Внешняя память
Оптические диски
Оптические (лазерные) диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. В них используется оптический принцип записи и считывания информации с помощью лазерного луча.
Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся от центра диска и содержащую чередующиеся участки впадин и выступов с различной отражающей способностью.
При считывании информации с оптических дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы.
В процессе записи информации на оптические диски применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера.
Существует два типа оптических дисков:
CD-диски (CD - Compact Disk, компакт диск), на который может быть записано до 700 Мбайт информации; DVD-диски (DVD - Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), которые имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.
DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию.
Кроме того, информационная емкость DVD-дисков может быть еще удвоена (до 17 Гбайт), так как информация может быть записана на двух сторонах.В настоящее время (2006 год) на рынок поступили оптические диски (HP DVD и Blu-Ray), информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.
Накопители оптических дисков делятся на три вида:
- Без возможности записи - CD-ROM и DVD-ROM
(ROM - Read Only Memory, память только для чтения).
На дисках CD-ROM и DVD-ROM хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.- С однократной записью и многократным чтением -
CD-R и DVD±R (R - recordable, записываемый).
На дисках CD-R и DVD±R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражательные свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 и 1.- С возможностью перезаписи - CD-RW и DVD±RW
(RW - Rewritable, перезаписываемый).На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно.
Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При записи (стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и переводит его в одно из таких состояний.
При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1.Основные характеристики оптических дисководов:
емкость диска (CD - до 700 Мбайт, DVD - до 17 Гбайт) скорость передачи данных от носителя в оперативную память - измеряется в долях, кратных скорости
150 Кбайт/сек для CD-дисководов (Такая скорость считывания информации была у первых CD-дисководов) и
1,3 Мбайт/сек для DVD-дисководов (Такая скорость считывания информации была у первых DVD-дисководов)
В настоящее время широкое распространение получили 52х-скоростные CD-дисководы - до 7,8 Мбайт/сек.
Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости (например, 32х кратной).
Поэтому CD-дисководы маркируются тремя числами «скорость чтения Х скорость записи CD-R Х скорость записи CD-RW» (например, «52х52х32»).
DVD-дисководы также маркируются тремя числами (например, «16х8х6»время доступа - время, нужное для поиска информации на диске, измеряется в миллисекундах (для CD 80-400мс). При соблюдении правил хранения (хранения в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.
Дополнительная информация о структуре дисков
Диск, созданный промышленным способом, состоит из трех слоев. На основу диска, созданного из прозрачного пластика методом штамповки наносится информационный узор. Для штамповки существует специальная матрица-прототип будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. Далее на основу напыляется отражающий металлический слой, а затем сверху еще и защитный слой из тонкой пленки или специального лака. На этот слой часто наносятся различные рисунки и надписи. Информация считывается с рабочей стороны диска через прозрачную основу.
Записываемые и перезаписываемые компакт-диски имеют дополнительно еще один слой. У таких дисков основа не имеет информационного узора, но между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой, который может менять под воздействием высокой температуры.При записи лазер разогревает заданные участки регистрирующего слоя, создавая информационный узор.
DVD-диск может иметь два регистрирующих слоя. Если один из них выполняется по стандартной технологии, то другой - полупрозрачный, наносится ниже первого и имеет прозрачность около 40%. Для считывания двухслойных дисков применяются сложные оптические головки с переменным фокусным расстоянием. Луч лазера, проходя через полупрозрачный слой, сначала фокусируется на внутреннем информационном слое, а по завершении его чтения перефокусируется на внешний слой.
В лазерных дисководах CD-ROM и DVD-ROM используется оптический принцип записи и считывания информации. В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.
Лазерные дисководы и диски
Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD - Compact Disk, компакт диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Real Only Memory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650-700 Мбайт, а скорость считывания информации в CD-ROM-накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROM-накопители были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили 52-скоростные CD-ROM-накопители, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость считывания информации (до 7,8 Мбайт/с). DVD-диски имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт) по сравнению с CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне. Первое поколение DVD-ROM-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 16-скоростные DVD-ROM-дисководы достигают скорости считывания до 21 Мбайт/с.
4.Дополнительные устройства вывода:
Принтер-- составная часть электроннойнастольной изд. системы, аппарат, который автоматически распечатывает введенный в память компьютера текст по программе, обеспечивающей его соответствие типографскому наборугранокилиполос. Распечатка используется либо в качестве корректурных оттисков, либо в качестве полосрепродуцируемого оригинал-макета.Различаются П.матричные,лазерныеиструйны
Плоттер- Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем) используются специальные устройства вывода - плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и уструйного принтера.
Динамики / Колонки - Динакими - воспроизводят звук, который создает компьютер - начиная от записанной музыки до синтезированной речи или звуковых эффектов, используемых Windows.Компьютерные колонки (динамики ) бывают разного качества: от дешевых пластиковых коробок с глухим звуком до отлично звучащей дорогой стереосистемы. Подключить новые колонки очень просто: вытаскиваете шнур от старых и вставляете шнур от новых. Усилитель встроен в колонки и не нуждается в отдельном подключении. Системы из нескольких колонок тоже существуют, наиболее популярна система из двух-трех колонок с сабвуфером, который вы можете спрятать под стол, а маленькие колонки расположить по обе стороны монитора.
Прошло довольно много времени с момента создания первого диска с оптическим способом чтения информации. Такие диски стали называть компакт-дисками (compact disk), или просто CD. Первоначально CD разрабатывались для звуковых записей, но они оказались очень удобными для хранения и распространения довольно значительных объёмов любой информации.
Стоимость хранения мегабайта информации на компакт-диске не превышает сотых долей цента. Поэтому сейчас практически не выпускается компьютеров без CD-привода. Как следствие массового применения, и сами диски и дисководы для них в настоящее время продолжают дешеветь.
Лазерные диски CD-ROM Как расшифровывается ROM? Read Only Memory, только чтение. Информация на такие диски записывается во время изготовления, на заводе. Запись на них новой информации невозможна. Информация на диске записана в виде «питов» (pit – ямка, углубление).
Питы расположены вдоль воображаемой спирали, идущей от центра диска к краю. При чтении лазерный диск, установленный в дисковод, вращается с большой скоростью. Луч миниатюрного лазера, находящегося в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как луч то попадает в ямку, то нет, интенсивность отраженного луча "мигает". Эти световые импульсы с помощью фотоэлементов преобразуются в электрические импульсы.
Лазерные диски с возможностью записи Существенным недостатком компакт-дисков долгое время было то, что такие диски можно было только читать. Этот недостаток был успешно преодолен: были разработаны диски CD-R, на которые можно записать информацию, но только один раз (R - Recordable, записываемый). И диски CD-RW, на которые информацию можно записывать многократно (RW - ReWritable, перезаписывамый).
Для записи и перезаписи таких дисков используются специальные дисководы с достаточно мощным лазером, способным "прожигать" информацию на диске. По своему устройству диск CD-R (заготовка для записи), также как и его «штампованный» собрат, напоминает слоёный пирог. Основное отличие - активный (регистрирующий) слой.
Для основы CD-R применяется тот же поликарбонат, который используется и при изготовлении CD-ROM. Но вот рельеф основы намного сложнее, чем у штампованного диска (CD-ROM). При изготовлении основа CD-R диска получает разметку – сплошную спиральную канавку.
Для хранения информации в носителях CD-R используется «запоминающий» слой из органического полимера, «темнеющий» при нагревании лазерным лучом, а в дисках CD- RW изменяющий фазовое состояние (из кристаллического в аморфное и наоборот) при разогреве лазером и быстром охлаждении.
Все больше, все быстрее Информационная емкость CD-ROM мегабайт, а скорость считывания зависит от скорости вращения диска в дисководе. Первые CD-ROM-накопители считвали информацию со скоростью 150 Кбайт/с. Дисководы непрерывно совершенствуются, скорость считывания растет. В современных дисководах скорость считывания (и записи, если это записывающий дисковод) можно установить в условных единицах, равных той самой "первой" скорости: 4x, 8x,... 52x,...
Для чтения и записи могут быть разные скорости. Например, маркировка CD-RW- дисковода "48х/24х/52x" означает, что максимальная скорость для записи CD-R- дисков - 48-кратная; для CD-RW-дисков кратная; чтение - на 52-кратной скорости.
Относительно недавно началось широкое распространение дисков DVD (Digital Video Disk, цифровой видеодиск). В настоящее время существует целый ряд разновидностей DVD: среди них есть и "штампованные", и записываемые один раз, и перезаписываемые. Оптические дорожки на них размещены более плотно, запись может быть с двух сторон, причем в два слоя на каждой стороне.
Поэтому их емкость намного больше, чем у CD (4,7 - 9,4 Гбайт). Скорость считывания первого поколения DVD-накопителей была примерно 1,3 Мбайт/с. На следующих моделях скорость тоже можно устанавливать кратно "первой" скорости. Например, скорость 16x - это примерно 21 Мбайт/с. Таким образом, самый простенький и дешевый дисковод может только считывать информацию с CD-ROM, а самый современный и "крутой" - считывать и записывать CD и DVD.
ВведениеПомните, во времена MS-DOS существовал драйвер, позволяющий записывать на обычную 740 Кб дискету до 800 Кб информации? А 900.com помните? О, времена, о нравы! Сегодня, когда дискеты давно вышли из моды, а емкость массовых носителей информации перешагнула через отметку в 650 Мб, старые идеи дают новые всходы...
Емкость CD-R/RW болванок, объявляемая производителем, всегда много меньше физической емкости данного диска и равна объему информации, который можно записать в режиме MODE 1. Разумеется, помимо MODE 1 существуют и другие режимы записи данных, отличающиеся друг от друга в первую очередь емкостью и надежностью.
Если целостность данных не является превалирующим фактором, вместимость лазерного диска можно существенно увеличить, выиграв порядка 15% дополнительного пространства за счет отказа от избыточных корректирующих кодов Рида-Соломона. Использование незадействованных каналов подкода дает еще 4% емкости, а отказ от выводной области - 2%. Наконец, не стоит забывать о такой полезной возможности как overburn ("перепрожиг" диска).
Таким образом, на обычный 700 Мб лазерный диск при желании можно вместить от 800 Мб до ~900 Мб данных, а на 90-минутный - от 900 Мб до 1 Гб. Ниже будет рассказано - как.
Сколько бит в байте? Правильно, восемь. А сколько бит в семистах мегабайтах? А это - смотря в каких мегабайтах! Так, например, стандартная 700 Мб CD-R/RW болванка вмещает в себя по меньшей мере 23 миллиона бит или порядка трех гигабайт "сырой" информации, большая часть их которой расходуется на служебные структуры данных, обеспечивающие лазерному диску работоспособность. Колоссальная избыточность принятой системы кодирования объясняется физическими свойствами светового луча, который в силу своих волновых свойств, одиночные "питы" и "ленды" просто огибает. Минимальной "горной формацией" уверенно распознаваемой лазерным лучом, является последовательность из трех "питов" ("лендов"), соответствующая трем логическим нулям. Переход от пита и ленду или наоборот - соответствует логической единице. Поскольку две соседние единицы всегда оказываются разделены по меньшей мере тремя нулями, приходится прибегать к сложной системе перекодировки, преобразующий всякий 8-битный символ исходных данных в 15 битное EFM-слово (от английского Eight to Fifteenth Modulation - Модуляция Восемь в Пятнадцать), причем EFM-слова не могут следовать вплотную друг за другом (задумайтесь, что произойдет, если за EFM-словом, оканчивающимся на единицу, попробовать записать EFM-слово с той же самой единицы и начинающиеся) и вынуждены разделяться тремя merging-битами. Таким образом, на каждые 4 бита исходных данных приходится 9 бит физических. Очевидно, что стандартная схема модуляции не является идеальной и оставляет достаточный запас для ее усовершенствования (см. раздел "Резерв-6 или дополнительные источники емкости").
Минимальной порцией данных, непосредственно адресуемой на программной уровне, является сектор (или в терминологии Audio CD - блок). Один блок состоит из 98 фреймов, каждый из которых, в свою очередь, содержит 24 байта полезных данных, 8 байт кодов Рида-Соломона, часто называемых CIRC-кодами, хотя с технической точки зрения это и не совсем верно, 3 синхробайта и 8 бит каналов подкода - по одному биту на каждый из восьми каналов, условно обозначаемых латинскими буквами P, Q, R, S, T, U, V и W соответственно. Q-канал хранит служебную информацию о разметке диска, P-канал служит для быстрого поиска пауз, остальные каналы - свободны.
Таким образом, эффективная емкость одного блока составляет 2352 байта или даже 2400 байт с учетом каналов подкода (из 98 байт субканальных данных - 34 байта отданы под служебные нужды). Корректирующие коды Рида-Соломона позволяют исправлять до 4 разрушенных байт на каждый фрейм, что составляет 392 байт на целый блок.
Диски с данными (CD-Data), ведущие свою родословную от Audio-дисков, поддерживают два основных режима обработки данных: MODE 1 и MODE 2. В режиме MODE 1 из 2352 байт сырой емкости сектора, лишь 2048 байт отданы непосредственно под пользовательские данные. Остальные распределены между заголовком сектора (16 байт), контрольной суммой сектора (4 байта) и дополнительными корректирующими кодами, увеличивающие стойкость диска к физическим повреждениям (276 байт). Оставшиеся 8 байт никак не задействованы и обычно проинициализированы нулями.
В режиме MODE 2 из 2352 байт сырой емкости сектора только 16 байт отданы под служебные структуры (заголовок), а остальные 2336 байт содержат пользовательские данные. Легко видеть, что при записи диска в MODE 2 его эффективная емкость становится на ~15% больше, но и надежность хранения данных при этом приблизительно на треть ниже. Однако, при использовании качественных носителей информации (от ведущих брэндов отрасли) и бережном обращении с ними, риск невосстановимого разрушения данных достаточно невелик (см. "Приложение: тестирование дисков на надежность"). К тому же, многие форматы данных безболезненно переносят даже множественные искажения средней и высокой степени тяжести. К этой категории относятся DivX, MP3, JPEG и другие типы файлов. C некоторой долей риска можно записывать архивы и исполняемые файлы, потерей которой вы не сильно огорчитесь или которые возможно восстановить из основного хранилища (например, при переносе файлов между компьютерами, дублировании дисков, взятых напрокат и т.д.).
Чистый MODE 2 в живой природе встречается крайне редко, однако с его производными нам приходится сталкиваться буквально на каждом шагу. Это и CD-ROM XA MODE 2 (применяющийся в много-сессионных дисках), и Video CD/Super Video CD, и CD-I, и многое другое.
Формат CD-ROM XA, возникший на фундаменте MODE 2, выгодно отличается от своего предшественника возможностью динамической смены типа трека на всем его протяжении. Часть трека может быть записана в режиме FORM 1, практически идентичном режиму MODE 1, но задействовавшего восемь ранее пустующих байт под нужды специального заголовка, а часть - в FORM 2, - усовершенствованном MODE 2: 2324 байта пользовательских данных, 16 байт основного и 8 байт вспомогательного заголовков плюс 4 байта контрольной суммы для контроля целостности (но не восстановления!) содержимого сектора. Режим FORM 1 предполагалось использовать для критических к разрушению данных (исполняемых файлов, архивов и т. д.), а FORM 2 - для аудио/видеоданных. Увы, этим замыслам было не суждено сбыться и широкого распространения режимы FORM 2 так и не получили. Единственным более или менее популярным форматом, опирающимся на режим XA MODE 2 FORM 2 стал Video CD/Super Video CD, позволяющий записать на обычном 700 Мб диске до 800 Мб информации и 900 Мб на 90-минутном (плюс overburn), что приблизительно на четыре мегабайта меньше чистого MODE 2, но такими потерями можно и пренебречь. Зато, в отличии от чистого MODE 2, формат Video CD/Super Video CD поддерживается операционными системами семейства Windows и Linux.
Рисунок 1. "Табель о рангах" - схема распределения объема лазерного диска по различным структурам. Как видно, на пользовательские данные отводится немногим более половины общего дискового пространства.
Рисунок 2. Поверхность лазерного диска под электронным микроскопом. Видны чередующиеся цепочки углублений - "питов" (от английского pit - ямка, впадина) и возвышенностей - "лендов" (от английского land - равнина, земля). Ленды отражают большую часть падающего на них света лазерного излучателя, а питы в силу своей удаленности от точки фокуса не отражают практически ничего (рисунок взят с сайта фирмы EPOS).
Рисунок 3. "Питы" и "ленды" образуют цепочки с длинной от трех до десяти "питов" ("лендов") каждая. Переход от "пита" к "ленду" (или наоборот) соответствует логической единице, а логический нуль представляется отсутствуем переходов в данном месте. Поскольку диаметр сфокусированного лазерного пятна равен трем "питам", более короткие цепочки уже не распознаются лазером, а ограничение длины цепочек сверху обусловлено степенью точности тактового генератора и равномерности вращения диска. В самом деле, если точность такового генератора составляет порядка 10%, то при измерении 10-питовой цепочки мы получаем погрешность в 1 пит (рисунок взят с сайта фирмы EPOS). Некоторые производители уменьшают длину одного "пита" на 30%, что во столько же раз увеличивает эффективную емкость диска. Возникает вопрос: как же таком случае привод ухитряется определить длину той или иной цепочки? Ведь в отсутствии каких бы то ни было опорных значений, провод вынужден сравнивать длину "питов" со стандартным эталоном, а это значит, что цепочка из N уплотненных "питов" будет интерпретирована как N/2! Дизассемблировав прошивку своего PHILIPS"a, автор выяснил, что привод имеет автоматический регулятор скорости, подбирающий такое значение T, которое соответствовало бы наименьшему количеству ошибок чтения.
Рисунок 4. На CD-R дисках никаких "питов" в прямом смысле этого слова нет, но их заменяет специальный слой прожигаемого красителя, деформирующего отражающий слой и препятствующий отражению лазерного луча в данном месте. Однако, с точки зрения CD-ROM привода, штампованные и CD-R диски выглядят практически одинаково, за тем исключением, что штампованные диски более контрастны (рисунок взят с сайта фирмы EPOS).
Проблемы
Сам по себе MODE 2 никаких сложностей не вызывает. Это стандартный режим, штатно поддерживаемый всеми приводами, носителями и драйверами. Проблема в том, что праматерь ISO9660 и все ее потомство налагают на размер сектора жесткие ограничения, требуя, чтобы он представлял собой степень двойки (т. е. равнялся 512, 1024, 2048, 4096... байтам). Размер пользовательской области данных сектора, записанного в MODE 1, удовлетворяет этому требованию (211 = 2048), а MODE 2 - нет, и в конце сектора остается "хвост" из 288 неиспользуемых байт (211 + 288= 2336).Программы профессионального "прожига" позволяют записывать диск как в XA MODE 2 FORM 1, так и в XA MODE 2 FORM 2, однако это ни на йоту не увеличивает его объема, поскольку хвостовая часть секторов, записанных в FORM 2, вынуждена пустовать, снижая надежность хранения данных и ничего не давая взамен.
Теоретически возможно создать драйвер, транслирующий n MODE 2 секторов в k*n MODE 1 секторов (и такой драйвер действительно был создан настоящим автором), однако, целесообразность его использования весьма сомнительна, поскольку далеко не каждый пользователь согласится устанавливать в свою систему "кустарный" драйвер - ошибки драйверов зачастую обходятся очень дорого (вплоть до потери всех данных на жестком диске), а программисты, как и все люди в этом мире, склонны ошибаться. Так или иначе, от идеи использования драйвера автор отказался, поскольку его тестирование выглядело слишком масштабным проектом.
Немногим лучше обстоят дела и с Video CD/Super Video CD. На первый взгляд кажется: ну какие тут могут быть проблемы? Берем Ahead Nero Burning ROM, в меню диалогового окна "New Compilation" выбираем Video CD и... диск действительно записывается, но только в MPEG1. Формат Super Video CD в свою очередь соответствует MPEG2. Никакого обмана здесь нет, - вы получаете 800/900 Мб настоящего MPEG1/MPEG2, что на 100 Мб превосходит емкость стандартного CD-R.
В тоже время использование DivX (MPEG4) дает значительно больший выигрыш в емкости, сжимая два Video CD в один CD-ROM. Но что нам мешает записать в формате Video CD тот же самый MPEG4 или MP3? Увы, не все так просто! Большинство программ записи (и Ahead Nero Burning ROM в том числе) осуществляют тщательную проверку всего, записываемого на диск и, столкнувшись с MPEG-4, либо насильно перекодируют его в MPEG1/MPEG2, либо вообще отказываются от записи. Мотивация этого такова - Video CD должен соответствовать Стандарту, иначе это не Video CD. Действительно, автономные Video-плееры поддерживают диски строго определенных типов и на декодирование MPEG4 у них не хватит ни ума, ни аппаратной мощности. Персональный компьютер - другое дело. При наличии соответствующих кодеков, он воспроизведет любой мультимедийный формат, независимо от того, каким способом тот будет записан.
Но даже если волшебным образом "отучить" Ahead Nero Burning ROM задавать лишние вопросы и заставить его записывать MPEG4 как Video CD, это ни к чему не приведет, поскольку операционные системы семейства Windows "поддерживают" Video CD диски весьма извращенным образом. "Сырой" видео поток в формате "настоящего" MPEG1/MPEG2 их, видите ли, не устраивает, и они насильно добавляют к нему свой RIFF-заголовок (Resource Interchange File Format - Формат Файла для Обмена Ресурсами), явным образом специфицирующий формат файла. Очевидно, что после таких вмешательств никакой нормальный формат воспроизводиться не будет, и попытка проиграть MPEG4 как MPEG1/MPEG2 навряд ли увенчается успехом.
Тупик? Вовсе нет! Из всякой ситуации существует выход, и не один...
Рисунок 5. Запись Video CD/Super Video CD средствами Ahead Nero Burning ROM. Емкость одного такого диска составляет порядка 800 Мб (900 Мб на 90-минутных CD-R), однако исходные данные должны быть представлены в формате MPEG1/MPEG2.
Pешение
Решение MODE2-проблемы сводится к записи диска не в режиме ISO 9660. Самое простое - оформить каждый файл в виде самостоятельного трека, отказавшись от использования файловой системы вообще. Конечно, штатными средствами операционной системы такой диск читаться не будет, однако, содержимое такого трека без труда может быть "сграблено" на жесткий диск и нормальным образом прочитано оттуда. Единственный минус такого решения заключается в невозможности проиграть записанный файл непосредственно на самом диске, что создает определенные проблемы и нервирует Windows-пользователей, привыкших открывать всякий файл простым щелчком мыши и не согласных выполнять никакие дополнительные действия. Правда, UNIX-сообщество, умело владеющее клавиатурой, командными файлами и скриптами, решает эту задачу без проблем. Действительно, грабеж трека легко автоматизировать (и позже мы покажем как), причем перед началом проигрывания файла вовсе не обязательно дождаться извлечения всего трека целиком - эти операции могут выполняться и параллельно (ведь Windows и UNIX - многозадачные системы!).Как вариант - можно записать диск в формате Video CD. Для этого нам потребуется программа, не слишком педантично относящаяся к требованиям Стандарта и послушно записывающая все, что ей дают. Естественно, если формат записываемых файлов отличен от MPEG1/MPEG2, при попытке их воспроизведения возникнут серьезные проблемы, поскольку операционная система Windows принудительно "наклеивает" на них MPEG1-заголовок, вводящий штатный медиаплейрер в глубокое заблуждение, зачастую граничащее с зависанием. Существует по меньшей мере два выхода из этой ситуации: самое простое (и самое универсальное) оснастить систему специальным DirectShow - фильтром, поддерживающим RIFF/CDXA - разбиение (так же называемое "парсингом" от английского parsing). Примером такого фильтра является XCD DirectShow filter/NSIS installer от Alex"а Noe и DeXT"а, который может быть найдет тут . Другой путь: использовать программное обеспечение, спокойно переносящее "лишний" заголовок и игнорирующее его (например, Freecom Beatman CD/MP3 Player ).
Cеанс практической магии в MODE 2
Среди программ, поддерживающих запись диска в режиме MODE 2, в первую очередь следует выделить утилиту CDRWin, пользующуюся неизменной любовью профессионалов. Это чрезвычайно мощный инструмент, возможности которого ограничены разве что фантазией самого прожигателя. Самую свежую версию программы можно скачать, в частности, отсюда . Так же нам пригодится консольная редакция программы, управляемая из командной строки, которая лежит здесь .Процесс прожига диска мы начнем с подготовки исходного файла. Первым и единственным предъявляемым к нему требованием будет выравнивание его длины до целого количества секторов. Пусть длина файла равна 777.990.272 байтам, тогда, чтобы уложиться в целое число 2336-байтовых секторов, мы должны либо отрезать 1824 байта от конца файла, либо дописать к нему 512 нулей. Аудио/видео-файлы безболезненно переносят как усечение своего тела, так и "мусор" в хвосте. Обе этих операции можно осуществить в любом HEX-редакторе, например HIEW"e . Усечение файлов выполняется очень просто. Открываем файл, запускам стандартный Windows-калькулятор и, перейдя в "Инженерный" режим, переводим десятичную длину файла в ее шестнадцатеричное значение: 777990272 - 1824
Переходим ко второму этапу - созданию cue sheet-файла, содержащего в себе всю информацию о структуре прожигаемого образа. Типичный cue sheet-файл должен выглядеть приблизительно так:
FILE "my_file.dat" BINARY
TRACK 1 MODE2/2336
INDEX 1 00:00:00
Здесь: "my_file.dat" - имя записываемого на диск файла, "TRACK 1" - номер трека, "MODE2/2336" - режим записи, а "INDEX 1" - номер индекса внутри файла. Подробнее о синтаксисе cue sheet-файлов вы можете прочитать в прилагаемой к CDRWin документации.
Вставляем CD-R/CD-RW диск в привод, запускам CDRWin, нажимаем "Load Cuesheet" и указываем путь к только что сформированному cue-файлу. Дождавшись завершения его компиляции нажимаем "Record Disk", предварительно убедившись, что галочка RAW MODE не взведена. Вот, собственно, и все. Несмотря на то, что размер исходного файла намного превышает заявленную емкость диска, процесс прожига протекает без каких-либо проблем.
Рисунок 6. Запись 800/900 Мб диска в режиме MODE 2 средствами CDRWin. Исходные данные могут быть представлены в любом формате, однако, штатными средствами операционной системы такой диск не поддерживается.
Однако попытка просмотра оглавления только что записанного диска штатными средствами операционной системы ни к чему хорошему не приводит и нас пытаются убедить в том, что данный диск пуст. Но ведь это не так! Запускаем CDRWin, выбираем "Extract Disc/Tracks/Sectors" и в окне "Track Selection" видим наш трек TRACK 1 собственной персоной. Хотите его проиграть? Легким движением мыши перемещаем "Extract mode..." в "Select Track", а в "Reading Options" сбрасываем галочку "RAW" (если этого не сделать, содержимое трека будет читаться в сыром режиме, перемежевывая полезные данные вместе с заголовками, что никак не входит в наши планы). Выбираем трек, который мы будем извлекать и, выбрав номинальную скорость чтения, нажимаем на "START" (чтение MODE 2-трека на максимальной скорости зачастую приводит к многочисленным ошибкам).
Рисунок 7. Чтение диска, записанного в MODE 2 средствами CDRWin путем предварительного копирования одного или нескольких треков на винчестер.
Вернув файлу его законное расширение (которое рекомендуется записывать на коробке диска фломастером, т. к. в процессе записи оно необратимо теряется), запускаем "Универсальный Проигрыватель" (или любой другой аудио/видео плеер по вашему вкусу) и расслабляемся в свое удовольствие.
При желании процесс "грабежа" файла можно автоматизировать, воспользовавшись утилитой SNAPSHOT.EXE из пакета консольной версии программы CDRWin. Используя утилиту MAKEISO.EXE, поставляемую вместе с CDRWin, создайте один легальный трек, записанный в формате MODE 1/ISO9660 и содержащий командный файл для автоматического извлечения выбранного пользователем MODE 2-трека. Подробности этого процесса вы найдете в документации на CDRWin. Минимальные навыки программирования вам так же не помешают.
Cеанс практической магии в Video CD
Для записи DivX/MP3 файлов в формате Video CD нам понадобится утилита MODE 2 CD MAKER, бесплатную копию которой можно найти здесь . Если командная строка вызывает у вас уныние (а MODE 2 CD MAKER - это утилита командной строки), воспользуйтесь специальной графической оболочкой, загружаемой отсюда .Интерфейс программы прост и вполне традиционен: вы перетаскиваете мышкой записываемые файлы в большое белое окно (или нажимаете на "Add Files"), внизу которого отображается индикатор-змейка, показывающий использованный объем. По умолчанию программа закладывается на MODE 2 FORM 1 (2048 байт на сектор) и для перехода на MODE 2 FORM 2 (2324 байта на сектор) необходимо кликнуть по кнопке "Set/Unset Form 2".
Другое вредное умолчание - размещать каждый файл в "своем" треке - отключается установкой галочки напротив пункта "Single Track". Дело в том, что на создание одного трека расходуется порядка 700 Кб дискового пространства и раздельная запись большого количества файлов становится попросту невыгодна (правда, диск, записанный в Single track-mode, не поддерживается операционной системой Linux).
Наконец, когда все приготовления завершены, вы нажимаете "Write ISO" и через некоторое время спустя на диске образуется CUE-образ, для прожига которого можно воспользоваться все тем же CDRWin или Alcohol/Clone CD, - но это уже на любителя.
Рисунок 8. Запись 800/900 Мб Video CD диска средствами MODE 2 CD MAKER"a. При наличии установленных RIFF/CDXA - фильтров, такой диск вполне корректно поддерживается операционной системой.
Не забудьте только установить специальный DirectShow фильтр, без которого вы не сможете работать с Video CD диском и в штатном режиме!
Pезерв-6 или дополнительные источники емкости
Хотите верьте, хотите нет, но 800/900 Мб на диск - это далеко не предел! Помимо основного канала данных, в котором, собственно, сырые сектора и хранятся, существуют и каналы подкода, в количестве восьми штук. Один из них используется устройством позиционирования оптической головки, а остальные семь - свободны. В общей сложности мы теряем порядка 64 байт на сектор или ~20 Мб на стандартный 700 Мб диск.К сожалению, непосредственное хранение пользовательских данных в каналах подкода невозможно, поскольку операционные системы семейства Windows отказываются поддерживать такую возможность. Подходящих утилит от сторонних разработчиков так же не наблюдается. Однако, в каналы подкода нетрудно спрятать конфиденциальную информацию, предназначенную не для чужих глаз.
Используя Clone CD или любой другой копировщик дисков аналогичного назначения, снимете образ прожигаемого диска, предварительно разместив его на CD-RW. По окончании операции на жестком диске образуются три файла: IMAGE.CCD, хранящий оглавление диска (содержимое TOC"a); IMAGE.IMG, хранящий содержимое основного канала данных и IMAGE.SUB с субканальными данными внутри. Откройте последний файл в каком-нибудь HEX-редактором (например, HIEW). Первые 12 байт принадлежат каналу P, предназначенному для быстрого поиска пауз, его мы трогать не будем (хотя подавляющее большинство современных приводов P-канал попросту игнорируют). Следующие 12 байт заняты служебной информацией Q-канала, содержащим данные разметки. Модифицировать его ни в коем случае нельзя, в противном случае один или несколько секторов перестанут читаться. Байты с 24 по 96 принадлежат незадействованным каналам подкода и могут быть использованы по нашему усмотрению. За ними вновь идут 12 байт P/Q каналов и 72 байта пустых субканальных данных и т.д. - чередуясь в указанном порядке вплоть до конца файла.
Нажав
Внимание! Не все приводы поддерживают чтение/запись "сырых" субканальных данных. Убедитесь, что в "Параметрах профиля" Clone CD стоит "чтение субканалов из треков с данными" и галочка "не восстанавливать субканальные данные" сброшена. В противном случае, у вас ничего не получится.
Рисунок 9. Использование пустующих каналов подкода для сокрытия от посторонних глаз конфиденциальной информации.
Наконец, дополнительные 13,5 Мб можно получить за счет выводной области диска, закрывать которую в общем-то и необязательно. Диски с отсутствующей выводной областью вполне успешно читаются подавляющим большинством современных приводов и риск встречи с "неправильным" приводом - минимален. Просто сбросьте галочку "всегда закрывать последнюю сессию" в используемой вами программе прожига.
Но и это еще не все! Недостатки стандартной EFM-кодировки - очевидны (и об этом уже говорилось выше), однако навязать приводу более совершенные способы модуляции - невозможно. Пока - невозможно, но в обозримом будущем ситуация может радикально измениться. Уже появились рекордеры, позволяющие "вручную" формировать объединяющие биты (что значительно упрощает копирование защищенных дисков), однако, все еще отсутствуют приводы, позволяющие читать объединяющие биты с интерфейсного уровня иерархии управления. Тем не менее, практически любой существующий CD-ROM/CD-RW привод поддается соответствующей доработке - достаточно лишь слегка модернизировать его микропрограммную прошивку. Экспериментируя со своим скоропостижно умершим PHILIPS"ом - модель CD-RW 2400 ("полетел" автоматический регулятор скоростей, в результате чего привод всегда работает на скорости 42х, безошибочно читая только высококачественные диски), автор увеличил физическую плотность хранения информации на 12%, и это - практически без снижения надежности. Благодаря чему эффективная емкость 700 Мб диска возросла до одного гигабайта! А это, согласитесь, уже кое-что.
Главным (и единственным) минусом такого способа записи является его несовместимость со стандартным оборудованием и как следствие - полная непереносимость. Тем не менее, предложенная технология выглядит вполне перспективной и многообещающей...
Приложение: тестирование дисков на надежность
Использование режима MODE 2 предъявляет достаточно жесткие требования как качеству самих носителей, так и технологическому совершенству пишущего и читающего приводов. В противном случае, риск необратимой потери данных становится слишком велик, а сам режим MODE 2 - нецелесообразен.Тестировать только что записанные болванки - бессмысленно. Во-первых, нам необходимо знать характер нарастания количества разрушений с течением времени, а, во вторых, - набрать определенную статистику надежности по нескольким партиям одних и тех же носителей.
Для получения достоверных результатов совершенно необязательно исследовать диски, записанные в MODE 2. Ведь с физической точки зрения режимы MODE 1 и MODE 2 - совершенно идентичны друг другу, и все, что нам необходимо знать: достаточно ли восстанавливающей способности CIRC-кодов или нет. Используя утилиту Ahead Nero CD Speed или любую другую аналогичную ей, протестируйте свою коллекцию CD-R/CD-RW дисков на предмет выявления разрушений. Квадратики, закрашенные зеленым цветом, означают хорошие (good) сектора, ошибки чтения которых восстанавливаются еще на уровне CIRC-декодера. Квадратики, закрашенные желтым, символизируют частично разрушенные (damaged) сектора, восстановимые на уровне MODE 1. На CIRC-уровне такие ошибки уже неустранимы и диск, содержащий большое количество damaged-секторов, для записи в режиме MODE 2 категорически непригоден. Красные квадратики указывают на полностью разрушенные (unreadable) сектора, не восстановимые ни на каком уровне. Присутствие даже одного-единственного unreadable сектора сигнализирует о ненормальности ситуации и требует перехода на более качественные болванки или же указывает на неисправность читающего/пишущего приводов (наличие разрушений в конце диска вполне допустимо, поскольку здесь располагается 150 секторов области пост-зазора, не содержащей никаких данных).
Рисунок 10. Болванка от Verbatim (слева), прожженная на TEAC 552E, демонстрирует высочайшее качество записи, идеально подходя для режима MODE 2. Болванка от безымянного производителя (справа), прожженная на том же самом приводе, обнаруживает большое количество разрушенных секторов и для записи в MODE 2 непригодна.
Для чего все это нужно . Копеечная стоимость "болванок" практически полностью обесценивает достоинства режима MODE 2. Исходя из средней цены диска в 15 рублей, сотня дополнительных мегабайт экономит нам немногим более рубля пятьдесят, многократно снижая надежность хранения данных, которая на дешевых болванках и без того невелика. Даже при записи 100 Гб данных, мы выигрываем порядка 20 дисков или немногим менее 300 рублей. Стоит ли овчинка выделки?
Все зависит от того, что записывать. В частности, при перекодировке DVD на CD-R неизбежно снижается качество изображения, а записывать фильм на два CD-R диска - слишком накладно. Сотня дополнительных мегабайт в такой ситуации оказывается как нельзя кстати. С другой стороны, при выборе коэффициента сжатия никогда невозможно заранее рассчитать точную длину перекодированного файла, и как бывает обидно, когда таким трудом сформированный файл превышает объем CD-R диска на какие-то жалкие 30-50 мегабайт! Приходится, скрепя сердце, удалять файл с диска и повторять всю процедуру сжатия вновь, а это - от трех до двенадцати часов в зависимости от скорости вашего процессора. Стоит ли говорить, что запись такого файла в режиме MODE 2 позволяет сэкономить не сколько деньги, сколько время.
Заключение
Лазерный диск - отнюдь не такая простая штука, какой кажется на первый взгляд и тонкая структура спиральной дорожки хранит в себе немало тайн и загадок, лишь малую часть из которых удалось рассмотреть в настоящей статье. Не бойтесь пересечь границу устоявшихся догм и мнений, экспериментируйте! Комбинируйте всевозможные режимы записи и наслаждайтесь не тривиальностью полученных результатов. Быть может, кто-то из читателей впоследствии решит связать с оптическими носителями не только свою профессиональную карьеру, но жизнь...CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – диск только для чтения.
Размер: 120 мм, толщина 1,2 мм (5”) 640-700 МБ (из них 8 МБ служебная информация)
Структура диска:
Поликарбонатная пластмасса (Back layer)
Тонкий слой алюминия
Защитный слой (лаковое покрытие/лакировка)
Этикетка диска (декоративное покрытие)
Информация на диске записывается вдоль одной спиральной дорожки (как на грампластинке), начало дорожки отсчитывается от центра диска к краю, т.е. дорожки диска имеют форму спирали. Лазерный луч определяет цифровую последовательность 0 и 1, записанных на CD, по форме микроскопических ямок (Pit-слой) на его спирали.
Принцип считывания информации c CD-ROM 4 этапа:
Лазерный луч, попадая на отражающий свет островок(возвышенность), отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий его как двоичную 1. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается, фотодетектор фиксирует двоичный 0.
- луч слабого лазера дисковода двигается через систему линз и фокусируется на спирали диска
- луч «считывает», отражаясь от pit-слоя диска с разной интенсивностью
- отраженный луч попадает в группу призм, преломляется и отражается на фотодетекторе
- фотодетектор определяет интенсивность светового потока и передает микропроцессору дисковода, тот переводит все в цифровую последовательность (0 или 1).
Принцип записи на CD-ROM:
CD-ROM изготавливаются только в заводских условиях на специализированном промышленном оборудовании в 2 этапа:
- Создается мастер-диск (матрица). На заготовке диска (рельефная подложка из поликарбоната, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет металла — алюминия) формируется спиралевидная дорожка вдоль которой лазерный луч «прожигает» в ней крохотные ямки. (pit-участки).
- Штамповка тиража с мастер-диска. Матрица отправляется в производственный цех, где с нее штампуется множество копий. Потом рельефная основа металлизируется, добавляется еще один более тонкий слой лака, защищающего металлическую поверхность, сверху наносятся рисунки (этикетка).
Информация с лазерного диска считывается с помощью привода (CD-дисковода) Конструкция привода:
- Плата электроники (Размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала)
- Шпиндельный двигатель (электродвигатель) – служит для вращения диска в дисководе с постоянной или переменной линейной скоростью
- Оптическая система считывающей головки состоит из оптической головки и системы ее позиционирования. В головке размещены маломощный лазерный излучатель, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель.
Система загрузки диска — может быть в двух вариантах:
- специальный футляр для диска (caddy), вставляемый в приемное отверстие привода (как floppy-disk)
- выдвижной лоток подноса (tray-механизм), который выдвигается из накопителя после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается диск, задвигается диск повторным нажатием кнопки Eject (задвигать tray-механизм «в ручную» не следует, можно повредить дисковод.
На передней панели дисковода имеются:
- кнопка Eject для выгрузки и загрузки диска
- гнездо для подключения наушников (с электронным или механическим регулятором громкости)
- индикатор обращения к приводу
- в ряде моделей может быть кнопка Play/Next –для проигрывания звуковых дисков (при этом кнопка Eject используется для остановки проигрывания). Качество воспроизведения музыкальных дисков уступает стационарному проигрывателю, т.к. это вспомогательная функция CD-ROM, а не основная – качество близко к плееру.
- небольшое отверстие для аварийного извлечения диска, (например, при выходе из строя лотка дисковода, при аварийном отключении питания). В отверстие нужно вставить шпильку (распрямленную скрепку) и аккуратно нажать, при этом снимается блокировка лотка и его можно выдвинуть вручную и извлечь диск.
На задней панели:
Почти все CD-приводы имеют на задней панели добавочно к обычному аналоговому выходу (в виде импульсов тока) цифровой выход для прямого подключения к звуковой карте, что позволяет обойти звуковую часть привода и использовать соответствующие схемы звуковой карты (звук качественнее).
Характеристики дисковода:
Главной характеристикой является скорость чтения данных , зависит от скорости вращения диска, увеличив скорость вращения можно повысить скорость чтения данных. В CD-ROM (2,4,8 скоростных) постоянная линейная скорость(CLV — Constant Linear Velocity), частота вращения является переменной величиной и обратно пропорциональна расстоянию от считывающей головки до центра. Пример: 2-х скоростной привод 200 об/мин (внутр. дорожка) 530 об/мин (внешняя дорожка) Начиная с 12 скоростных CD-приводов диапазон частот составляет 2400-6360 об/мин, эту скорость на сменном носителе реализовать тяжело, поэтому используется другой режим CAV (Constant Angular Velocity) – режим с постоянной угловой скоростью, в котором частота вращения постоянна и близка к max, а скорость чтения пропорциональна радиусу. На этом режиме работают 16, 24, 32, 40, 50 скоростные СD- дисководы. Скорость вынесенная в маркировку дисковода – это max скорость чтения, а не усредненная – а это значит что перед вами не 24 скоростной дисковод, а 14-16 скоростной (по среднему значению). Совет высокоскоростными приводами не увлекаться, т.к. чем выше скорость чтения данных тем меньше качество, надежность чтения, тем больше вылезает ошибок (особенно с пиратских копий). 40-50 скоростных приводов вполне достаточно.
Интерфейс подключения CD-привода к материнской плате:
- EIDE (вторым с винчестером на одном шлейфе) или отдельно в IDE
- SCSI (устанавливается в гнездо расширения ПК материнской платы) Вместе с CD-ROM.- поставляется дискета с программным обеспечением для установки CD-ROM под операционную систему- специальный шнур для подключения к звуковой карте- комплект крепежных винтов
Фирмы-производители: NEC, ASUSTEK, Toshiba, Sony, Pioneer, Panasonic Правила эксплуатации дисководов и дисков:
- Боятся пыли и грязи на поверхности дисков, это может повредить систему линз и приведет к отказу от чтения (проскакивание дорожек). Недопустимы отметины от рук(отпечатки), царапины, грязь.
- Нельзя хватать за поверхность диска пальцами, только за боковые поверхности.
- Если диск грязный, существует единственный способ его очистить: диск смочить чистящим составом (на основе изопропилового спирта), провести салфеткой из микрофибры от центра к краю, ни в коем случае по окружности, вдоль дорожек.
- Существуют специальные платформы (приводы) для чистки дисков.
- Осторожно относится к эксплуатации в дисководе дисков сомнительного производства (случаи разрыва дисков в дисководе при раскручивании и как следствие поломка привода)
CD-R — Compact Disk Recordable – диск с однократной записью и многократным чтением
Для записи информации на такой диск необходимы: специальный пишущий привод, заготовка диска (болванка или матрица CD-R), специальное ПО. Эти диски используются для создания архива данных, аудио-видео-диски, дистрибутив программного обеспечения Емкость такая же как у CD-ROM. Есть 780-800 МБ для записи звука 74 мин по 176 КБ
Структура диска:
Прозрачный защитный слой
Краситель (регистрирующий слой – цианин или фталоцианин)
Подложка
Металлическое покрытие (алюминий, серебро, золото и др. сплавы)
Защитный слой лака с этикеткой
Цианиновый краситель обладает сине-зеленым (цвет «морской волны») или насыщенно синим оттенком рабочей поверхности, фталоцианин, в большинстве случаев, практически бесцветен, с бледным оттенком салатового или золотистого цвета. Цианиновый краситель более терпим к предельным сочетаниям мощности чтения/записи, чем «золотой» фталоцианиновый, поэтому зачастую диски на основе цианинового слоя проще считывать на некоторых дисководах. Фталоцианин — несколько более современная разработка. Диски на основе этого активного слоя менее чувствительны к солнечному свету и ультрафиолетовому излучению, что способствует увеличению долговечности записанной информации и несколько более надежному хранению в неблагоприятных условиях.
Принцип записи на CD-R:
Сфокусированным мощным лазерным лучом (CD — рекодером) нагреваются небольшие области слоя красителя. Краситель предает тепло смежной с ним подложке, под действием тепла подложка изменяет свои свойства и начинает рассеивать свет (темнеет и становится непрозрачной). В областях, не нагреваемых лазером, подложка остается прозрачной и при считывании данных пропускает луч. Последний проходит до металлического слоя, отражается от него и через подложку попадает на светочувствительный датчик. Способ записи информации отличается от CD-ROM, результат же один и тот же – последовательность отражающих и неотражающих участков (Образуются pit-участки подобно CD-ROM), которые читает любой CD-ROM Считываются такие CD-R немного хуже, чем обычные CD-ROM диски, из-за наличия дополнительного слоя, уменьшающего коэффициент отражения. Большое значение имеет и качество формирования «питов» на диске, что зависит как от свойств органического красителя, так и от самого CD рекордера. Конструкция привода такая же, отличие структура диска и мощность лазера. Как выбрать CD-R диск При выборе болванки для записи лучше всего ориентироваться на производителя диска. Именно на производителя, а не на торговую марку продавца (например диски Taiyo Yuden (TY) продаются под торговыми марками как самой Taiyo Yuden, так и Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf и некоторых других). На нашем рынке наиболее распространены диски следующих производителей (в скобках указаны некоторые торговые марки):
- Taiyo Yuden Company Limited (Taiyo Yuden,Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf)
- Mitsui Chemicals (Hewlett Packard, Mitsui, Philips, Sony)
- TDK Corporation (3M, TDK)
- SKC Company Limited (SKC)
- Multi Media Masters & Machinery SA (Mirex, BASF)
- Mitsubishi Chemicals Corporation (Traxdata, Verbatim)
- Ritek Co. (Dysan, FujiFilm, Memorex, MMore, Philips, BASF, TDK, Samsung, Targa, Traxdata)
- Fuji Photo Film Co, Ltd.(FujiFilm)
- Kodak Japan Limited (BASF & Kodak)
- Princo Corporation (BTC, Princo & KingTech)
- CMC Magnetics Corporation (BASF, MMORE, Imation, Memorex)
Для записи аудиодисков стоит обратить внимание на качественные цианиновые CD-R. При выборе CD-R для записи данных, чтобы информация хранилась на них максимально долгое время, следует отдать предпочтение качественным фталоцианиновым дискам.
CD-RW — Compact Disk ReWritable – многократно записываемый диск.
Структура диска:
Защитный прозрачный слой
Комбинированный слой
Металлическое покрытие (алюминий и др.)
Защитный слой
Принцип записи на CD-RW: Запись информации производится специальным комбинированным слоем, который реверсивно изменяет свои характеристики. Записывающий слой изменяет свое состояние (из кристаллического — прозрачного в аморфное непрозрачное). Такой процесс называется фазовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Запись на CD-RW основана на изменении отражающей способности поверхности. Эти диски более «капризны» при чтении, т.к. изменение отражательных свойств у них намного ниже, чем у CD-R CD-RW показывают более низкую скорость работы, в отличии от CD-R, но справляется со всеми задачами что и CD-R и дополнительно можно перезаписывать диски. Скорость 4-8-12-16-24x Запись на CD-R (RW) может производиться в 2-х режимах:
- режим (односеансный) DAO (Disk At Once –весь диск за один сеанс) – записывается (нарезается) весь диск за 1 сеанс без перерывов. После записи на такой диск на него невозможно будет дописать новые данные.
- режим (многосеансный) TAO (Track At Once – одна дорожка за один сеанс) – данными заполняется за несколько сеансов, информация в виде отдельных томов или пакетов (пакетный режим).
Существуют CD-рекордеры – это привод способный писать на CD и читать их. Все современные рекордеры работают с CD-R и CD-RW. Скорость вращения указывается в трех числах: Например 50x/24х/16x/ 50х — скорость чтения CD 24x — скорость записи на CD-R 16x- скорость записи на СD-RW
DVD-Диски Digital Video Disk (цифровой видеодиск)
Дисковый DVD-накопитель имеет более коротковолновый лазер, чем CD, поэтому дорожки на диске размещаются ближе к друг другу, а также увеличивается объем информации, хранящейся на участке дорожки данной длины. В результате на одной стороне DVD-диска можно записать до 4,7Гб данных. Существуют двухслойные диски с возможностью записи 8,5Гб данных на одной стороне, а также двухсторонние «перекидные» (Flippy) диски с записью на обеих сторонах емкость 17Гб.
Существуют следующие структурные типы DVD:
1. Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный) – самый простой тип дисков емкость 4,7 Гб
2. Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный) . Диски имеют два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считывают с одной стороны и на таком диске можно разместить 8,5 Гб данных, то есть на 3,5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске
3. Double Side/Single Layer(двухсторонний/однослойный) . На таком диске помещается 9,4 Гб данных. Не трудно заметить что на таком диске вдвое больше емкости. Данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать информацию с обеих сторон диска самостоятельно
4. Double Side/Double/Layer (двухсторонний/двухслойный) . Самый сложный вариант. Обеспечивает возможность разместить на диске 17 Гб данных. Понятно, что такой диск по сути представляет собой два сложенных вместе односторонних/двухслойных.
Запись DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable) DVD-R — формат однократной записи, разработанный компанией Pioneer. Технология записи аналогична используемой в CD-R и базируется на необратимом изменении под воздействием лазера спектральных характеристик информационного слоя, покрытого специальным органическим составом. Односторонние диски DVD-R вмещают 4,7 или 3,95 ГБ на сторону. Двусторонние диски выпускаются только общей емкостью 9,4 ГБ (4,7 ГБ на сторону).
Для защиты от нелегального копирования разработаны две спецификации: DVD-R(A) и DVD-R(G). Две эти версии одной спецификации используют различную длину волны лазера при записи информации. DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW.
Все известные спецификации перезаписываемых DVD дисков используют технологию многократной записи, основанную на физическом принципе смены фазового состояния (кристаллическое /аморфное) информационного слоя под воздействием лазера с длиной волны 650 (635) нм (phase-change recording). Считывание информации осуществляется путем определения оптических характеристик информационного слоя в различных его фазовых состояниях при отражении лучей лазера (того же, что и при записи).
DVD-RAM (Digital Versatile Disc Random Access Memory) — перезаписываемый формат, разработанный компаниями Panasonic, Hitachi, Toshiba. Формат одобрен DVD-форумом в июле 1997 г. На сегодня это самый распространенный DVD формат в компьютерной индустрии. Диски современного — второго — поколения несут 4.7 ГБ на стороне или 9.4 ГБ для двусторонней модификации. Главной особенностью DVD-RAM являются специальные метки, нанесенные на матрицу диска при его производстве. Эти метки отмечают начало секторов. Особенность DVD-RAM в том, что его можно отформатировать в обычную файловую систему FAT32. Для записи диск DVD-RAM должен быть в картридже, причем зачастую картриджи намертво запаяны. Если все же извлечь диск DVD-RAM из картриджа, то появляется возможность использовать его в обычном приводе DVD-ROM.
DVD-RW (Digital Versatile Disc ReWecordable) — встречаются другие названия этого формата: DVD-R/W и реже DVD-ER. DVD-RW — формат многократной записи, разработанный компанией Pioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных.
DVD+RW . Этот стандарт без благословения DVD Форума, является конкурирующим перезаписываемым форматом, предлагаемым Philips, Sony, Hewlett-Packard и другими, основана на технологии CD-RW. Дисководы DVD+RW будут читать диски DVD-ROM и CD, но не будут совместимы с DVD-RAM. Диски DVD+RW, способны хранить 2.8 гигабайта (3G) данных, используют технологию изменения фазы. DVD+RW приводы поддерживают запись в несколько сеансов. Благодаря более точному позиционированию лазера в процессе записи привод позволяет перезаписывать любую часть содержимого диска прямо на верх, не стирая старого содержимого. Это же позволяет осуществить и уникальную коррекцию ошибок при записи – плохо записавшийся сектор автоматически перезаписывается заново.
DVD+R. Технология записи DVD+R построена на тех же принципах, что и DVD+RW. Единственное отличие состоит в том, что для отражающего слоя используется материал, сходный с используемым на простых CD-R. По сравнению с DVD+RW недостатком DVD+R является то, что на них не работает коррекция ошибок, основанная на простой перезаписи сбойного сектора. Зато диски DVD+R лучше читаются на стационарных плеерах и простых DVD-ROM за счет более высокой отражающей способности записываемого слоя. Kodak Japan Limited.
