurile de încălzire se formează pete întunecate. De aici a venit conceptul de „ardere”. Discurile DVD-R sunt arse într-un mod similar.

Situația este ușor diferită cu discurile CD, DVD și Blu-ray care au funcție de suprascriere. Astfel de puncte întunecate nu se formează pe suprafața lor, deoarece. stratul de lucru nu este un colorant, ci un aliaj special, care este încălzit de un laser până la 600°C. Apoi, zonele suprafeței discului care au căzut sub raza laser devin mai întunecate și au proprietăți reflectorizante.

În acest moment, pe lângă discurile CD, care pot fi considerate pionieri într-o serie de medii optice, au apărut discuri precum DVD și Blu-ray. Aceste tipuri de discuri sunt diferite unele de altele. De exemplu, capacitatea. Un disc Blu-ray poate stoca date de până la 25 GB, un disc DVD poate stoca până la 5 GB, iar un disc CD poate stoca până la 700 MB în total. Următoarea diferență este modul în care datele sunt citite și scrise pe unitățile Blu-ray. Laserul albastru este responsabil pentru acest proces, a cărui lungime de undă este de o dată și jumătate mai mică decât cea a laserului roșu al unităților CD sau DVD. De aceea, pe suprafața discurilor Blu-ray, egală ca suprafață cu discurile de alte tipuri, puteți înregistra informații de multe ori mai mari.

formate de disc laser

Cele trei tipuri de discuri laser enumerate mai sus pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de formatele lor:

1. Discurile CD-R, CD-RW au aceeași dimensiune (până la 700; uneori 800 MB, dar astfel de discuri nu pot fi citite de toate dispozitivele). Singura diferență este că CD-R este un disc care poate fi înregistrat o singură dată, în timp ce CD-RW este reutilizabil.

2. Discurile în format DVD-R, DVD+R și DVD-RW diferă doar prin capacitatea de a rescrie discurile DVD-RW de mai multe ori, dar în rest parametrii sunt aceiași. 4,7 GB este dimensiunea unui DVD standard și 1,4 GB este dimensiunea unui DVD de 8 cm.

3. DVD-R DL, DVD+R DL sunt discuri cu două straturi care pot conține 8,5 GB de informații.

4. Formate BD-R - Discurile Blu-ray sunt cu un singur strat, 25 GB și BD-R DL - Discurile Blu-ray sunt cu două straturi, de 2 ori mai mari.

5. Formatează discuri BD-RE, BD-RE DL Blu-ray - reinscriptibile, de până la 1000 de ori.

Discurile cu semnele „+” și „-” sunt o relicvă a disputelor de format. Inițial, se credea că „+” (de exemplu, DVD + R) este liderul industriei computerelor, iar „-” (DVD-R) este standardul de calitate pentru electronicele de larg consum. Acum aproape toate echipamentele recunosc cu ușurință discurile din ambele formate. Niciunul dintre ei nu are avantaje clare unul față de celălalt. Materialele pentru producerea lor sunt, de asemenea, identice.

ce sunt discurile optice

Discul în sine, care este folosit acasă pentru a înregistra informații, nu diferă ca dimensiune de discurile produse comercial. Structura tuturor mediilor optice este multistrat.

• Baza fiecăruia este substratul. Este realizat din policarbonat, un material rezistent la diverse influente externe ale mediului. Acest material este transparent și incolor.
• Urmează stratul de lucru. Pentru discurile care pot fi înregistrate și reinscriptibile, acesta diferă prin compoziția sa. Pentru primul, este un colorant organic, pentru cel din urmă, un aliaj special care schimbă starea de fază.
• Apoi vine stratul reflectorizant. Servește pentru a reflecta fasciculul laser și poate include aluminiu, aur sau argint.
• Al patrulea - strat protector. Stratul de protecție, care este un lac dur, acoperă doar CD-uri și discuri Blu-ray.
• Ultimul strat este eticheta. Acesta este numele stratului superior de lac care poate absorbi rapid umezeala. Datorită lui, toată cerneala care cade pe suprafața discului în timpul procesului de imprimare se usucă rapid.

procesul de transfer de informații pe disc

Acum o picătură de teorie științifică. Toate mediile optice de stocare au o pistă în spirală care merge de la centrul până la marginea discului. De-a lungul acestei piste, fasciculul laser înregistrează informații. Petele formate în timpul „arderii” fasciculului laser sunt numite „gropi”. Zonele de suprafață care rămân neatinse se numesc „terenuri”. În limbajul binar, 0 este groapă și 1 este pământ. Când discul începe redarea, laserul citește toate informațiile de pe acesta.

„Gropile” și „terenurile” au reflectivitate diferită, prin urmare, unitatea distinge cu ușurință toate zonele întunecate și luminoase ale discului. Și aceasta este însăși secvența de unu și zero inerente tuturor fișierelor fizice. Treptat, a devenit posibilă creșterea preciziei focalizării datorită dezvoltării tehnologiilor care au realizat o reducere a lungimii de undă a unui fascicul laser. Acum o cantitate mult mai mare de informații poate fi plasată pe aceeași zonă a discului ca înainte. distanța dintre laser și stratul de lucru depinde direct de lungimea de undă. Valul mai scurt înseamnă distanță mai scurtă.

metode de ardere a discurilor

Înregistrarea în producția industrială de discuri se numește ștanțare. In acest fel se produc in cantitati mari discurile cu inregistrare de muzica, filme, jocuri pe calculator. Toate informațiile care ajung pe disc în timpul ștampilării sunt o mulțime de mici depresiuni. Ceva similar s-a întâmplat când s-au făcut înregistrări cu gramofon.

• Înregistrarea unui disc în condiții casnice are loc cu ajutorul unui fascicul laser. Se mai numește și „ardere” sau „tăiere”.

organizarea procesului de înregistrare pe suport optic

Etapa 1. Recunoașterea tipului media. Am încărcat discul și am așteptat până când reportofonul oferă informații despre viteza de înregistrare adecvată și cea mai optimă putere a fasciculului laser.

Etapa 2. Programul de gestionare a înregistrărilor interogează reportofonul despre tipul de suport utilizat, cantitatea de spațiu liber și viteza la care ar trebui să fie inscripționat discul.

Etapa 3. Indicăm toate datele necesare solicitate de program și facem o listă de fișiere care necesită scriere pe disc.

Etapa 4. Programul transferă toate datele în recorder și monitorizează întregul proces de „ardere”.

Etapa 5 Reportofonul setează puterea fasciculului laser și începe procesul de înregistrare.

Chiar și cu medii de același format, calitatea înregistrării poate fi drastic diferită. Pentru ca calitatea înregistrării să fie ridicată, ar trebui să acordați atenție vitezei specificate în înregistrare. Există o „regulă de aur” - mai puține erori la viteză mai mică și invers. Recorderul în sine, și anume modelul său, joacă, de asemenea, un rol semnificativ.

semnătură pe discuri optice

Este indicat să semnați imediat discul pe care au apărut unele informații, pentru a evita confuziile. Acest lucru se poate face în diferite moduri:

• tipărirea textului pe spații libere, a căror suprafață este lăcuită și vă permite să imprimați texte și imagini folosind un MFP cu o tavă specială.
• folosind un reportofon, cu suportul unor tehnologii speciale care aplică text și o imagine monocolor pe o suprafață specială. Costul unor astfel de discuri poate fi de 2 ori mai mare decât costul discurilor simple;
• o semnătură realizată independent de mână (cu un marker special);
• Tehnologia LabelTag - textul este aplicat direct pe suprafața de lucru a discului. Este posibil ca inscripția să nu fie întotdeauna bine citită;
• etichete tipărite separat pe oricare dintre imprimante. Folosirea lor nu este binevenită, pentru că. acestea pot deteriora suprafața discului, se desprind în momentul redării acestuia.

durata de stocare a suporturilor optice de stocare

Pe etichetele discurilor noi, puteți vedea o perioadă care indică cât timp puteți salva datele pe acest mediu. Uneori, această cifră corespunde cu 30 de ani. În realitate, o astfel de perioadă este practic imposibilă. Pe parcursul existenței sale, discul poate fi supus diferitelor influențe și deteriorari. Dacă a fost înregistrat acasă, atunci perioada de valabilitate a acestuia este redusă și mai mult. Doar condițiile ideale de stocare vor păstra toate datele de pe discuri în siguranță.

Toată 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 DVD-uri (Digital Versatile Disk/Digital Video Disk). CD-urile și DVD-urile au aceleași dimensiuni fizice (diametru 120/80 mm), dar diferă prin densitatea de înregistrare a datelor și caracteristicile capetelor optice utilizate pentru citirea datelor. CD-urile și DVD-urile sunt împărțite în trei categorii în funcție de funcționalitate:

Nu se poate scrie (numai citire);

Scrie-o dată și citește-multiplu;

Cu posibilitate de rescriere.

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 înregistrării, fasciculul laser lasă o urmă pe stratul activ al purtătorului optic, care poate fi apoi citită folosind același fascicul laser, dar la o putere mai mică decât în ​​timpul înregistrării.

Unitățile CD folosesc un laser cu infraroșu de 780 nm și un sistem optic cu deschidere numerică de 0,45 pentru a citi datele. (Diafragma numerică - de la lat. deschidere- gaura - 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 actuatoare un laser roșu cu o lungime de undă de 650 nm și un sistem optic cu o deschidere numerică de 0,6. Capacitatea DVD-urilor standard este de 4,7 GB sau mai mult.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) - discuri laser-optice nereinscriptibile sau CD-uri ROM. CD-ul este realizat folosind un laser infraroșu foarte puternic care arde găuri de 0,8 microni într-un disc special de control din sticlă. În același timp, la suprafață se formează depresiuni - depresiuni (ing. groapă) - și chiar spații - platforme (ing. teren). Scrierea începe la o oarecare distanță de orificiul din centru și se deplasează spre margine în spirală. Pe acest disc de control este realizat un șablon cu proeminențe în acele locuri în care laserul a ars găuri. În șablon se introduce rășină lichidă (policarbonat) și astfel se obține un CD cu același set de găuri ca într-un disc de sticlă. Pe rășină se aplică un strat foarte subțire de aluminiu, care este acoperit cu un lac de protecție. CD-ROM-urile sunt scrise de producător și sunt folosite pentru a distribui cantități mari de informații numai în citire. În același timp, 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 CD-uri. Cu toate acestea, structura are unele diferențe. Pe disc este aplicată preliminar o pistă în 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. Când se scrie informația, puterea laserului crește și când fasciculul ajunge la colorant, colorantul se încălzește, ca urmare, legătura chimică este distrusă. Această modificare a structurii moleculare creează o pată întunecată. Când citiți, fotodetectorul surprinde diferența dintre petele întunecate și zonele transparente. Această diferență este percepută ca diferență dintre depresiuni și platforme. Ca colorant, se utilizează azotul metalic, cianina, ftalocianina sau cel mai promițător formazan, un amestec de cianină și ftalocianină. Stratul reflectorizant este cel mai subțire film de aur sau argint.

CD-RW vă permite 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 fază de stare variabilă. 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 dintr-o stare cristalină (reflexivitate mare) într-o stare amorfă (reflexivitate scăzută) pentru a forma o depresiune. La o putere medie, aliajul se topește și revine la starea sa naturală cristalină, în timp ce cavitatea 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 același disc compact realizat pe bază de policarbonat cu cavități și plăcuțe. Cu toate acestea, există mai multe diferențe. DVD-ul are o cavitate mai mică (0,4 microni în loc de 0,8 ca de obicei), o spirală mai strânsă (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. Dublu strat dublu (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, depresiunile și zonele stratului inferior trebuie să fie puțin mai mari ca dimensiune, astfel încât capacitatea stratului inferior este puțin mai mică decât cea a stratului superior.

DVD-urile au următoarele caracteristici:

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 demn de remarcat faptul că apariția noilor tehnologii Blu-ray și HD-DVD vă permite să plasați pe disc informații de câteva ori mai multe decât pe un 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 unei unități magneto-optice (Magneto Optical) se bazează pe utilizarea a două tehnologii - laser și magnetic.

Structura fundamentală a tuturor tipurilor de discuri magneto-optice este aceeași, diferența poate fi doar că unele discuri au o suprafață de lucru, în timp ce altele au două. Structura principală a unui disc cu o singură față este prezentată în Figura 2.17.

Suprafața unui dispozitiv de stocare magneto-optic (MOD) 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, atunci devine posibilă modificarea polarizării magnetice prin intermediul unui câmp magnetic mic. Aceasta este baza pentru citirea și scrierea tehnologiilor MOD.

Deci, la înregistrare, fasciculul laser încălzește secțiunea discului unde ar trebui să se facă 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 setează toate celulele de biți în aceeași stare. Aceasta șterge toate informațiile de pe disc.

Apoi direcția câmpului magnetic este inversată, iar laserul este pornit numai în acele momente în care este necesar să se schimbe orientarea particulelor din celula de biți (valoarea biților). Apoi aliajul este răcit, iar particulele sale se solidifică într-o nouă poziție.

La citire, se folosește un fascicul laser de putere redusă. Lumina reflectată lovește un element 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 sunt încorporate și externe. Pe lângă unitățile de disc convenționale, sunt utilizate pe scară largă 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 unitățile de disc convenționale.

Unități flash

Suporturile de informații 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 semiconductoare nevolatilă, reînscriere. 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 suporturilor media bazate pe tehnologia flash sunt așa-numitele carduri flash, care sunt principalele medii de stocare pentru tehnologia portabilă modernă. A doua direcție, care acum se dezvoltă rapid, este o memorie flash cu o interfață USB pentru conectare 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 flash-ul este mai compact și oferă acces mai rapid. Informațiile scrise pe memoria flash pot fi stocate pentru o perioadă foarte lungă de timp (de la 20 la 100 de ani) și sunt capabile să reziste la sarcini mecanice semnificative (de 5-10 ori mai mari decât maximul admis pentru hard disk-urile convenționale). Dezavantajul, în comparație cu hard disk-urile, este un volum relativ mic, precum și o limitare a numărului de cicluri de rescriere (de la 10.000 la 1.000.000 pentru diferite tipuri).

Unitățile flash de computer sub formă de cheie cu port USB sunt folosite ca medii de stocare amovibile și au o capacitate de 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB, care, desigur, nu este limita, deci cum tehnologia se îmbunătățește constant.

Dispozitive de intrare

Dispozitivele de intrare convertesc informațiile de la dispozitivele periferice în formă digitală. Pentru introducerea informațiilor se folosesc următoarele dispozitive: tastatură, manipulatoare, scanere, digitizatoare (tablete digitale), ecrane tactile, instrumente de introducere a vorbirii, camere digitale 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 conversia tastelor într-un 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 este eliberată, un cod de eliberare de un octet. 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 tasta rămâne apăsată mai mult de 0,5 s, atunci codurile de apăsare sunt generate automat la o frecvență de 10 ori pe secundă. Generarea automată a codului se oprește atunci când tasta este eliberată sau este apăsată o altă tastă. Deci, atunci când o tastă se „lipește”, pentru a elimina consecințele, este suficient să apăsați orice altă tastă. Principiu
acțiunea tastaturii este prezentată în Figura 2.19. Când o tastă este apăsată, 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, Num Lock, Print Screen etc.);

Tastele funcționale (F1-F12), sensul apăsării care depinde de produsul software;

Tastele tastaturii numerice mici cu mod dublu, oferind introducerea rapidă și convenabilă a informațiilor digitale, precum și controlul cursorului și comutarea modurilor de tastatură.

Manipulatoare

Manipulatoarele sunt dispozitive concepute pentru a controla cursorul (pointerul) de pe ecranul monitorului.

Manipulatoarele fac munca utilizatorului mai convenabilă, mai ales în programele cu interfață grafică. Manipulatoarele includ: mouse, joystick, pix, trackball etc.

Mouse-ul este un dispozitiv pentru a indica punctele dorite de pe ecranul 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 disting șoarecii opto-mecanici și optici.

Principiul de funcționare al unui mouse opto-mecanic (Fig. 2.20) este acela 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 prin role este transferată pe discurile cu „fante”. Rotirea discului face ca fluxul luminos dintre LED si fotodioda sa fie blocat, ceea ce duce la aparitia 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 constructiv o cameră video în miniatură, care folosește un senzor CMOS ca element fotosensibil. (Un senzor de imagine care conține un strat de siliciu sensibil la lumină în care fotonii sunt convertiți în electroni. CMOS - Semiconductor complementar de oxid de metal - CMOS - Structură 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 Diodă emițătoare de lumină. Când mouse-ul este mutat, senzorul procesează imaginile de suprafață și le trimite ca semnale către un procesor DSP (Digital Signal Processing) specializat, care analizează modificările imaginilor primite și determină direcția de mișcare a mouse-ului în consecință. Cu toate acestea, șoarecii optici nu pot fi utilizați pe suprafețe din sticlă sau oglindă.

Există și șoareci wireless în care, folosind transmițătorul încorporat, informațiile sunt transmise prin raze infraroșii sau semnale radio. Aceste semnale sunt înregistrate de un receptor special și introduse în computer. Când utilizați infraroșu, mouse-ul trebuie să fie în raza vizuală a receptorului. Dacă se folosește banda radio, atunci această condiție nu este obligatorie.

Cea mai recentă dezvoltare în domeniul manipulatoarelor de șoarece 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, precum și să-l folosească 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 (punct pe inch - numărul de puncte pe inch), deși există o altă unitate cpi (număr pe inch - numărul de contorizări per inch). inch). De obicei, rezoluția mouse-ului, în funcție de model, variază de la 300 la 900 dpi. Cu cât rezoluția este mai mare, cu atât cursorul mouse-ului este poziționat mai precis. Din punct de vedere structural, șoarecii sunt fabricați sub forma unei cutii de plastic cu nasturi, de regulă, cu doi - cel principal și cel suplimentar.

Un alt manipulator în care cursorul este deplasat prin rotirea manuală a unei bile care iese deasupra unei suprafețe plane este un trackball (Fig. 2.22, a). Principiul de funcționare este același cu cel al unui mouse opto-mecanic. Trackball-ul 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 computerele de jocuri (Fig. 2.22, b). Este o pârghie, a cărei mișcare duce la mișcarea cursorului pe ecran. Pârghia are 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 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 este atins stiloul. Deoarece ecranul monitorului este format din mai multe puncte (pixeli), atunci când butonul este apăsat pe stilou, un semnal este transmis către PC, conform căruia coordonatele fasciculului de electroni sunt calculate în momentul înregistrării acestuia. Un alt domeniu de aplicare pentru un stilou ușor este utilizarea acestuia cu un digitizer. Digitizer (digitizer) este un dispozitiv conceput pentru a introduce informații grafice. Când stiloul este mutat peste tabletă, coordonatele acestuia sunt fixate în memoria computerului, adică în acest caz, stiloul luminos îndeplinește o funcție 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 un cursor (suprafața acestui dispozitiv), o literă, un număr sau o altă cifră afișată pe ecran cu un deget. Indiferent de natura fizică a principiilor care stau la baza funcționării unui dispozitiv senzor, un sistem de coordonate dreptunghiular este asociat cu suprafața acestuia, ceea ce vă permite să fixați atingerea unui deget și să transmiteți un semnal către un computer. Conform principiului de funcționare, se disting următoarele tehnologii de senzori : rezistiv, capacitiv, infraroșu și tehnologie bazată pe unde acustice de suprafață (SWA).

tehnologie rezistivă. Tehnologia rezistivă se bazează pe metoda de măsurare a rezistenței electrice a unei părți a sistemului în momentul atingerii. Ecranul rezistiv are o rezoluție mare (300 dpi), o resursă lungă (10 milioane de atingeri), un timp de răspuns scurt (aproximativ 10 ms) și un cost redus. Dar, pe lângă plusuri, există și minusuri, de exemplu, precum o pierdere de 20%. fluxul luminos.

tehnologie capacitivă. Elementul senzorial al unui ecran tactil capacitiv este sticla cu un strat subțire, transparent, conductiv pe suprafața sa. Când atingeți ecranul imagine capacitiv; conexiune între deget și ecran, care provoacă un impuls de curent până la punctul de contact (Fig. 2.24). O altă tehnologie NFI capacitivă (Dynapro) (Fig. 2.25) se bazează pe utilizarea unei unde electromagnetice. NFI folosește un circuit electronic special sensibil la atingere care poate detecta un obiect conductor - 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 este plasat un set special de elemente din material piezoelectric, căruia i se aplică un semnal electric cu o frecvență de 5 MHz. (Materialele piezoelectrice sunt substanțe care au efect piezoelectric, adică apariția unui câmp electric sub influența deformațiilor elastice este un efect piezoelectric direct.) Acest semnal este transformat într-o undă acustică ultrasonică direcționată de-a lungul suprafeței ecranului. Chiar și o atingere ușoară a ecranului în orice moment provoacă absorbția activă a undelor, datorită căreia modelul de propagare a ultrasunetelor pe suprafața sa se schimbă oarecum.

Tehnologia infraroșu. De-a lungul granițelor ecranului tactil, sunt instalate elemente radiante speciale care generează unde luminoase din 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 a căzut în zona de acțiune a razelor, fasciculul nu mai ajunge la elementul receptor, care este imediat fixat 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 stilou, un indicator și chiar o mână înmănușată. Ecranele tactile pot fi rabatabile și încorporate (Fig. 2.28).

În ultimii câțiva ani, ecranele tactile s-au dovedit a fi cea mai convenabilă modalitate de interacțiune om-mașină. Aplicație ecrane tactile are o serie de avantaje care nu sunt disponibile cu niciun alt dispozitiv. Deci, sistemele informatice realizate pe baza chioșcurilor tactile ajută la obținerea informațiilor necesare sau interesante în săli de expoziție, gări, instituții guvernamentale, bancare, financiare și medicale etc.

Scanere

Un scanner este un dispozitiv care vă permite să transferați informații grafice plasate pe o hârtie către un computer. magie sau film.

Acestea pot fi texte, desene, diagrame, grafice, fotografii etc. Scannerul, ca un copiator, creează o copie a imaginii 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 examinează (scanează) fiecare secțiune a originalului. Un fascicul de lumină reflectat de o foaie de hârtie printr-o lentilă reducătoare intră într-un dispozitiv cuplat la încărcare (CCD). (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 este CCD - Couple-Charget Device) O imagine redusă a obiectului copiat este format pe suprafata CCD prin scanare. 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 aprinsă succesiv trei lămpi colorate - roșu, verde, albastru. Semnalul corespunzător fiecărei culori primare este procesat separat. Pentru a face acest lucru, 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 distincte pe inch dintr-o imagine. În acest caz, sunt indicate două valori, de exemplu 600 × 1200 dpi. Primul este numărul de puncte orizontale, care este determinat de matricea CCD. Al doilea este numărul de pași verticali ai motorului pe inch. Prima, valoarea minimă, trebuie luată în considerare.

Conform designului lor, scanerele sunt de mână, plat, tambur, proiecție etc. Fig. 2.30).

Dispozitive de ieșire a informațiilor

Dispozitivele de ieșire sunt dispozitive care scot informații procesate de un computer pentru a fi percepute de către utilizator sau pentru a fi utilizate de către alte dispozitive automate.

Informațiile de ieșire pot fi afișate pe ecranul monitorului, imprimate pe hârtie, reproduse sub formă de sunete, transmise sub formă de orice semnal.

Monitoare și adaptoare video

Un monitor (afișaj) este un dispozitiv conceput pentru a afișa informații textuale și grafice în scopul percepției sale 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 imaginii.

Monitoarele bazate pe CRT nu sunt diferite de televizoarele convenționale în ceea ce privește principiul de funcționare. Când se formează o imagine, datele video sunt convertite într-un flux continuu de electroni, care sunt „arși” de carcasele catodice ale kinescopului. Fasciculele de electroni rezultate sunt trecute printr-o grilă de ghidare specială, care asigură că electronii ating exact punctul potrivit și apoi ajung la stratul luminiscent. Când este bombardat cu electroni, fosforul emite lumină.

Există mai multe tipuri de tuburi cu raze catodice, care diferă unele de altele prin aranjarea grătarului de ghidare și a stratului de fosfor.

Cele mai utilizate monitoare 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 colorate, unde fiecare elipsă - un element luminos de materie roșie, verde și albastră - reprezintă un pixel vizibil.

Un alt tip de kinescoape construite folosind un grătar cu deschidere (Fig. 2.32, b) diferă de kinescoapele cu mască de umbră prin faptul că nu este o placă voluminoasă care servește la poziționarea cu precizie a fasciculului de electroni, ci o serie de fire de oțel. Fosforul dintr-un cinescop cu un grătar de deschidere este aplicat pe suprafața interioară a ecranului sub formă de dungi verticale alternative.

Într-un CRT cu o mască cu fante, grila de ghidare este o placă cu fante-fante verticale lungi (Fig. 2.32, c). Fosforul din astfel de kinescoape este aplicat fie sub formă de benzi alternative continue, fie sub formă de benzi eliptice, similare ca formă cu fantele dintr-o mască cu fante.

Tipurile de cinescoape considerate 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 kinescoape: o aranjare densă a tripletelor de culoare, care face posibilă obținerea unei clarități ridicate a imaginii și un nivel bine stabilit. tehnologie de producție. Dezavantajul este o scădere a duratei de viață a monitorului - datorită suprafeței mari, masca perforată absoarbe aproximativ 70-85% din toți electronii emiși de catozii tunului de electroni ai kinescopului, rezultând o scădere a intervalului. de luminozitate si contrast. Pentru a obține o imagine color ridicată, este necesar să creșteți intensitatea fluxului de electroni, care nu are cel mai bun efect asupra duratei de viață a monitorului (de regulă, ciclul de viață al unui dispozitiv bazat pe un CRT cu un masca de umbră nu depășește 7-8 ani). Scopul unor astfel de monitoare este procesarea unor matrice mari de material text, aspect, retușare foto, corectare a culorilor și CAD (sisteme automate de proiectare).

Principalele avantaje ale unui CRT cu un grătar de deschidere includ luminozitate și contrast mai mari datorită debitului mai mare de electroni către fosfor și suprafeței de acoperire crescută a ecranului cu fosfor.

Printre deficiențe, trebuie remarcată apariția distorsiunilor de imagine la afișarea unui număr mare de curse scurte, cu alte cuvinte, la afișarea textului în dimensiuni mici.

Monitoarele care utilizează tuburi cu mască cu fante combină avantajele celor două tipuri de dispozitive anterioare fără dezavantaje. Culori strălucitoare, vibrante, contrast bun, grafică și text clare - toate acestea le fac potrivite pentru satisfacerea nevoilor oricărei categorii de utilizatori. Tuburile cu raze catodice sunt proiectate și fabricate de un număr foarte limitat de companii. Toți ceilalți producători de 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 - grila de deschidere CRT; NEC, Panasonic, LG sunt 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 între două plăci de sticlă sub forma unei pelicule subțiri. Filmul este o matrice, în celulele căreia se află cristale. Lângă fiecare placă este un filtru de polarizare, ale cărui planuri de polarizare sunt reciproc perpendiculare.

Din cursul fizicii, 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, căzând pe 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 unui fascicul de lumină cu 90 °, atunci acesta trece prin al doilea filtru de polarizare fără piedici, deoarece planurile de polarizare coincid. Dacă nu există rotație, atunci fasciculul de lumină nu trece. Astfel, prin aplicarea tensiunii cristalelor, este posibilă schimbarea orientării acestora, adică controlând 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 „tranzistoarelor cu film subțire”. Pixelul din monitorul LCD este format și din culori roșu, verde și albastru, iar culori diferite sunt obținute prin modificarea tensiunii aplicate, ceea ce duce la rotația cristalului și, în consecință, la o modificare a luminozității fluxului luminos .

La monitoarele cu plasmă (PDP - Plasma Display Panel), imaginea este formată prin emisia de lumină prin descărcări de gaze în pixelii panoului. Elementul de imagine (pixel) dintr-un afișaj cu plasmă seamănă mult 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 sub-pixeli 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 se află 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 transparente - electrozii - sunt aplicați pe placa transparentă din față, iar conductorii de împerechere sunt aplicați în 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 sunt expuși la radiații ultraviolete care apar în timpul unei descărcări electrice într-un mediu cu gaz extrem de rarefiat. Cu o astfel de descărcare, se formează un „cord” conductiv 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 acționează asupra unui strat fluorescent special, care, la rândul său, emite lumină vizibilă pentru ochiul uman.

Calitatea unui anumit monitor poate fi evaluată prin următorii parametri principali:

Rezoluţie;

Marimea ecranului;

Numărul de culori reproduse;

Rata de reîmprospătare a ecranului.

Rezoluția monitorului. De obicei, monitoarele pot funcționa în două moduri: text și grafic. În modul text, caracterele ASCII sunt afișate pe ecranul monitorului. 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 fiecare, astfel încât capacitatea de informare este de 2000 de caractere. În modul grafic, imaginile sunt afișate pe ecran, formate din elemente individuale - pixeli. În modul grafic, rezoluția este măsurată prin numărul maxim de pixeli orizontali și verticali 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 800 de linii verticale și 600 de linii orizontale pot fi desenate în mod convențional pe ecran (Fig. 2.35). Fiecare pixel al ecranului este implicat în formarea imaginii, prin urmare, la o rezoluție de 800×600, numărul de celule adresabile este de 480.000 de pixeli. Pentru monitoarele LCD, rezoluția este determinată de numărul de celule situate pe lățimea și înălțimea ecranului. Monitoarele LCD moderne au, în general, o rezoluție de 1024x768 sau 1280x1024.

Cea mai importantă caracteristică care determină rezoluția și claritatea imaginii de pe ecran este dimensiunea.
granulele (pasul punctelor) ale fosforului ecranului monitorului. Granulația monitoarelor moderne este între 0,25 și 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 în diagonală, pentru celelalte două, pe orizontală. Rezoluții standard: 640x480, 800x600, 1024x768, 1600x1200, 1800x1440, etc.

Marimea ecranului. Lungimea diagonalei zonei vizibile a imaginii este de obicei folosită ca măsură. 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 datorează caracteristicilor de design ale CRT în sine. Monitoarele CRT au dimensiuni de ecran de 14", 15", 17", 19" și 22". 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

Memorie externa

Discuri optice

Discurile optice (laser) sunt în prezent cele mai populare medii de stocare. Ei folosesc principiul optic de înregistrare și citire a informațiilor folosind un fascicul laser.

Informațiile de pe un disc laser sunt înregistrate pe o singură pistă în spirală pornind de la centrul discului și conținând secțiuni alternative de depresiuni și proeminențe cu reflectivitate diferită.

Când citiți informații de pe discuri optice, un fascicul laser instalat în unitate cade pe suprafața unui disc rotativ și este reflectat. Deoarece suprafața discului optic are zone cu coeficienți de reflexie diferiți, fasciculul reflectat își modifică și intensitatea (0 sau 1 logic). Impulsurile de lumină reflectată sunt apoi convertite de fotocelule în impulsuri electrice.

În procesul de înregistrare a informațiilor pe discuri optice, sunt utilizate diverse tehnologii: de la simpla ștanțare până la modificarea reflectivității secțiunilor suprafeței discului cu ajutorul unui laser puternic.

Există două tipuri de discuri optice:

CD-discuri (CD - Compact Disk, CD), care pot fi înregistrate până la 700 MB de informații;

Discuri DVD (DVD - Digital Versatile Disk, disc universal digital), care au o capacitate de informare mult mai mare (4,7 GB), deoarece pistele optice de pe ele sunt mai subtiri si mai dens plasate.
DVD-urile pot fi în două straturi (capacitate 8,5 GB), în timp ce ambele straturi au o suprafață reflectorizantă care transportă informații.
În plus, capacitatea de informare a discurilor DVD poate fi dublată și mai mult (până la 17 GB), deoarece informațiile pot fi înregistrate pe ambele părți.

În prezent (2006), au intrat pe piață discuri optice (HP DVD și Blu-Ray), a căror capacitate de informare este de 3-5 ori mai mare decât capacitatea de informare a discurilor DVD datorită utilizării unui laser albastru cu o lungime de undă de 405 nanometri.

Unitățile optice sunt împărțite în trei tipuri:

• Fără capacitate de scriere- CD-ROM și DVD-ROM
  (ROM - Read Only Memory, memorie read-only).
  CD-ROM-urile și DVD-ROM-urile stochează informații care au fost scrise pe ele în timpul procesului de fabricație. Nu este posibil să le scrieți informații noi.
• Scrie-o dată, citește-o dată -
  CD-R si DVD±R (R - inregistrabil, inregistrabil).
  Informațiile pot fi scrise pe discuri CD-R și DVD±R, dar o singură dată. Datele sunt scrise pe disc de un fascicul laser de mare putere, care distruge colorantul organic al stratului de înregistrare și îi modifică proprietățile reflectorizante. Prin controlul puterii laserului, se obține o alternanță de puncte întunecate și luminoase pe stratul de înregistrare, care, atunci când sunt citite, sunt interpretate ca 0 și 1 logic.
• Cu capacitatea de a rescrie- CD-RW și DVD±RW
  (RW - Reinscriptibil, reinscriptibil) Pe discurile CD-RW și DVD±RW, informațiile pot fi scrise și șterse de mai multe ori.
  Stratul de înregistrare este realizat dintr-un aliaj special care poate fi adus la două stări stabile de agregare diferite prin încălzire, care se caracterizează prin grade diferite de transparență. La înregistrare (ștergere), fasciculul laser încălzește o secțiune a piesei și o pune într-una dintre aceste stări.
  La citire, fasciculul laser are mai puțină putere și nu schimbă starea stratului de înregistrare, iar secțiunile alternante cu transparență diferită sunt interpretate ca 0 și 1 logic.

Principalele caracteristici ale unităților optice:

capacitatea discului (CD - până la 700 MB, DVD - până la 17 GB)

viteza de transfer de date de la purtător la RAM - măsurată în fracții, multipli ai vitezei
150 KB/s pentru unitățile CD (Primele unități CD aveau această viteză de citire) și
1,3 MB/s pentru unitățile DVD (Aceasta a fost viteza de citire a informațiilor în primele unități DVD)

În prezent, unitățile CD cu viteză de 52x sunt utilizate pe scară largă - până la 7,8 MB / s.
Discurile CD-RW sunt înregistrate la o viteză mai mică (de exemplu, 32x).
Prin urmare, unitățile CD sunt marcate cu trei numere „viteză de citire X viteza de scriere CD-R X viteza de scriere CD-RW” (de exemplu, „52x52x32”).
Unitățile DVD sunt, de asemenea, marcate cu trei numere (de exemplu, „16x8x6”

timp de acces - timpul necesar pentru a căuta informații pe disc, măsurat în milisecunde (pentru CD 80-400ms).

Dacă sunt respectate regulile de depozitare (depozitare în carcase în poziție verticală) și de funcționare (fără zgârieturi și murdărie), mediile optice pot reține informații zeci de ani.

Informații suplimentare despre structura discului

Discul, creat printr-o metodă industrială, este format din trei straturi. Un model informațional este aplicat pe baza unui disc din plastic transparent prin ștanțare. Pentru ștanțare, există o matrice-prototip specială a viitorului disc, care extruda urme pe suprafață. Apoi, un strat de metal reflectorizant este pulverizat pe bază, iar apoi un strat protector dintr-un film subțire sau un lac special este, de asemenea, pulverizat deasupra. Pe acest strat sunt adesea aplicate diverse desene și inscripții. Informațiile sunt citite din partea de lucru a discului printr-o bază transparentă.

CD-urile care pot fi înregistrate și reinscriptibile au un strat suplimentar. Pentru astfel de discuri, baza nu are un model de informare, dar între bază și stratul reflectorizant există un strat de înregistrare, care se poate schimba sub influența temperaturii ridicate.La înregistrare, laserul încălzește secțiunile specificate ale înregistrării. strat, creând un model de informații.

Un disc DVD poate avea două straturi de înregistrare. Dacă una dintre ele este realizată folosind tehnologia standard, atunci celălalt este translucid, aplicat sub primul și are o transparență de aproximativ 40%. Pentru a citi discuri cu două straturi, se folosesc capete optice complexe cu o distanță focală variabilă. Fasciculul laser, care trece prin stratul translucid, este focalizat mai întâi pe stratul de informații interior, iar la finalizarea citirii acestuia, este refocalizat pe stratul exterior.

disc optic

Disc optic

un suport de date sub forma unui disc de plastic conceput pentru a înregistra și reproduce sunet (CD CD), imagine (disc video), informații alfanumerice (CD-ROM, DVD) etc. folosind un fascicul laser. Primele discuri optice au apărut în 1979. Philips le-a creat pentru a înregistra și a reproduce sunetul. Un disc optic constă dintr-o bază rigidă, optic transparentă, pe care se aplică un strat de lucru subțire și un strat protector suplimentar. Datorită metodei de citire optică, discurile optice sunt mult mai durabile decât discurile cu gramofon. Un CD standard are 120 mm (4,5 inchi) în diametru, 1,2 mm grosime și are un orificiu central de 15 mm. CD-urile sunt realizate din plastic transparent foarte rezistent - policarbonat sau PVC. O etichetă este plasată pe o parte a discului, iar cealaltă parte are o suprafață de oglindă care strălucește cu culorile curcubeului. Aceasta este o zonă de înregistrare, a cărei cale spirală constă din gropi - depresiuni de diferite lungimi. Distanța dintre două piste adiacente ale spiralei este de 1,6 µm, adică densitatea de înregistrare este de 100 de ori mai mare decât cea a unei înregistrări convenționale. Gropile au lățime de 0,6–0,8 µm și lungime variabilă. Reflectă lungimea secvențelor „1” ale semnalului digital înregistrat și poate varia de la 0,9 la 3,3 µm. Informațiile sub formă de gropi sunt protejate de deteriorarea mecanică pe de o parte de materialul transparent al discului și, pe de altă parte, de un strat de plastic și o etichetă. În comparație cu înregistrarea mecanică a sunetului, are o serie de avantaje: o densitate foarte mare de înregistrare și absența completă a contactului mecanic între purtător și cititor în timpul înregistrării și redării. CD-urile muzicale sunt înregistrate în fabrică. La fel ca înregistrările cu fonograf, ele pot fi doar ascultate. Cu ajutorul unui fascicul laser, semnalele sunt înregistrate pe un disc optic rotativ într-un cod digital. Ca urmare a înregistrării, pe disc se formează o pistă în spirală, constând din depresiuni miniaturale și zone netede. În modul de redare, un fascicul laser focalizat pe o pistă traversează suprafața unui disc optic rotativ și citește informațiile înregistrate. În acest caz, cavitățile sunt citite ca una, iar zonele care reflectă uniform lumina sunt citite ca zerouri.

Citirea fără contact a informațiilor de pe un CD se realizează folosind un cap optic sau un pickup cu laser. Capul optic constă dintr-un laser semiconductor, un sistem optic și un fotodetector care transformă lumina în electricitate. Raza laser de citire este concentrată pe o pistă spirală cu gropi situate adânc în disc. Capul nu intră niciodată în contact cu discul - acesta se află întotdeauna la o distanță strict definită de acesta, ceea ce asigură că pista gropilor este în centrul atenției sistemului optic.

Tehnologia multimedia combină textul și grafica cu sunetul și imaginile în mișcare pe un computer personal. Ca medii de stocare în astfel de computere multimedia, sunt utilizate CD-ROM-uri optice (Compact Disk Read Only Memory - adică CD-ROM-ul de citire). În exterior, acestea nu diferă de CD-urile audio utilizate în playere și centre muzicale.

Capacitatea unui CD-ROM ajunge la 650 MB, ca capacitate ocupa o pozitie intermediara intre dischete si un hard magnetic (hard disk). Unitatea CD este folosită pentru a citi CD-uri. Informațiile de pe un CD se scriu o singură dată în condiții industriale, iar pe un computer personal pot fi citite doar. Pe CD-ROM sunt publicate o varietate de jocuri, enciclopedii, albume de artă, hărți, atlase, dicționare și cărți de referință. Toate sunt echipate cu motoare de căutare convenabile care vă permit să găsiți rapid materialul de care aveți nevoie. Capacitatea de memorie a două CD-ROM-uri este suficientă pentru a găzdui o enciclopedie mai mare decât Marea Enciclopedie Sovietică.

CD-urile optice de informații sunt concepute pentru înregistrarea unică (așa-numita CD-R) și multiplă (așa-numita CD-RW) a informațiilor pe un computer personal echipat cu o unitate specială. Acest lucru face posibilă, ca un magnetofon, să se facă înregistrări pe ele acasă. Discurile CD-R pot fi înregistrate o singură dată, în timp ce discurile CD-RW pot fi înregistrate de mai multe ori, ca pe un disc magnetic sau pe bandă, puteți șterge înregistrarea anterioară și face una nouă în locul ei.

1 - CD; 2 - un strat translucid care protejează informațiile imprimate pe CD de deteriorare; 3 - înveliș reflectorizant (mediul de înregistrare în sine); 4 - strat protector; 5 - focalizare; 6 – fascicul laser; 7 - splitter optic; 8 – fotodetector; 9 - ; 10 - motor electric care rotește discul

CD-urile existente sunt înlocuite cu un nou standard media - DVD (Digital Versatile Disc sau General Purpose Digital Disc). În aparență, ele nu sunt diferite de CD-uri. Dimensiunile lor geometrice sunt aceleași. Principala diferență a unui disc DVD este densitatea de înregistrare a informațiilor de zece ori mai mare. Acest lucru se realizează datorită lungimii de undă mai scurte a laserului și dimensiunii mai mici a spotului fasciculului focalizat, ceea ce a făcut posibilă înjumătățirea distanței dintre piste. Standardul DVD este definit în așa fel încât modelele viitoare de cititoare să fie dezvoltate ținând cont de capacitatea de a reda toate generațiile anterioare de CD-uri, adică în conformitate cu principiul „compatibilității înapoi”. În 1995, Philips a dezvoltat tehnologia de reînregistrare a CD-urilor. Standardul DVD permite timpi de redare video semnificativ mai lungi și o calitate îmbunătățită în comparație cu CD-ROM-urile existente. Unitățile DVD sunt unități CD-ROM avansate.

Enciclopedia „Tehnologie”. - M.: Rosman. 2006 .

Vedeți ce este „disc optic” în alte dicționare:

Un suport de date sub forma unui disc din plastic sau aluminiu destinat înregistrării și/sau reproducerii sunetului (CD), imaginilor (CD video), informațiilor alfanumerice etc., folosind un fascicul laser. Densitatea de înregistrare a St. 108… … Dicţionar enciclopedic mare

disc optic- Un disc care conține date digitale care pot fi citite folosind tehnologia optică. [GOST 25868 91] Subiecte echipamente. periferie. sisteme de prelucrare informații RO disc optic... Manualul Traducătorului Tehnic

DISC OPTIC, în tehnologia computerelor, un dispozitiv de stocare compact format dintr-un disc pe care se scriu și se citesc informații cu ajutorul unui laser. Cel mai comun tip este CD ROM. CD-urile audio includ și... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Lucrul cu discuri optice Disc optic Imagine disc optic, imagine ISO Emulator de unitate optică Software pentru lucrul cu sisteme de fișiere de disc optice Tehnologii de înregistrare Moduri de înregistrare Tipuri de înregistrare de pachete ... ... Wikipedia

Suport de date sub forma unui disc realizat dintr-un material transparent (sticlă, plastic etc.) cu metalizat microscopie, depresiuni (pitas), formându-se în spirală sau inel agregat ... ... Marele dicționar politehnic enciclopedic

Un suport de date destinat înregistrării și/sau reproducerii informațiilor folosind radiația laser focalizată. Este alcătuit dintr-o bază rigidă (de obicei transparentă optic), pe care este aplicat un strat sensibil la lumină sau reflectorizant și ... ... Dicţionar enciclopedic

disc optic- 147 disc optic: un disc care conține date digitale care pot fi citite prin tehnologie optică

1. Introducere

3.1. Caracteristicile tehnice ale concurenților

4. Perspective de dezvoltare a stocării optice.

5. Analiza comparativă a unităților optice

5.1 ASUS DRW-1608P

5.2 NEC ND-3540A

6. Măsuri de siguranță atunci când lucrați cu un PC

6.1 Organizarea locului de muncă

6.2 Siguranță

Concluzie

Lista literaturii folosite

1. Introducere

În ultimii ani, stocarea optică a suferit modificări semnificative. Astăzi, unitatea optică este o parte integrantă a PC-ului - ceea ce determină relevanța subiectului ales.

Unitatea optică a devenit parte integrantă a PC-ului, deoarece. diverse produse software (în special jocuri și baze de date) au început să ocupe o cantitate semnificativă de spațiu, iar furnizarea lor pe dischete s-a dovedit a fi excesiv de costisitoare și nesigură. Prin urmare, au început să fie furnizate pe discuri optice (la fel ca muzica obișnuită), iar unele jocuri și programe funcționează direct de pe un disc optic, fără a necesita copierea pe un hard disk.

De asemenea, un computer modern este un centru multimedia puternic care vă permite să redați muzică, să vizionați filme.

Scopul acestei teze este de a studia dispozitivele optice de stocare. Pe parcursul studiului vor fi explorate următoarele întrebări:

¾ Istoricul unității optice

¾ Istoria dezvoltării stocării optice

¾ Perspective pentru dezvoltarea stocării optice

¾ Analiza comparativă a unităților optice

¾ Măsuri de siguranță atunci când lucrați cu un computer

2. Istoria creării unei unități optice

Discurile optice au practic aceeași vârstă cu computerele personale. Și chiar au părinții lor - discuri de vinil. Anul apariției discurilor optice în tehnologia modernă este considerat a fi 1982. Atunci cele mai mari două companii Philips și Sony au preluat noi dezvoltări. Akio Morita, director executiv al Sony, care a devenit celebru și pentru paternitatea faimosului player Walkman, credea că astfel de discuri ar trebui concepute pentru a asculta muzică clasică. Iar standardul pentru durata sunetului a fost timpul sunetului Simfoniei a 9-a a lui Beethoven, care este de aproximativ 73 de minute. S-a decis ca timpul de joc standard să fie egal cu 74 de minute și 33 de secunde. Așa a luat naștere standardul Red Book, în care a fost descris standardul discului CD-DA (CD-Digital Audio). Mai mult, predecesorul său a fost standardul unui disc de vinil obișnuit cu o durată de 45 de minute, care are cea mai proastă calitate a sunetului și caracteristici de performanță ale purtătorului incomparabile cu CD-ul. Alături de Sony, Philips a luat parte și la formarea standardului Red Book. Au fost introduse cerințe stricte pentru dimensiunea, calitatea sunetului, metoda de codificare a datelor și utilizarea unei singure piste spiralate.

Pe CD-DA, datele sunt prezentate după cum urmează.

Din punct de vedere structural, întregul disc poate fi împărțit în trei părți principale: lead-in (zonă introductivă care stochează toate informațiile despre structura și proprietatea discului), PMA (Program Memory Area - datele în sine) și lead-out (zona de ieșire). , constând din aproape unul "zerouri" și este în esență un indicator al sfârșitului discului).

Toate informațiile sunt înregistrate pe CD-DA ca piese separate prin intervale (pre-gap) egale cu 2 secunde. Pot exista 99 de astfel de piese și fiecare dintre ele poate fi împărțită în 99 de fragmente. Conceptul de piste este oarecum secundar, dar potrivit pentru cea mai simplă descriere a structurii unui disc.

De fapt, informațiile de pe disc sunt prezentate sub formă de blocuri-segmente, care au o dimensiune standard (2352 octeți) și o viteză standard de citire de 75 de blocuri pe secundă. Adică, dacă vorbim de un interval de două secunde, atunci ne referim la 150 de blocuri-segmente „goale”. Piesele în sine sunt formate din blocuri pline cu informații.

Segmentul bloc, la rândul său, este format din 98 de microcadre, fiecare dintre ele având o dimensiune de 24 de octeți (192 de biți). 24 de octeți pot conține o descriere a valorilor a șase mostre discrete ale canalelor dreapta și stânga. Iar valoarea dată de 2352 octeți poate fi obținută prin simpla înmulțire a lui 98 cu 24. Deci, vorbind despre dimensiunea acestui segment, vorbim doar de informații pur audio.

3. Istoria dezvoltării stocării optice

Dezvoltată de Philips și Sony, o nouă specificație pentru stocarea datelor digitale pe CD-uri a devenit cunoscută sub numele de „Cartea galbenă”, iar mediile în sine - CD-ROM (Memorie numai pentru citire). Un segment de bloc de 2352 de octeți a fost convertit. Adică, conform standardului, au fost furnizate tipuri de Mod 1 pentru stocarea datelor computerului digital, iar Modul 2 - date grafice, text și audio comprimate. Sectorul bloc de tipul Mod 1 stochează informații despre corectarea și corectarea erorilor EDC / ECC (Error Detection Code / Error Correction Code) și este cel mai comun. 288 de octeți sunt alocați pentru corectare și corectare a erorilor în fiecare sector. Ca urmare, rămân 2064 de octeți pentru informații, dintre care 12 sunt alocați pentru sincronizare și 4 octeți pentru antetul sectorului.

Astfel, unitatea minimă de bază în formatul CD-DA este piesa, în timp ce în CD-ROM este segmentul.

Unitățile dispozitivului pe CD-ROM.

După sosirea a două standarde, descrise de cărțile „Roșu” și „Galben”, a existat o problemă semnificativă: media erau strict legate de tipurile de unități. Adică, combinația de date audio și digitale nu a fost implementată la acel moment. Au apărut discuri cu format mixt care stochează atât date CD-ROM, cât și CD-DA. Mai mult, primele date (CD-ROM) au fost înregistrate la începutul discului. Acest lucru nu este foarte convenabil, deoarece unitățile audio încearcă să citească prima piesă, ceea ce poate dăuna echipamentului audio, iar unitățile CD-ROM nu pot citi programul și reda audio în același timp.

În noiembrie 1985, reprezentanți ai producătorilor lideri de CD-ROM s-au întâlnit pentru a discuta problema compatibilității și un tip comun de structurare a sistemului de fișiere pentru toate mediile. Adică, era necesar un standard pentru sistemul de fișiere, structura de scriere și citire și așa mai departe. A fost compilat un document care a fost o specificație (numele specificației este HSG) care definește formatele logice și de fișier ale CD-urilor. Documentul era de natură consultativă și, deși ulterior a determinat multe pentru industria tehnologiei în ansamblu, culoarea cărții nu a fost niciodată găsită pentru el. Propunerea de format a specificației HSG s-a bazat în mare măsură pe reprezentarea structurii unei dischete care conține o pistă zero sau o pistă de sistem, care stochează date despre tipul media și structura sa de fișiere cu directoare, subdirectoare și fișiere. CD-ul este organizat puțin diferit. Adică, toate datele de acest tip sunt stocate în zonele de servicii și de sistem. Primul stochează informațiile necesare pentru sincronizarea între purtător și unitate. Al doilea are o structură de fișiere, iar adresele directe ale fișierelor din subdirectoare sunt indicate, ceea ce reduce timpul de căutare.

Trei ani mai târziu (1988) a fost adoptat standardul internațional ISO-9660, ale cărui principale prevederi erau foarte asemănătoare cu reprezentarea HSG. Acest standard descrie sistemul de fișiere CD-ROM și avea trei niveluri. Primul nivel arată astfel:

Numele fișierelor pot avea până la 8 caractere;

Numele fișierelor folosesc doar caractere mari, numere și caracterul „_”;

Caracterele speciale nu sunt permise în numele fișierelor - „-,~,=,+”;

Numele directoarelor nu pot avea extensii;

Fișierele nu pot fi fragmentate.

Al doilea și al treilea nivel de ISO-9660 doar facilitează și extind posibilitățile primului. În special, restricțiile privind numele fișierelor și directoarelor au fost ridicate la al doilea nivel (de exemplu, este deja permisă crearea de nume cu o lungime de 32 de caractere), la al treilea nivel este deja permisă fragmentarea fișierelor. Este de remarcat faptul că ISO-9660 de primul nivel standardizează în principal formatele de sistem de fișiere MS-DOS și HFS (Apple Macintosh). Al doilea nivel din aceste sisteme nu mai poate fi citit.

Pentru Apple Macintosh, există un standard separat pentru formatul sistemului de fișiere HFS (Hierarchical File System). Această platformă de computer are propria sa ierarhie specială a sistemului de fișiere, motiv pentru care acest standard este solicitat. Mai multe formate de sistem de fișiere pot fi scrise pe un disc în același timp.

Specificația, dezvoltată în 1991, a fost lansată ca Orange Books. Sunt doi dintre ei. Primul standardizează dispozitivele de stocare magneto-optice care pot șterge și rescrie informații. A doua carte este despre unități care pot scrie o singură dată pe care pot scrie doar pe. Adică în a doua carte vorbim despre CD-R (Recordable). Treptat, tehnologia modernă a început să permită rescrierea discurilor. Vorbim despre CD-RW (Rewritable) sau CD-E (Erasable), care, de fapt, sunt la fel. Aceste medii și unități se încadrează cel mai probabil în prima dintre „Cărțile portocalii”.

În 1993, a fost publicată „Cartea Albă”, care a standardizat un nou produs - Video CD, dezvoltat în comun de JVC, Matsushita, Sony și Philips. Acest standard se bazează pe sistemul video Karaoke dezvoltat de JVC. Noul format vă permite să stocați 72 de minute de videoclip cu sunet stereo. Formatul de compresie este familiar pentru mulți - MPEG (Motion Picture Experts Group). Prima piesă este înregistrată în format CD-ROM/XA, urmată de un bloc de date care conține video comprimat. Pe baza achizitiilor obtinute prin standardul White Book, expertii au facut ulterior modificari semnificative la Green Book.

La sfârșitul secolului trecut, unitățile CD-R, care până la acel moment atinseseră viteze de scriere/citire de 8X/24X, au fost înlocuite de unități CD-RW mai versatile, care vă permit să scrieți nu numai discuri cu scriere o singură dată, ci și cele reinscriptibile.

Spre deosebire de coloranții organici folosiți pentru a forma stratul activ în discurile CD-R, în CD-RW stratul activ este un aliaj special policristalin (argint-indiu-antimoniu-telur), care devine lichid la puternic (500-700°C) ) încălzire cu laser. În timpul răcirii rapide ulterioare a regiunilor lichide, acestea rămân într-o stare amorfă; prin urmare, reflectivitatea lor diferă de regiunile policristaline. Revenirea regiunilor amorfe la starea cristalină se realizează prin încălzire mai slabă sub punctul de topire, dar deasupra punctului de cristalizare (aproximativ 200 ° C). Deasupra și dedesubtul stratului activ sunt două straturi dielectrice (de obicei dioxid de siliciu), care îndepărtează excesul de căldură din stratul activ în timpul procesului de înregistrare; de sus, toate acestea sunt acoperite cu un strat reflectorizant, iar întregul „sandwich” este aplicat pe o bază din policarbonat, în care sunt presate adâncituri spiralate, necesare pentru poziționarea precisă a capului și transportarea informațiilor despre adresa și ora.