• Skladování a používání optických disků. Co je to optický disk? Kompaktní disk, laser a další zařízení s optickými disky

    Optické mechaniky

    Optické mechaniky jsou určeny pro čtení a zpravidla i pro zápis/přepis optické disky. Optické disky jsou kulaté a ploché destičky vyrobené z hustého materiálu (obvykle z polykarbonátu) s nanesenými vrstvami, které umožňují ukládat informace ve formě drobných důlků (pit, zjáma - jáma, prohlubující se). Proces čtení je prováděn laserovým paprskem, který se odráží od povrchu disku a vstupuje do fotobuňky, kde se světlo přeměňuje na elektrický signál, jehož hodnota umožňuje dekódování zaznamenané informace.

    Nejběžnější formáty optických disků pro použití v osobních počítačích jsou CD, DVD, Blu-ray.

    CD ROM ( Paměť kompaktního disku pouze pro čtení, CD pouze pro čtení) typ CD,který se objevil v roce 1982 jako výsledek studie dvou společností - Sony a Philips. První disky používaly formát „Red Book“, ve kterém byla hrací doba jedné kazety 74 minut 33 sekund, což odpovídá hrací době Beethovenovy 9. symfonie, v té době velmi populární v Japonsku. Vzorkovací frekvence zvuku signálu je 44 kHz pro stereo zvuk a bitová hloubka je 16 bitů. Měly kapacitu 650 MB a umožňovaly uložit 75 minut hudby (od 200. let se objevovaly disky s tenčími záznamovými stopami, což umožnilo zvýšit kapacitu na 700 MB s 80 minutami nahrané hudby). Disky CD-ROM byly původně vyvinuty jako analogy vinylových disků a byly určeny pro záznam a přehrávání hudebních informací. Mají také jednu soustřednou dráhu, která vede od vnější hrany k vnitřní a dělá mnoho zatáček. Princip čtení informací je optický, to znamená, že laserový paprsek čte data, která jsou zaznamenána na hliníkovém (nebo jiném typu) substrátu. Kromě toho jsou informace na disku na rozdíl od vinylového disku zaznamenány spíše v digitální než analogové podobě a po přečtení jsou dešifrovány a převedeny na zvuk. Aby byl disk chráněn před poškozením, je hliníkový substrát pokryt průhledným plastem.

    Technologie vytváření disků CD-ROM je následující. Nejprve se vytvoří disk, na kterém jsou vypálena pouze místa, kde se nachází informační jednotka, a místo s nulovými hodnotami zůstane nezměněno. Poté se vyrobí matrice, pomocí které se vyrazí polotovary, na informační povrch se nanese vrstva kovu (hliník, stříbro, zlato atd.), aby se zvýšila odrazivost laserového paprsku, a jsou potaženy průhledným plastem (lakem) pro ochranu dat. Po vložení disku do mechaniky klouže laserový paprsek po soustředné kružnici disku a odražené světlo určuje, zda je napsáno nula nebo jedna.

    Původně byly disky CD-ROM navrženy tak, aby ukládaly pouze hudební informace. Vzhledem k tomu, že disky využívají digitální informace a ne analogové, začaly se používat v počítačích.

    Obvykle , úložné zařízení CD-ROM podporuje režimy : Audio CD, Music Disc, Super Audio CD, CD-ROM (režim 1 & režim 2), CD-ROM/XA (režim 1, forma 1 & forma 2), Super Video CD, CD-Text, Video CD, CD -I/FMV, Photo-CD (Single & Multisession), CD- já a další . První mechaniky mohly pracovat pouze s určitými formáty, ale nakonec se všemi formáty. Proto uživatel nepotřebuje znát formát. Zpravidla stačí vědět, že existují zvukové, obrazové a programové (nebo textové) disky.

    Dále byl vyvinut standard Yellow Book, který má nadpis, který určuje typ disku: hudba nebo software. Hudební formát byl již dobře propracován a formát programu si určoval každý výrobce sám. Vzhledem k rychlému vývoji této technologie nemohla nejednotnost v normě dlouho vydržet, a tak vznikl poradenský standard High Sierra, na jehož základě se brzy objevila norma ISO 9660. Podle této normy má disk tabulku obsah a datovou oblast. První stopa obsahuje parametry pro synchronizaci mechaniky a disku mezi sebou, poté následuje obsah, ve kterém popis každého souboru obsahuje přímou adresu na disku.

    Existují tři typy takových disků:

    CD - ROM Disk je obvykle zapsán průmyslovým způsobem a v budoucnu jej lze pouze číst. Má rozměry 120x1,2 mm, má kapacitu 650-879 MB. Životnost 10-50 let. Takové disky jsou často dodávány se zařízeními pro počítač, obsahují software, existují hudební disky atd.

    CD - R disk má stejné vlastnosti jako CD-ROM, ale umožňuje vám na něj jednou zapsat informace.

    CD - RW disk má stejné vlastnosti jako CD-ROM, ale umožňuje na ně nejen zapisovat informace, ale také je přidávat, také mazat dříve zaznamenaná data a zapisovat nová.

    Pro práci s nimi byly použity jednotky CD, které mají několik typů:

    CD- ROMjednotka pouze čte CD disky. Jednou z nejdůležitějších vlastností tohoto zařízení je rychlost čtení informace. Běžná (jednorázová) rychlost odpovídá rychlosti čtení audio CD, která je 150 kb/s. Pak přišly CD-ROMy s 2x, 4x, 6x, 8x, 10x, 12x, 16x, 24x, 32x, 36x, 40x, 52x. Přenosová rychlost je tedy násobkem 150 kbps. Například pro disk 40x se bude rovnat 40x150 = 6 000 Kb/s a zde je uvedena maximální rychlost, která je u různých typů disků stejná nebo nižší v závislosti na výrobci. 6x rychlostní pohon umožňuje video výstup při snímkové frekvenci 25 snímků za sekundu nebo vyšší, což je dostatečné pro sledování na obrazovce. Disky pro práci s tímto zařízením se někdy také nazývají CD (tento pojem zahrnuje i CD-R, CD-RW) nebo CD-ROM (Compact Disk - kompaktní disk; viz obrázek níže).

    CD - R jednotka je optická jednotka s jednorázovým zápisem. Umožňuje číst disky CD-ROM, CD-R, CD-RW, ale také umožňuje jednorázový zápis na disky CD-R. Tento pohon má vlastnost nejen čtení disků, ale i zápisu. Například rychlost čtení je 40x a rychlost zápisu 6x.

    V takových zařízeních laserový paprsek vypaluje drážky na povrchu disku, zatímco oblasti, které odrážejí světlo, se nazývají „landy“ a neodrazivé oblasti se nazývají „pity“. Kombinace těchto sekcí a umožňuje kódovat informace ve dvoubitové reprezentaci.

    Z různých důvodů nelze v praxi při nahrávání dosáhnout ideálního umístění vypálených drážek a při přehrávání se objevují zvukové vady a jitter, kterému se říká „jitter“ (jitter). Zbavit se takových nežádoucích zkreslení do jisté míry umožňuje použití speciálního režimu Audio Master, kdy jsou vypálené drážky násilně zvětšovány na délku. Tento režim se používá v případech, kdy je potřeba zlepšit kvalitu nahrávaného zvuku.

    Typicky se záznam provádí při konstantní úhlové rychlosti (CAV). Když se však rychlost otáčení několikrát změní (x2, x4, x8 atd.), záznam se zastaví a vytvoří se tzv. „spojovací body“, což zhoršuje kvalitu záznamu. V takových případech se používá ochrana proti podtečení vyrovnávací paměti zvaná SafeBurn. Zpravidla se zapíná až v okamžiku změny rychlosti otáčení disku a využívá se především záznamový režim s konstantní úhlovou rychlostí (CAV). Tento způsob zvýšení kvality reprodukovaného zvuku se nazývá zónový záznam s konstantní rychlostí linky (Z-CLV).

    Je velmi zajímavé, že některá zařízení pro záznam digitálních informací na disky mají schopnost vypálit text na povrch laserového disku, ať už se jedná o seznam hudební soubory nebo vaše data. Chcete-li to provést, použijte režim DiscT2, ve kterém se napíše jakýkoli text, který si zaslouží reprodukci na povrchu hudebního nebo jiného typu disku, který si sám vytvořil.

    CD - RW (Kompaktní přepisovatelný disk) přepisovatelnou optickou mechaniku. Umožňuje číst disky CD-ROM, CD-R, CD-RW, jednorázově vypalovat disky CD-R, ale také vypalovat a přepisovat, stejně jako přepisovat dříve nahrané disky CD-RW. Tato mechanika se vyznačuje nejen čtením disků, ale také zápisem. Například rychlost čtení je 40x a rychlost zápisu 6x. Může za to i rychlost přepisování.

    CD-RW zařízení funguje jinak, to znamená, že při zápisu na ně paprsek nevyhoří, ale převede substrát do amorfního stavu, což umožňuje nastavit jiný odrazový efekt. Proto mohou zapisovat data vícekrát. Disky však rozptylují informace hůře než standardní disky CD-ROM, takže je nelze vždy přečíst na standardních médiích.

    Čím více funkcí zařízení má, tím více omezení má. Čím jednodušší jsou kotouče, tím větší mají reflexní efekt. Nejlepší reflexní efekt mají disky CD-ROM, které lze číst v jednotkách CD-ROM, CD-R a CD-RW.

    Disky formátu CD-RW mají ještě nižší odrazivost a nemusí být čitelné na všech starých jednotkách CD-ROM a CD-R (na starých jednotkách). Je poměrně obtížné s jistotou říci, které jednotky budou čitelné a které ne, protože to závisí na modelu zařízení. V současné době se prodávají disky CD-R CD, na které lze zapisovat informace. Pokud po nahrávání zůstane disk s volný prostor, pak mohou být na disk přidány informace a tak dále. Disky CD-RW umožňují nejen zapisovat informace, ale také mazat nepotřebná data, tedy zapisovat data opakovaně a jsou o něco dražší než disky CD-R.

    V roce 1996 tam byly DVD -disky(Digital Versatile Disc - digitální všestranný disk, původně znamenal Digital video Disc - digitální video disk. Nyní již není nijak dešifrován), který měl kapacitu 4,7 GB kvůli kompresi stop se záznamem, tedy 7 krát větší než kapacita CD-ROM disků. Toto je nejběžnější typ disků, které jsou jednovrstvé a jednostranné. Existují však disky, které mají dvě vrstvy na jedné straně a mají kapacitu 8,5-8,7 GB (může se jim říkat DVD 9, číslo znamená zaokrouhlenou kapacitu), existují disky s jednou vrstvou, ale se záznamem na dvě strany , s kapacitou 9,4 GB (může se jim říkat DVD 10), dvouvrstvé a oboustranné s kapacitou 17,08 gigabajtů (může se jim říkat DVD 18). Dvouvrstvé disky mají dvě průsvitné vrstvy s výkonným zaostřováním paprsku, což umožňuje číst informace buď z první, nebo z druhé vrstvy. Vyšší hustoty dat je dosaženo zmenšením plochy na disku na bit a použitím kompresních technik. Ale v praxi jsou nejrozšířenější jednostranné, jednovrstvé.

    Po vytvoření jednotného DVD standardu pro nahrávání videí na ně byl celý svět rozdělen do šesti zón, takže filmy nahrané pro jednu zónu nebylo možné číst v ostatních. Proto může mít stará jednotka DVD ikonu zobrazující glóbus s čísly označujícími, se kterými zónami tato jednotka pracuje, nebo VŠECHNY (všechny) - pro práci s disky ve všech zónách. Moderní jednotky DVD toto rozdělení nemají.

    Informace na discích jsou umístěny v sektorech, které obsahují data a 882 bajtů pro kód opravy chyb, což umožňuje zvýšit spolehlivost čtení informací, protože v případě selhání se hodnoty počítají podle opravného kódu. V případě chybných sektorů se rychlost čtení zpomalí a dojde k opětovnému čtení a tak dále až do určitého počtu pokusů. V důsledku toho se kód buď přečte, nebo se na obrazovce objeví zpráva o nemožnosti načtení informací z tohoto disku, načež se přepne na nejvyšší rychlost.

    Na rozdíl od disků CD mají disky DVD svůj vlastní systém souborů UDF nebo ISO-9660 pro data. Data jsou uložena v 2048 bajtových sektorech. Mohou to být disky DVD-Video, DVD-Audio, DVD-Data a smíšené disky.

    Disky DVD - ROM stejně jako CD-ROM jsou pouze pro čtení. Už jsou někde nahrané a prodávají se se zaznamenanými informacemi.

    Standard pro zápis na disk byl vyvinut dvěma způsoby, jeden standard nazvaný MMCD byl vyvinut společnostmi Philips a Sony, druhý s názvem Super Disc společností Toshiba a několik dalších. Proto vznikly dva formáty pro záznam dat - DVD -R a DVD + R. Tyto formáty jsou blízko sebe, nicméně je lepší použít formát plus, protože přepis zabere méně času a zaznamenaná data mají méně chyb. V souladu s tím existují dva formáty přepisovatelných disků DVD-RW a DVD +RW.

    Disky pro jeden zápis, které mají na jednom povrchu dvojitou vrstvu, jsou označeny symboly DL , například DVD-R DL a DVD +R DL . Mají kapacitu až 8,5 gigabajtů.

    Pro práci s DVD se používají jednotky DVD, které mají několik typů:

    DVD - ROM Jednotka čte pouze disky DVD a CD. Jednou z nejdůležitějších vlastností tohoto zařízení je rychlost čtení informace. Multiplicita na jednotku je brána jako 1,32 MB/s, což je 9krát rychleji než rychlost CD. Oni mají různé rychlostičtení CD a DVD, což je uvedeno v návodu k zařízení.

    DVD - R jednotka je optická jednotka s jednorázovým zápisem. Umožňuje vám číst disky CD-ROM, CD-R, CD-RW, všechny druhy disků DVD a také vám umožňuje jednou vypálit disky CD-R a disky DVD +R a DVD-R. Tato mechanika se vyznačuje nejen čtením disků, ale také zápisem. Například rychlost čtení je 40x a rychlost zápisu 6x a rychlost je indikována samostatně pro disky CD a DVD a zvlášť pro disky DVD-R a DVD +R.

    DVD - RW přepisovatelnou optickou mechaniku. Umožňuje číst všechny druhy CD a DVD a vypalovat je. Rychlosti čtení a zápisu jsou uvedeny samostatně pro disky CD, DVD-R, DVD +R, DVD +R DL, DVD-R DL, DVD +RW, DVD-RW, DVD +RW DL, DVD-RW DL, tj. operace, které disk může pojmout. Zde je také lepší použít formát plus, protože formát mínus vyžaduje, abyste nejprve vymazali informace a poté je zapsali, a formát plus vám umožňuje přepisovat data v reálném čase.

    Standard modrá - paprsek Disk (BD ) (modrý paprsek- modrý paprsek a disk- disk; psaní modrý namísto modrý- záměrný)byl vyvinut konsorciem BDA a uveden na trh v roce 2006. Na tento standard Existoval konkurent - Toshiba HD DVD, tato společnost však v roce 2008 po "formátové válce" odmítla další podporu HD disků. Rychlost čtení (single speed) je 4,5 Mb/s. Zvýšení množství zaznamenané informace je realizováno použitím laserového paprsku v modrofialové oblasti s kratší vlnovou délkou 405 nm, zatímco CD a DVD mechaniky využívají červené a infračervené lasery s vlnovou délkou 650 nm a 780 nm.

    Na jednovrstvý disk se vejde 25 gigabajtů, na dvouvrstvý disk 50 gigabajtů, na třívrstvý disk 100 gigabajtů a na čtyřvrstvý disk 128 gigabajtů. Disk může mít více než jednu vrstvu. Takže v roce 2008 byly předvedeny 20vrstvé disky s kapacitou 500 gigabajtů.

    V současné době jsou k dispozici BD-ROM pro jednorázové čtení, BD-R pro jednorázový zápis a přepisovatelné BD-RE. Existují také dvouvrstvé disky se symboly DL v názvu s kapacitou až 50 gigabajtů.

    Pohony pro tyto pohony jsou modrá - Paprsek disky pouze pro čtení, které umožňují číst a zapisovat všechny druhy disků CD a DVD a také disky BD pouze pro čtení. Respektive modrá - Paprsek RE umožňují nejen čtení, ale i zápis všech typů CD, DVD a BD-disků (jednovrstvé, pro vícevrstvé je třeba si přečíst návod).

    Chcete-li do jednotky vložit disk CD nebo DVD, stiskněte nejprve tlačítko na přední straně jednotky (obrázek níže). Současně se z jednotky vytáhne zásobník, do kterého je třeba disk vložit do speciálního vybrání pracovní plochou, na které jsou data, dolů nebo vzorem nahoru. Poté znovu stiskněte tlačítko a přihrádka se zasune do krytu jednotky. Nyní můžete s diskem pracovat. Přihrádka má druhé vybrání pro disky, asi poloviční průměr a nyní velmi zřídka používané (často zobrazené v detektivních a sci-fi filmech).


    Pro normální provoz musí být pohon ve vodorovné poloze. Existuje pohon, který může pracovat ve svislé poloze. V tomto případě je disk vložen do slotu ručně, poté jej speciální mechanismus drží a vkládá do mechaniky.

    Optická jednotka má otvor pro nouzové vysunutí přihrádky, pokud se nevysune. Chcete-li to provést, vložte tenkou tyč, například narovnanou kancelářskou sponku, a zatlačte na ni. U audio CD může být navíc tlačítko pro přeskočení na další skladbu. Vzadu lze nainstalovat konfigurační přepínač, žádoucí je osazení Slave a nechybí ani konektor pro testování disku od výrobce. Některé jednotky mohou být dodávány s mikrofony, sluchátky, zvukovými kartami.

    Pro načítání disku potřebovat:

    Zapněte počítač;

    Stiskněte tlačítko pro otevření zásobníku, zatímco se vysune;

    Umístěte disk na přihrádku štítkem nahoru;

    Stiskněte znovu tlačítko pro otevření zásobníku. Zásobník se zasune, poté můžete začít pracovat.

    Nevytahujte a nevytahujte zásobník ručně. Je nežádoucí nechávat přihrádku dlouho otevřenou, když se nepracuje, nepokládejte na přihrádku cizí předměty, např. nepokládejte šálek kávy, nevyvíjejte tlak na přihrádku při pokládání disku.

    Pokud neprovedete žádnou operaci, disk přejde do úsporného režimu a hluk disku ustane. Po přijetí příkazu ke čtení začne pohon automaticky pracovat.

    Výroba disku je následující: nejprve se vyrobí disk, který se nazývá „matka“, poté se vyrazí pracovní kopie – „otec“, poté se na jeho základě vylisují další.

    Hlavní jízdní vlastnosti:

    Typ: interiér nebo externí. Interní disk je vložen do systémové jednotky. Externí má obdélníkové pouzdro, připojuje se k paralelnímu portu (u starších počítačů), USB (u moderních) a má připojený vodič do sítě. Existuje také externí možnost pro přenosné počítače, připojené pomocí konektoru PCMCIA;

    - přenosová rychlost(Data Transfer Rate, DTR), v tomto pořadí, indikované jako dvourychlostní, čtyřrychlostní, třicetidvourychlostní atd.;

    - vyrovnávací paměť(Vyrovnávací paměť). Mezipaměť je čip RAM, který je umístěn na desce jednotky. Poskytují výhody, takže čím větší objem, tím lépe;

    - střední doba mezi poruchami(Mean Time Between Failure, MTBF). Tato charakteristika je dostupná pro mnoho zařízení, ale není všude popsána;

    - typ rozhraní nebo sběrnici, ke které je připojen;

    - průměrná přístupová doba(Doba přístupu, AT). U mechanik CD-ROM je větší než u pevných disků, což je dáno zásadními rozdíly v konstrukci mechaniky a liší se desítkamikrát, přičemž čím větší je multiplicita, tím kratší je přístupová doba. Takže pro pohon 4x je to přibližně 150 a pro 32 - 80 ms. Tuto hodnotu lze nalézt v pasu zařízení;

    - chybovost(čas chyby);

    - seznam podporovaných formátů.

    Mohou existovat i další parametry, jako je hladina hluku, vibrace. Při nákupu je navíc potřeba se podívat na to, zda se tác pohybuje plynule a zda pevně drží otevřený.

    BIOS nejnovější verze umožňuje spouštět počítač z CD a DVD. Disk CD-ROM na začátku stopy má servisní oblast, která obsahuje informace pro synchronizaci jednotky a disku, dále pak Volume Table of Contents (VTOC), která obsahuje informace o organizaci adresářů a souborů na disku, pak data a označení konce svazku. Znáte-li tedy cestu a název souboru, můžete použít tabulku k nalezení umístění souboru na disku a provést přímé polohování hlavy pro čtení dat, což zkracuje dobu vyhledávání a čtení.

    spojuje zařízení pomocí dvou kabelů: napájecího a informačního. Existují tři typy jednotek: připojené ke sběrnici SCSI, ke sběrnici IDE nebo ke konektoru SATA. Je lepší mít disk připojený k IDE konektoru, pokud to základní deska podporuje. Protože je obvykle málo konektorů SATA a pokud potřebujete nainstalovat několik optických jednotek nebo jednotek pevné disky, pak může nastat problém s přítomností volného konektoru.

    Připojení k takové sběrnici je popsáno níže. Optické mechaniky lze připojit společně s pevným diskem. Datový kabel se skládá ze 40 žil (zobrazeno na obrázku výše) a má tři zástrčky. Jeden je připojen k řadiči pevného disku (u starších desek) nebo přímo k základní desce (viz také popis desek a pevného disku). Druhý do optické mechaniky a třetí do pevného disku. Nezapomeňte, že okraj kabelu, označený červeně, při připojování zástrčky by měl být blízko značek 1, 2, které označují první žíly drátu, opačný konec - poblíž čísel 33 a 34. napájecí kabel musí být připojen k označení uvedenému nad zástrčkou, tj. červená (5V), černá, černá a žlutá.

    Pokud máte zvukovou kartu a chcete poslouchat zvuk z hudebních disků, musíte připojit třetí kabel sestávající ze čtyř vodičů. Jeden konec se připojuje ke zvukové kartě, druhý k jednotce. Jsou označeny symboly R a L. Vodič vycházející ze zvukové karty se symbolem R se musí shodovat s R na jednotce. Obrázek níže ukazuje zadní stranu jednotky, která má konektory pro připojení vodičů.


    Postup instalace nové optické jednotky je podobný jako instalace disketové jednotky. Pokud je nainstalován Windows 9x, zobrazí se na obrazovce odpovídající zpráva o nalezení nového zařízení. Ve Windows operační systém sám rozpozná nová zařízení, včetně optické mechaniky.

    Při práci s disky musíte provést dodržování pravidel:

    Nedotýkejte se pracovní plochy, jinak na ní mohou zůstat mastné otisky prstů;

    Vezměte disk za vnější okraje, můžete ho vzít za okraje středového otvoru;

    Očistěte disk od středu disku k vnějšímu okraji měkkým suchým hadříkem. Nepoužívejte silná rozpouštědla, jako je aceton, detergenty, antistatické spreje;

    Disky skladujte v pouzdře nebo obalu;

    Disk neohýbejte;

    Nepište na pracovní povrch disku;

    Při skladování disku se vyhněte přímému slunečnímu záření a extrémnímu teplu, které může disk zdeformovat.

    Disky mohou mít vady, které brání čtení dat. Pokud dojde k posunu soustředných stop vzhledem ke středu disku, pak se takový disk bude špatně číst a takovou vadu nelze okem detekovat. Může pomoci snížení rychlosti otáčení disku, zkuste to například na pomalejší diskové jednotce. Pokud je disk zdeformovaný, pak je to někdy patrné okem, pak snížení rychlosti otáčení může také pomoci při čtení takových disků.

    Pokud jsou na disku skvrny, pak je v závislosti na jejich umístění a velikosti někdy možné takový disk použít. Škrábance, které se táhnou od okraje ke středu, často nejsou nebezpečné, zatímco škrábance podél okraje mohou bránit čtení dat. Proto je třeba otřít disk od středu k okraji. Ke kontrole disku se používají speciální testovací programy. Při instalaci použijte přerušení (IRQ) - 7 a vyšší, základní adresy 300h až 340h, DMA1. CD jsou celkem spolehlivá, nicméně pokud má CD praskliny, doporučuje se vytvořit kopii disku, protože se v budoucnu mohou objevit nové praskliny a informace na disku nebudou čitelné.

    Instalace pohonu. K instalaci tohoto zařízení potřebujete:

    Vypněte počítač;

    Odstraňte ochranný kryt systémový blok;

    Vložte disk do vodítek systémové jednotky. Po instalaci nezapomeňte utáhnout šrouby na stranách zařízení. Někdy, abyste se dostali ke šroubováku a utáhli šrouby, může být nutné odstranit další zařízení. Poté připojte vodiče, jak je popsáno výše, a nainstalujte ochranný kryt, zapněte počítač a zkontrolujte provoz jednotky.

    Technická instalace optická mechanika podobně jako při instalaci pevného disku.

    Pokud se zásobník nevysune, může být příčinou tvrdé upevnění disku pomocí šroubů uvnitř systémové jednotky, ve které byl disk zkosený. Zvuk během akcelerace CD nepředstavuje poruchu. Po instalaci optické jednotky pro test můžete zkusit zkopírovat některé soubory z optické jednotky na pevný disk. Disk sami nerozebírejte. Skladovací zařízení nesmí být vystaveno dešti a nesmí být skladováno na vlhkém místě.

    Co může být nositelem informace? To, na čem lze uchovat vše, co si potřebujeme zapamatovat, protože lidská paměť je krátkodobá. Naši předkové zanechali důležitá data na zemi, na kameni, na dřevě a na hlíně, dokud se neobjevil papír. Ukázalo se, že jde o materiál, který splňuje nejdůležitější požadavky na datový nosič. Byl lehký, odolný, snadno nahrávatelný a kompaktní.

    Tyto požadavky splňují moderní paměťová média - optická(jedná se o CD nebo laserdisky). Pravda, v přechodném stádiu (od počátku 20. století), mezi papírem a disky, nám hodně pomohly magnetické pásky. Ale její dny jsou pryč. K dnešnímu dni jsou nejpohodlnější a nejspolehlivější schránkou a úložištěm informací disky.

    A jak vložit informace na disk? Pojem „nahrávání na kazetu“ je nám znám již více než tucet let. Bavíme se také o discích. Pouze tento proces se stal mnohem jednodušším a levnějším.

    Dnes budeme mluvit o optická paměťová média: zařízení, záznamová technika, hlavní rozdíly.

    CD-R se stalo vůbec prvním zapisovatelným optickým médiem. Měli možnost nahrávat pouze jednou. Data byla uložena, když byla pracovní vrstva zahřátá laserem, což způsobilo její chemickou reakci (při t = 250 °C). V tomto okamžiku se v místech ohřevu tvoří tmavé skvrny. Odtud pochází pojem „spálit“. Disky DVD-R se vypalují podobným způsobem.

    U CD, DVD a Blu-ray disků, které mají funkci přepisování, je situace mírně odlišná. Takové tmavé tečky se na jejich povrchu netvoří, protože. pracovní vrstvou není barvivo, ale speciální slitina, která je zahřívána laserem až na 600°C. Poté oblasti povrchu disku, které dopadly pod laserový paprsek, ztmavnou a budou více odrážet.

    V současné době se vedle CD disků, které lze považovat za průkopníky v řadě optických médií, objevily disky jako DVD a Blu-ray. Tyto typy disků se od sebe liší. Například kapacita. Disk Blu-ray pojme data až 25 GB, disk DVD až 5 GB a disk CD celkem až 700 MB. Dalším rozdílem je způsob čtení a zápisu dat na jednotky Blu-ray. Za tento proces je zodpovědný modrý laser, jehož vlnová délka je jedenapůlkrát menší než u červeného laseru CD resp. DVD mechaniky. To je důvod, proč na povrch Blu-ray disků, který se plochou rovná diskům jiných typů, můžete zaznamenat informace mnohonásobně větší.

    formáty laserových disků

    Tři výše uvedené typy laserových disků lze také klasifikovat podle jejich formátů:

    1. Disky CD-R, CD-RW mají stejnou velikost (až 700; někdy 800 MB, ale takové disky nejsou čitelné na všech zařízeních). Jediný rozdíl je v tom, že CD-R je jednorázový zapisovatelný disk, zatímco CD-RW je opakovaně použitelný.

    2. Disky ve formátu DVD-R, DVD+R a DVD-RW se liší pouze možností vícenásobného přepisování disků DVD-RW, ale jinak jsou parametry stejné. 4,7 GB je velikost standardního DVD a 1,4 GB je velikost 8 cm DVD.

    3. DVD-R DL, DVD+R DL jsou dvouvrstvé disky, na které se vejde 8,5 GB informací.

    4. Formáty BD-R - Blu-ray disky jsou jednovrstvé, 25 GB a BD-R DL - Blu-ray disky jsou dvouvrstvé, 2x větší.

    5. Formáty BD-RE, BD-RE DL Blu-ray disky - přepisovatelné, až 1000x.

    Disky se znaky „+“ a „-“ jsou pozůstatkem sporů o formát. Zpočátku se věřilo, že „+“ (například DVD + R) je lídrem v počítačovém průmyslu a „-“ (DVD-R) je standardem kvality pro spotřební elektroniku. Nyní téměř všechna zařízení snadno rozpozná disky obou formátů. Žádný z nich nemá jednoznačné výhody. Shodné jsou i materiály pro jejich výrobu.

    co jsou optické disky

    Samotný disk, který se doma používá k záznamu informací, se velikostí neliší od komerčně vyráběných disků. Struktura všech optických médií je vícevrstvá.

    • Základem každého je substrát. Je vyrobena z polykarbonátu, materiálu odolného vůči různým vnějším vlivům prostředí. Tento materiál je průhledný a bezbarvý.
    • Následuje pracovní vrstva. U zapisovatelných a přepisovatelných disků se liší svým složením. U prvního je to organické barvivo, u druhého speciální slitina měnící fázový stav.
    • Poté přichází na řadu reflexní vrstva. Slouží k odrazu laserového paprsku a může obsahovat hliník, zlato nebo stříbro.
    • Čtvrtá - ochranná vrstva. Ochranná vrstva, kterou je tvrdý lak, pokrývá pouze CD a Blu-ray disky.
    • Poslední vrstvou je štítek. Tak se nazývá vrchní vrstva laku, která dokáže rychle absorbovat vlhkost. Je to díky němu, že veškerý inkoust, který během procesu tisku dopadá na povrch disku, rychle zasychá.
    proces přenosu informací na disk

    Nyní kapka vědecké teorie. Všechna optická paměťová média mají spirálovou dráhu probíhající od samého středu k okraji disku. Právě podél této stopy zaznamenává laserový paprsek informace. Skvrny vzniklé při „spalování“ laserového paprsku se nazývají „pity“. Oblasti povrchu, které zůstávají nedotčeny, se nazývají „země“. V binárním jazyce je 0 důl a 1 země. Když se disk začne přehrávat, laser z něj přečte všechny informace.

    "Pits" a "lands" mají různou odrazivost, proto mechanika snadno rozliší všechny tmavé a světlé oblasti disku. A toto je samotná posloupnost jedniček a nul, která je vlastní všem fyzickým souborům. Postupně bylo možné zvýšit přesnost ostření díky vývoji technologií, které dosáhly snížení vlnové délky laserového paprsku. Nyní lze na stejnou oblast disku umístit mnohem větší množství informací jako dříve. vzdálenost mezi laserem a pracovní vrstvou přímo závisí na vlnové délce. Kratší vlna znamená kratší vzdálenost.

    metody vypalování disků

      Záznam v průmyslové výrobě disků se nazývá lisování. Tímto způsobem se ve velkém vyrábí disky se záznamem hudby, filmů, počítačových her. Všechny informace, které se při ražení dostanou na disk, jsou spousty drobných prohlubní. Něco podobného se stalo při výrobě gramofonových desek.

    • Záznam disku v domácích podmínkách probíhá pomocí laserového paprsku. Říká se mu také „pálení“ nebo „řezání“.
    organizace procesu záznamu na optická média

    Fáze 1. Rozpoznávání typu média. Vložili jsme disk a počkali, až rekordér vydá informaci o vhodné rychlosti záznamu a nejoptimálnějším výkonu laserového paprsku.

    Fáze 2. Program pro správu nahrávání se dotazuje vypalovačky na typ používaného média, množství volného místa a rychlost, kterou by měl být disk vypalován.

    Fáze 3. Označíme všechna nezbytná data požadovaná programem a vytvoříme seznam souborů, které vyžadují zápis na disk.

    Fáze 4. Program přenese všechna data do rekordéru a sleduje celý proces „vypalování“.

    Fáze 5 Rekordér nastaví výkon laserového paprsku a spustí proces záznamu.

    I u médií stejného formátu se může kvalita záznamu výrazně lišit. Aby byla kvalita záznamu vysoká, měli byste věnovat pozornost rychlosti uvedené v záznamu. Platí „zlaté pravidlo“ – méně chyb při nižší rychlosti a naopak. Nemalou roli hraje i samotná zobcová flétna, tedy její model.

    podpis na optických discích

    Disk, na kterém se objevily nějaké informace, je vhodné ihned podepsat, aby nedošlo k záměně. To lze provést různými způsoby:

    • tisk textu na přířezy, jejichž povrch je lakovaný a umožňuje tisk textů a obrázků pomocí MFP se speciálním zásobníkem.
    • s pomocí rekordéru, s podporou speciálních technologií, které provádějí aplikaci textu a monochromatického obrazu na speciální povrch. Náklady na takové disky mohou být 2krát vyšší než náklady na jednoduché disky;
    • podpis vyrobený samostatně ručně (speciálním fixem);
    • Technologie LabelTag - text je aplikován přímo na pracovní plochu disku. Nápis nemusí být vždy dobře čitelný;
    • štítky vytištěné samostatně na kterékoli z tiskáren. Jejich použití není vítáno, protože. mohou poškodit povrch disku, uvolnit se při jeho přehrávání.
    doba uložení optických paměťových médií

    Na štítcích nových disků můžete vidět tečku, která označuje, jak dlouho můžete na toto médium ukládat data. Někdy toto číslo odpovídá 30 letům. Ve skutečnosti je takové období téměř nemožné. Během své existence může být disk vystaven různým vlivům a poškození. Pokud byl nahrán doma, pak se jeho trvanlivost ještě zkracuje. Pouze ideální skladovací podmínky udrží všechna data na discích v bezpečí.

    Na rozdíl od NMD optický disk, má pouze jednu fyzickou stopu ve formě souvislé spirály, jdoucí od vnitřního průměru k vnějšímu. Fyzickou stopu lze ale rozdělit na několik logických. Pokud je pro NMD možné nahrávat na různé stopy, pak nahrávání na optické disky probíhá sekvenčně ve spirále.

    Oblast na optickém CD, která obsahuje data, se nazývá Oblast Ipfortatioop(informační oblast). Tato sekce začíná průměrem 44 mm, končí 2 ... 3 mm před okrajem disku a obsahuje následující tři zóny (v pořadí jejich umístění od středu disku):

    1) zóna vstupního katalogu (Lead-іn Zone);
    2) datová zóna (Data Zone), která obsahuje data zapsaná na disk;
    3) zóna zdrojového adresáře (Lead-out Zone) se značkou konce disku.

    Na konci vnější dráhy a na začátku vnitřní dráhy je umístěna střední zóna (MiddleZone), která neobsahuje žádná data. Tato zóna se používá k tomu, aby laserový paprsek mohl změnit ohnisko a číst data z vnitřní stopy.

    Oblast vstupního adresáře na discích CD obsahuje obsah TOC (Table of Contents), adresy záznamu, počet titulů, celkovou dobu záznamu, objem a název disku. Datová oblast CD má následující datovou strukturu. Základní jednotkou dat pro CD je rám (frate), který obsahuje 24 zakódovaných bajtů, jeden řídicí bajt a osm bajtů pro opravu chyb. Rámci předchází 24 bitů, z nichž každý má pevnou hodnotu (vzor) a tři slučovací bity. Když je laser přiveden k rámu, začátek rámu je určen šablonou; 98 rámců tvoří sektor, nejmenší adresní jednotka dat na CD. Sektor obsahuje 3234 zakódovaných bajtů (2352 datových bajtů a 882 bajtů pro opravu chyb a řízení). Z 2352 bajtů mohou uživatelské informace zabírat 2048 (v režimu "1") nebo 2336 bajtů (v režimu "2"). Taková organizace záznamu dat na CD a použití algoritmů opravy chyb umožňuje zajistit vysoce kvalitní čtení informací s pravděpodobností chyby 10-10 na bit.


    Zobecněná struktura jednotky optických disků

    Zjednodušená struktura GCD je znázorněna na Obr. 3.
    Pro GCD se používá několik záznamových metod: ablativní - vypalováním děr do neprůhledného média; pomocí lokální změny koeficientu odrazu média; přenos akumulačního média z krystalické fáze do amorfní a naopak; transformace magnetického stavu struktury; změna barvy místní oblasti. První dvě metody se používají pro "nesmazatelný" záznam a zbytek - pro vícenásobné přepsání informací na GCD.

    Při záznamu vypaluje paprsek polovodičové laserové diody řízené záznamovými daty přes kolimátor, zrcadlo a čočku objektivu díru do informační vrstvy disku. Přítomnost otvoru odpovídá položce "1". Při čtení vstupuje neřízený laserový paprsek (odvozený z rozdělovače paprsků) na pracovní plochu přes další rozdělovač paprsku, zrcadlo a čočku.
    V režimu čtení se zrcadlo pohybuje. Světlo z laseru prochází polarizačním oddělovacím hranolem, dopadá na polarizační filtr (v tomto případě je světlo polarizováno v určité rovině) a poté je zaostřeno na povrch optického disku. Pokud laserový paprsek dopadne na plochý povrch (přistane) disku CD-ROM nebo DVD-ROM, světlo se téměř úplně odrazí. Pokud světlo vstupuje do vybrání (pts), pak je většina světla rozptýlena. Odražené světlo přes rozdělovač paprsků vstupuje do fotodiody, jejíž signál je zpracováván elektronické obvodyčtení. Přesné vyrovnání paprsku na dráze zajišťuje dráhové servo, ostření zaostřovací servo a konstantní počet otáček servo rotace kotouče (viz obr. 3).

    Optické diskové jednotky se dělí na diskové jednotky s možností čtení i zápisu na disky. (nahrávací jednotky) a disky pouze pro čtení , a podle typů disků - zap CD mechaniky A DVD mechaniky.

    Obrázek 4

    Optická mechanika se skládá z hlavní funkční jednotky:

    - bootovací zařízení;
    - disková jednotka;
    - optický blok;
    - traťový pohon;

    - blok kódování-dekódování dat;
    - automatické řídicí systémy;
    - audio blok;
    - konektory.

    bootovací zařízení Existují dva typy pohonů: kontejner (kaddy) A zásobník (zásobník). U prvního typu jednotky pro vkládání kontejneru se disk vloží do plastového kontejneru a vloží se do jednotky (tento kontejner plní stejnou funkci jako kontejner na 3,5palcovou disketu). U druhého typu mechaniky je disk umístěn na tácku (obr. 3), který se vysune po stisknutí tlačítka Ejest. Po opětovném stisknutí tlačítka nebo lehkém stisknutí přihrádky se vloží do mechaniky (vyskakovací mechanismus).

    Na předním panelu jednotky jsou navíc: indikátor provozu zařízení (zaneprázdněno, žárovka), konektor pro připojení sluchátek nebo stereo systému (pro poslech audio disků), hlasitost zvuku ovládání (i pro audio CD).
    Nechybí ani otvor, kterým můžete CD vysunout třeba i v nouzi, i když nefunguje tlačítko Eject. Do tohoto otvoru je třeba vložit tenkou tyč 2-3 cm, poté se tác vysune.

    Optický blok obsahuje systém optické mechaniky znázorněný na obr. 4. 780nm (infračervený) laser se používá pro čtení dat z CD a 650nm (červený) laser se používá pro čtení DVD. Jednotky DVD, které čtou z CD a DVD, proto obvykle obsahují dva lasery s oddělenými optickými systémy nebo společný optický systém (přepínatelný na jeden nebo druhý laser).


    Obrázek 5. Zařízení optické mechaniky: 1 - zásobník; 2 - traťový pohon; 3 - rozhraní k řídicí sběrnici; 4 - optický systém; 5 - pohon pohonu; 6 - disk

    Pro zápis dat na disk slouží samostatný záznamový laser, který pracuje v pulzním režimu s proměnným výkonem (pro "vypálení" disku, změnu fázového stavu z krystalického na amorfní a návrat do krystalického stavu). Typicky mají zapisovací a čtecí lasery společný optický systém. Povrch optického disku se pohybuje vzhledem k laserové hlavě konstantní lineární rychlostí a úhlová rychlost se mění v závislosti na radiální poloze hlavy. Čtení vnitřních stop se tedy provádí se zvýšeným počtem otáček a vnější se sníženým počtem otáček. Servomotor na příkaz z interního mikroprocesoru měniče pohybuje odrazným zrcadlem. To umožňuje přesné umístění laserového paprsku na dráze. Paprsek proniká ochrannou vrstvou plastu a naráží na reflexní vrstvu hliníku, stříbra nebo zlata na povrchu disku. Při dopadu na římsu se odrazí na detektoru a projde hranolem, který jej vychýlí k fotocitlivé diodě. Pokud paprsek vstoupí do otvoru (jámy), rozptýlí se a jen malá část záření se odrazí zpět a dostane se k světlocitlivé diodě. Na diodě se světelné impulsy přeměňují na elektrické jasné záření se převádí na „1“, slabé - na „0“. Jámy jsou tedy pohonem vnímány jako logické nuly a hladký povrch jako logické jedničky. Všimněte si, že důlky vytvořené laserovým paprskem jsou velmi malé. Přibližně 30-40 prohlubní odpovídá tloušťce lidského vlasu, což je přibližně 50 mikronů.

    traťový pohon na příkazy, které přicházejí z vestavěného mikroprocesoru, přesune optický systém na požadovanou stopu na disku pro zápis nebo čtení. Během záznamu laser na příkazy kódovací-dekódovací jednotky provádí požadovanou operaci („vypalování“ nebo změnu fáze) a při čtení paprsek odražený od disku dopadá na fotodetektor, jehož signály vstupují do kódování-dekódování. jednotka a automatický sledovací systém.

    Blokové kódování-dekódování je handler pro signály zapisované na disk nebo čtené z disku. Skládá se z kodéru, dekodéru, paměti s libovolným přístupem a řídicí jednotky. Kódovací zařízení připravuje data pro zápis na disk provedením převodu znaků podle kódování EFM (pro CD) nebo RLL (2.10) (pro DVD) a přidává k datům hodinové signály a servisní informace. Dekodér extrahuje data z digitálního toku a obnoví jejich původní podobu. Paměť s náhodným přístupem funguje jako vyrovnávací paměť a řadič spravuje režimy opravy chyb pro data zapsaná ve všech formátech podporovaných jednotkou.

    Během zápisu nebo čtení dat z disku může docházet k nepravidelnostem v umístění laserového paprsku v důsledku radiálních úderů disku. Aby se zabránilo ztrátě dat, používají se optické jednotky automatický sledovací systém pomocí řídicích signálů. Existuje několik způsobů, jak tyto signály izolovat. Nejběžnější je však metoda, kdy laserový paprsek za první čočkou (viz obr. 1.) vstupuje do difrakčních mřížek, kde je rozdělen na tři paprsky, z nichž jeden slouží ke čtení dat a druhý dva jsou používány systémem sledování stopy. Pulzní signály z fotodetektoru jsou přiváděny do zesilovače automatického řídicího systému, kde jsou odděleny signály chyby sledování a korigován čtecí signál.

    Audio blok optická mechanika zděděná z CD přehrávačů. Převádí zvuková data z digitální podobě na analog. Po zesílení jsou tato data přenášena buď do externího zařízení, nebo do sluchátek.

    Kromě konektoru rozhraní počítače a napájecího konektoru mají také optické mechaniky konektory pro připojení ke zvukové kartě nebo audio bloku základní desky.

    Na předním panelu jednotky jsou navíc: indikátor obsluha zařízení (obsazeno, žárovka), hnízdo pro připojení sluchátek nebo stereo systému (pro poslech audio CD), ovládání hlasitosti zvuk (i pro audio CD).
    Je také poskytována otvor, se kterým můžete CD vysunout i v nouzi, například i když nefunguje tlačítko Eject. Do tohoto otvoru je potřeba zasunout nějakou tenkou tyčinku asi 2-3 cm, pak se tác vysune.

    Charakteristika optických disků a mechanik

    optický disk vyznačuje se svým typ(CD nebo DVD) a kapacita. Kapacita disku je dána jeho typem a velikostí (průměrem). Optické disky jsou k dispozici v průměrech 120 mm (4,7 palce) a 80 mm (3,1 palce).
    120mm CD mají kapacitu 650MB nebo 700MB (v závislosti na režimu nahrávání), zatímco 80mm CD - kapacita 185 MB. někdy se používá k záznamu dat. optické vizitky (ortiсalbusiness сcards) - Disky CD-R jsou obdélníkové o velikosti 80 x 61 mm a mají kapacitu 50 MB.

    Optické mechaniky mají následující hlavní vlastnosti:

    Kompatibilita;
    - rychlost přenosu dat;
    - průměrná doba přístupu;
    - kapacita vyrovnávací paměti;
    - chybovost;
    - spolehlivost;
    - typ zařízení;
    - typ rozhraní;
    - seznam podporovaných formátů;
    - parametry zvukové cesty.

    Všechny jednotky optických disků mají formát 5,25 palce a jsou kompatibilní ve velikostech disků, to znamená, že dokážou číst disky 120 mm a 80 mm a také optické vizitky (poslední dva typy disků lze číst v jednotce speciální otvor podnosu).

    Kompatibilita odlišné typy diskové jednotky znamená schopnost číst a zapisovat na jiné typy disků.
    Přenosová rychlost - toto je maximální rychlost, kterou se data vyměňují mezi jednotkou a počítačem. Toto je nejdůležitější vlastnost optické mechaniky, která je téměř vždy uvedena spolu s názvem modelu a není dána počtem megabajtů za sekundu jako u jiných externích paměťových zařízení, ale faktorem zvýšení vzhledem k základní rychlost. První CO mechaniky měly rychlost přenosu dat 150 kb/s, stejně jako CD přehrávače. Tato základní rychlost je zjevně nedostatečná například pro čtení videodat. Proto se rychlost otáčení diskových jednotek a tím i rychlost přenosu dat začala zvyšovat (nejprve dvakrát). Takové disky (s rychlostí přenosu dat 300 kb/s) se staly známými jako disky 2x. V budoucnu se rychlost diskových jednotek ještě zvýšila. Jednotky mají nyní maximální přenosovou rychlost 54x (16,2 MB/s) a vyšší (až 76x).

    Pro DVD mechaniky kvůli vyšší hustotě dat a nejvyšší rychlost Hodnota 1x odpovídá rychlosti přenosu dat 1,32 MB/s, což znamená, že jednotka 1x DVD je přibližně stejná jako jednotka 9x CD. Maximální hodnota pro jednotky DVD je nyní 16x nebo 21,13 MB/s.

    Uvedené hodnoty platí pro čtení dat. Pro zápis dat jsou maximální přenosové rychlosti nižší a jsou nyní 40x u vypalovaček CD-R, 24x u CD-RW a 2x až 8x u DVD. Pro jednotky CD-RW jsou obvykle rychlosti zápisu i čtení specifikovány samostatně a pro vypalovačky DVD rychlost vypalování DVD, rychlost vypalování CD, rychlost čtení DVD a rychlost čtení CD.

    U záznamových optických disků (R nebo RW) obvykle udávají maximální povolenou rychlost záznamu nebo rozsah povolených rychlostí (například 24x nebo 1x-24x).

    Průměrná doba přístupu - toto je doba (v milisekundách), kterou disk potřebuje, aby zůstal na paměťovém médiu pro požadovaná data. Je zřejmé, že práce na vnitřních částech disku vyžaduje kratší dobu přístupu než čtení informací z vnějších částí. Proto je průměrná doba přístupu uvedena v pasu jednotky jako průměrná hodnota pro provedení několika čtení dat z různých (náhodně vybraných) částí disku. Průměrná doba přístupu pro jednotky CD-ROM je 100 ... 200 ms a pro nové jednotky DVD - 40 ... 250 ms.

    Kapacita mezipaměti - je kapacita paměti s náhodným přístupem optické mechaniky sloužící ke zvýšení rychlosti přístupu k datům zaznamenaným na médiu (vyrovnávací paměť). Pokud se k ovládání jednotky používají speciální programy ovladačů, lze obsah disku předem zapsat do mezipaměti. Přístup k fragmentu požadovaných dat je pak mnohem rychlejší. Kapacita vyrovnávací paměti moderních zařízení je od 64 do 2,048 MB.

    Vyrovnávací paměť disku je paměť pro krátkodobé uložení dat po jejich načtení z CD-ROM, ale před jejich přenosem do řídicí desky a poté do CPU. Toto ukládání do vyrovnávací paměti umožňuje diskovému zařízení přenášet data do procesoru po malých kouscích, místo aby zabíralo čas pomalým přenosem konstantního proudu dat. Důležitou vlastností pohonu je rychlost plnění vyrovnávací paměti, což ovlivňuje kvalitu přehrávání animovaných obrázků a filmů. Tato hodnota je definována jako poměr počtu datových bloků přenesených do vyrovnávací paměti z disku a uložených v ní do okamžiku jejich vydání na systémovou sběrnici k celkovému počtu bloků, které vyrovnávací paměť pojme. Příliš mnoho hlavní stupeň vycpávka může vést ke zpoždění při vydávání z vyrovnávací paměti na sběrnici; na druhou stranu vyrovnávací paměť s příliš malou náplní bude vyžadovat více pozornosti od procesoru. Obě tyto situace mají za následek přeskakování a trhání během přehrávání.

    Na vypalovačkách CD-ROM je vyrovnávací paměť velmi důležitá, protože zajišťuje hladký tok informací na CD-R nebo CD-RW. To umožňuje spolehlivější záznam, protože záznam stopy se nesmí zastavit, jinak může dojít k poškození celého disku.

    Úroveň kvality čtení se vyznačuje chybovost(Chybovost). Tento parametr zobrazuje schopnost optické jednotky opravovat chyby zápisu/čtení. Typicky je hodnota chybovosti 10-10...10-12. Chybovost je odhad pravděpodobnosti, že informační bit bude poškozen během jeho čtení. Pokud jednotka čte data ze znečištěné nebo poškrábané oblasti disku, zaregistruje skupinu chybových bitů. Pokud chybu nelze odstranit nadměrným kódem pro opravu chyb (aplikovaným během zápisu a čtení), pak jednotka zpomalí rychlost čtení dat a mnohokrát ji opakuje. Pokud mechanismus opravy chyb chybu nevyřeší, zobrazí se na monitoru počítače zpráva „Sector not found“ (Sector not found). Pokud je porucha odstraněna, pohon se přepne na maximální rychlost čtení dat.

    Spolehlivost optické mechaniky, vyjádřeno jako MTBF (střední doba mezi poruchami - MeanTimeBetweenFailure), je 50 ... 125 tisíc hodin, což je téměř o řád déle, než je zastaralost zařízení.

    Disky ražené za tepla (CD-ROM a DVD-ROM) poskytují až 10 000 cyklů bezchybného čtení dat. Disky DVD-RAM lze přepsat až 100 000krát.

    Podle typu zařízení Jednotky optických disků, stejně jako ostatní externí úložná zařízení, mohou být interní nebo externí.

    Připojení CD-ROM mechanik. První způsob připojení je založen na skutečnosti, že jeden kanál rozhraní IDE může podporovat dvě vestavěná zařízení. Jednotka CD-ROM je připojena k desce I/O pomocí rozhraní IDE spolu s pevným diskem na principu master/slave. V tomto případě je však rychlost výměny dat s pevným diskem snížena. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je připojit zařízení CD-ROM různé kanály jedno rozhraní EIDE nebo dva různé řadiče IDE. Pokud má disk CD-ROM rozhraní SCSI, je odpovídajícím způsobem připojen k řadiči SCSI. Je také možné připojit jednotky CD-ROM přes řadič zvukové karty. Nemělo by se také zapomínat, že moderní základní desky může obsahovat vestavěné řadiče SCSI a IDE, což obecně eliminuje potřebu další I/O desky pro připojení jednotek CD-ROM.

    Připojení audio kanálů. Skoro všichni CD-ROM mechanika má vestavěný digitálně-analogový převodník (DAC) a také výstupní konektor pro výstup stereo signálů. Pokud jsou na disku CD audio informace, DAC je převede do analogové podoby a odešle signál do konektoru pro sluchátka a také do výstupních audio konektorů jednotky, ze kterých jde signál do zesilovače. a reproduktorový systém přímo nebo přes zvukovou kartu. Výhodou aktivního výstupu je, že audio signál z CD-ROM je dále zpracováván zvukovou kartou.
    Důležitou vlastností jednotky CO-ROM je svitek jím podporovaný formáty pro záznam dat na disky CD. Data můžete zapisovat na optické disky v různých formátech. K zápisu dat, jako jsou dokumenty, programy používají formáty CD-ROM (ISO) a DVD-ROM (ISO) a také CO-DOM (UDF) a DVD-ROM (UDF).

    Formáty CD-ROM (1S0) a DVD -ROM (IS0), někdy označované jako formáty CD-ROM a DVD-ROM, jsou definovány v normě ISO 9660. V této normě jsou uvedeny tři úrovně formátu. Formát úrovně 1 (úroveň 1) definuje názvy nahraných souborů jako názvy souborů MS DOS, to znamená, že názvy souborů mohou obsahovat až osm znaků se třemi příponami. Nahrané soubory musí zabírat několik následujících po jednom sektoru (nefragmentovaný záznam). Formát úrovně 2 (úroveň 2) umožňuje použití dlouhých názvů souborů a formát úrovně 3 (úroveň 3) navíc umožňuje zapisovat soubory na několik částí disku (fragmentovaný záznam) v dávkovém režimu. Aby bylo možné psát dlouhé názvy definované v operačním systému Windows, spol Місrosofі doplnil formát ISO 9660 úrovně 1 o specifikaci Joliet. Odrůdy formátu IS0 9660 jsou formáty CD-ROM (Boot) a DVD-ROM (Boot), ve kterých je na disku zaznamenána speciální sekce (na začátku disku) (kromě obsahu), která umožňuje můžete použít optický disk jako spouštěcí disk.

    Pokud je norma ISO 9660 určena k zajištění kompatibility mezi disky CD-ROM a DVD-ROM používanými v různých počítačové systémy, pak formát UDF (UniversalDiskFormatі - univerzální formát disku) je navržen tak, aby byl kompatibilní s optickými disky pouze pro čtení (ROM) a zapisovatelnými optickými disky (R nebo RW) v různých operační systémy. Tento formát, stejně jako ISO 9660, umožňuje zápis dlouhých názvů souborů a dat. Data se na optický disk zapisují po malých kouscích pomocí režimu Package Writing (u CD) nebo Incremental Writing (u DVD).
    Formáty audio CD A Audio DVD slouží k nahrávání hudby. Jedná se o dva různé formáty. Formát Audio DVD poskytuje kvalitnější hudební záznam.

    Formáty Video CD (VCD) a VideoDVD slouží k nahrávání filmů. Jsou to také dva různé formáty s různými další funkce(například ohledně výběru jazyka pro dabování filmu). Formát videodvd poskytuje lepší kvalitu záznamu filmu. Vysoce kvalitní reprodukci filmu na CD-ROMech zajišťuje formát Super Video CD. Pro záznam filmů ve formátu Video DVD na disky CO se používá formát mini-DVD.

    Tyto formáty jsou nejběžnější, protože umožňují nahrávat hudbu a filmy, stejně jako textová data, grafická data a programy na optické disky. Tyto formáty podporuje většina diskových jednotek a software pro vypalování optických disků. Existují i ​​jiné formáty, určené hlavně pro takové typy dat, které se používají mnohem méně často, například Photo CD by Kodak, nahrávání a přehrávání ve vysoké kvalitě digitální fotografie. Fotografie i hudbu lze nahrávat ve formátech IS0 9660 nebo UDF jako běžné obrazové nebo zvukové soubory.

    Novým slibným formátem je formát Mt. (Mount) Rainier, také známý jako formát EasyWrite. Tento formát zapisuje data na optický disk stejným způsobem jako na disketu. Pomocí tohoto formátu lze k optickému disku přistupovat (číst nebo zapisovat) z libovolného aplikovaný úkol nevolat speciální programyčtení a zápis na optické disky.

    Formáty CD jsou někdy pojmenovány podle barvy přebalu knih, ve kterých jsou tyto formáty popsány. Takže úplně první formát CD- Audio CD je popsáno v "červené" knize. "Žlutá" kniha popisuje formát CD-ROM (IS0), "oranžová" kniha popisuje formáty CD-R a CD-RW a "zelená" kniha popisuje CD-I(nyní téměř nepoužívané), v "modré" - Enhanced CD a v "bílé" - Video CD.

    Nosiče informací - materiál, který je určen k záznamu, uchovávání a následné reprodukci informací.

    Nosič informací - přesně definovaná část konkrétního informačního systému, která slouží k meziukládání nebo přenosu informací.

    Nosič informací - Tento fyzické prostředí ve kterém je upevněn.

    Jako nosič mohou fungovat papír, fotografický film, mozkové buňky, děrné štítky, děrné pásky, magnetické pásky a disky nebo počítačové paměťové buňky. Moderní technologie nabízí stále více nových typů médií. Ke kódování informací využívají elektrické, magnetické a optické vlastnosti materiálů. Vyvíjejí se nosiče, ve kterých jsou zaznamenávány informace i na úrovni jednotlivých molekul.

    Všechna strojová média jsou rozdělena na:

    1. Perforovaný - mají papírový základ, informace se zapisují ve formě razníků do odpovídajícího řádku a sloupce. Množství informací je 800 bitů nebo 100 Kb.

    2. Magnetická média - jak se používají magnetické diskety a kazetové magnetické pásky.

    3. (kompaktní disky) je pokovený plastový kompaktní disk o průměru 120 mm a tloušťce 1,2 mm. Jedna z jeho stran má reflexní hliníkovou vrstvu, která je pokryta ochranným lakem, aby nedošlo k poškození. Záznam a čtení informací je prováděno laserovým paprskem na stopě jdoucí ve spirále od středu.

    Optická paměťová média– (kompaktní disky) je pokovený plastový disk o průměru 120 mm. A tloušťka 1,2 mm. Jedna z jeho stran má reflexní hliníkovou vrstvu, která je pokryta ochranným lakem, aby nedošlo k poškození. Záznam a čtení informací je prováděno laserovým paprskem na stopě jdoucí ve spirále od středu.

    Typy optických disků:

    1. CD ROM (Compact Disk Read Only Memory) - CD, bez možnosti záznamu informací.

    2. CD-R (Compact Disk Recordable) - CD s možností jednorázového záznamu informací.

    3. CD-RW (Compact Disk Rewritable) – CD s možností přepisování informací.

    4. DVD (Digital Versatile Disk) - digitální vícevrstvý disk pro záznam velkého množství informací (až 18 GB).

    VÝHODY: Spolehlivost. Schopnost zaznamenávat velké množství informací. Odolnost proti opotřebení.

    Kompaktní disk (CD) je disk o průměru 120 mm (4,75 palce) nebo 80 mm (3,1 palce) a tloušťce 1,2 mm. Hloubka zdvihu je 0,12 µm, šířka je 0,6 µm. Tahy jsou uspořádány do spirály, od středu k okraji. Délka zdvihu je 0,9–3,3 µm, vzdálenost mezi drahami je 1,6 µm. CD se skládají ze tří až šesti vrstev. Standardní pětipalcový disk může obsahovat 650–700 MB informací, 74–80 minut vysoce kvalitního stereo zvuku při vzorkovací frekvenci 44,1 kHz a 16bitové bitové hloubce nebo obrovské množství zvuku ve formátu MP3. Na třípalcové disky je umístěno asi 180 MB informací. Někdy existují disky zvané "vizitka" (vizitka). Podle vzhled Vypadají jako vizitka a jsou to vlastně třípalcové disky odříznuté na obou stranách. Na takovém CD je nahráno od 10 do 80 MB.

    Na konci 70. let začaly Sony a Philips společně vyvíjet jednotný standard pro optická paměťová média. Philips vytvořil laserový přehrávač a Sony vyvinula technologii pro záznam na optická média. Na návrh korporace Velikost Sony disk byl roven 12 cm, protože. tento svazek umožnil nahrát celou 9. Beethovenovu symfonii. V roce 1982 byl v dokumentu nazvaném Red Book (Red Book) zveřejněn standard pro zpracování, záznam a ukládání informací na laserových discích a také fyzické parametry disku, tj.: 1. Fyzická velikost disku. 2. Struktura disku a organizace dat. 2. Záznam dat v jediném proudu od centra k periferii. 3. Čtení dat při konstantní lineární rychlosti (Constant Linear Velocity, CLV).

    Všechna data na disku jsou rozdělena do rámců. Každý snímek se skládá ze 192 bitů pro hudbu, 388 bitů pro data modulace a opravy chyb a jeden řídicí bit. 98 snímků tvoří jeden sektor (sektor). Sektory jsou spojeny do stopy (track). Na disk lze nahrát maximálně 99 skladeb.

    Během záznamu a čtení informací, kdy se laserový paprsek pohybuje od středu k periferii, je rychlost otáčení disku ↓. To je nezbytné pro zajištění schopnosti číst a zapisovat stejné množství informací ve stejnou dobu. Bez použití technologie CLV by tedy při přehrávání např. hudebních děl došlo ke změně rychlosti provedení.

    Vzhledem k relativně malé velikosti laserových disků ve srovnání s vinylovými deskami se jim začalo říkat kompaktní disky, zkráceně CD (Compact Disk). První CD byly navrženy pro nahrávání a přehrávání hudby a umožňovaly uložit až 74 minut vysoce kvalitního stereo zvuku. Standard pro takové disky se nazýval CD-DA (Compact Disk Digital Audio).

    S rozvojem počítačového průmyslu vznikla potřeba technologie, která umožňuje ukládat na CD nejen digitální zvuk, ale také různá data. Počítačové programy se nevešly na diskety a uživatelské soubory byly stále větší a větší.

    V roce 1984 byl zveřejněn standard nazvaný Žlutá kniha. Sony a Philips reorganizovaly strukturu CD a začaly používat nové kódy pro opravu chyb – EDC (Error Detection and Correction) a ECC (Error Correction Code). Sektor se stal hlavní jednotkou umisťování dat. Jeden sektor obsahuje: 12 bajtů pro synchronizaci, 4 bajty pro záhlaví, 2048 bajtů pro uživatelská data a 288 bajtů pro opravu chyb. Technologie CAV (Constant Angular Velocity) byla vyvinuta pro čtení počítačových dat. Technologie CAV umožňuje číst informace z disku rychleji než technologie CLV, protože když se laserový paprsek pohybuje od středu k periferii, datový tok se zvyšuje. Moderní pohony CD podporují obě technologie. Počítačovým laserovým diskům se říkalo CD-ROM – Compact Disk ReadOnly Memory (doslova – „paměť pouze pro čtení na CD“). Na konci 90. let se CD-ROM mechanika stala standardní součástí každého počítače a naprostá většina programů byla distribuována na CD-ROMech.

    Spotřebitelský trh se rychle rozšiřoval, objemy výroby rostly a největší výrobci vyvíjeli technologii, která uživateli umožňuje nezávisle vypálit jakékoli informace na CD. V roce 1988 vydal Tajyo Yuden první CD-R (Compact Disk Recordable) na světě. Největším problémem, kterému čelí designéři vypalovaček CD, je nalezení vysoce reflexních materiálů. Tajyo Yuden se s úkolem úspěšně vyrovnal. Slitina zlata a cyaninu, kterou použili k výrobě těchto pohonů, měla více než 70% odrazivosti. Stejná společnost vyvinula metodu nanášení aktivní organické vrstvy na povrch disku a také technologii dělení disku na stopy.

    Disky DVD, DVD-R, DVD-RW, CD, CD-R a CD-RW vyrábí různé společnosti: AMD, Amedia, Digitex, HP, Imation, MBI, Memorex, Philips, Smartbuy, Sony, TDK, Verbatim .

    Struktura DVD.

    V prosinci 1995 10 společností sdružených v DVD Consortium oficiálně oznámilo vytvoření jednotného jednotného standardu – DVD. Zkratka DVD byla původně dešifrována jako Digital Video Disc (Digital Video Disc), ale později byl její význam změněn na Digital Versatile Disc (Digitální oboustranný disk). Disk byl plně kompatibilní se standardy Red Book (Red Book) a Yellow Book (Yellow Book). DVD je externě identické s CD, ale umožňuje zaznamenat informace, které mají 24krát větší objem, tedy až 17 GB. To bylo umožněno změnou fyzických vlastností disku a použitím nových technologií. Vzdálenost mezi stopami se zmenšila na 0,74 µm a geometrické rozměry důlku byly zmenšeny na 0,4 µm pro jednovrstvý disk a 0,44 µm pro dvouvrstvý disk. Zvětšila se datová oblast, zmenšily se fyzické velikosti sektorů. Byl použit efektivnější kód opravy chyb, RSPC (Reed Solomon Product Code), a umožnila se efektivnější bitová modulace. Technologie DVD poskytuje obrovské množství formátů a čtyři typy provedení ve dvou velikostech. Disk tohoto standardu může být jednostranný nebo oboustranný. Každá strana může mít jednu nebo dvě pracovní vrstvy.

    Vypalování jednovrstvých disků DVD je podobné vypalování disků CD, ale vypalování dvouvrstvých disků je zcela odlišné od procesu popsaného výše.

    Dvouvrstvé disky typu DVD-2 a DVD-9 mají dvě pracovní vrstvy pro záznam informací. Tyto vrstvy jsou odděleny pomocí speciálního průsvitného materiálu. Pro plnění své funkce musí mít takový materiál vzájemně se vylučující vlastnosti: měl by dobře odrážet laserový paprsek v procesu čtení vnější vrstvy a zároveň být maximálně transparentní při čtení vnitřní vrstvy. Společnost 3M na zakázku společností Philips a Sony Corporation vytvořila materiál, který splňuje tyto požadavky: má odrazivost 40 % a nezbytnou průhlednost. Disky DVD mají tloušťku 0,6 mm. Pro fyzická kompatibilita z CD na DVD byl dodatečně nalepen polykarbonátový substrát tloušťky 0,6 mm.

    Specifikace CD neposkytuje žádný mechanismus ochrany proti kopírování – disky lze volně duplikovat a přehrávat. Počínaje rokem 2002 se však různé západní nahrávací společnosti začaly pokoušet vytvořit CD chráněná proti kopírování. Podstatou téměř všech metod je záměrné zavádění chyb do dat zapsaných na disk, aby se disk přehrával na domácím CD přehrávači nebo hudebním centru, ale ne na počítači. Výsledkem je hra na kočku a myš: takové disky se zdaleka nečtou na všech domácích přehrávačích a na některých počítačích je čtou, vychází software, který umožňuje kopírovat i chráněné disky atd. Nahrávací průmysl však , nenechává žádnou naději a pokračuje ve zkoušení nových metod.

    Existují také magnetooptické disky. : FLOPTICAL = FLOPPY (floppy) + OPTICAL.

    Povrch magnetooptického disku je potažen speciálním materiálem, jehož vlastnosti se mění vlivem teploty a magnetických polí. Všechny tyto kotouče se od sebe liší průměrem a počtem pracovních ploch. Množství informací je až 10 GB.

    Externí paměť

    Optické disky

    Optické (laserové) disky jsou v současnosti nejoblíbenějším paměťovým médiem. Využívají optického principu záznamu a čtení informací pomocí laserového paprsku.

    Informace na laserovém disku je zaznamenána na jedné spirálové stopě začínající od středu disku a obsahující střídající se úseky prohlubní a výstupků s různou odrazivostí.

    Při čtení informací z optických disků dopadá laserový paprsek instalovaný v mechanice na povrch rotujícího disku a odráží se. Protože povrch optického disku má oblasti s různými koeficienty odrazu, odražený paprsek také mění svou intenzitu (logická 0 nebo 1). Odražené světelné pulsy jsou pak fotobuňkami přeměněny na elektrické impulsy.

    V procesu záznamu informací na optické disky se používají různé technologie: od jednoduchého ražení až po změnu odrazivosti částí povrchu disku pomocí výkonného laseru.

    Existují dva typy optických disků:

  • CD-disky (CD - Compact Disk, CD), na které lze zaznamenat až 700 MB informací;
  • DVD disky (DVD - Digital Versatile Disk, digitální univerzální disk), které mají mnohem větší informační kapacitu (4,7 GB), protože optické stopy na nich jsou tenčí a hustěji umístěné.
    DVD mohou být dvouvrstvá (kapacita 8,5 GB), přičemž obě vrstvy mají reflexní povrch, který nese informace.
    Kromě toho lze informační kapacitu DVD disků dále zdvojnásobit (až 17 GB), protože informace lze zaznamenávat na obě strany.

    V současné době (2006) vstoupily na trh optické disky (HP DVD a Blu-Ray), jejichž informační kapacita je díky použití modrého laseru o vlnové délce 3-5x větší než informační kapacita DVD disků. 405 nanometrů.

    Optické mechaniky jsou rozděleny do tří typů:

    • Žádná schopnost zápisu- CD-ROM a DVD-ROM
      (ROM - Read Only Memory, read-only memory).
      Na CD-ROMy a DVD-ROM ukládají informace, které na ně byly zapsány během výrobního procesu. Není možné jim psát nové informace.
    • Jednou zapsat, jednou přečíst -
      CD-R a DVD±R (R - zapisovatelné, zapisovatelné).
      Informace lze zapisovat na disky CD-R a DVD±R, ale pouze jednou. Data jsou na disk zapisována pomocí vysoce výkonného laserového paprsku, který ničí organické barvivo záznamové vrstvy a mění její reflexní vlastnosti. Řízením výkonu laseru se na záznamové vrstvě získá střídání tmavých a světlých bodů, které jsou při čtení interpretovány jako logická 0 a 1.
    • Se schopností přepisovat- CD-RW a DVD±RW
      (RW - Rewritable, Rewritable) Na disky CD-RW a DVD±RW lze informace mnohokrát zapisovat a mazat.
      Záznamová vrstva je vyrobena ze speciální slitiny, kterou lze ohřevem uvést do dvou různých stabilních stavů agregace, které se vyznačují různým stupněm průhlednosti. Při záznamu (mazání) laserový paprsek zahřeje část stopy a uvede ji do jednoho z těchto stavů.
      Při čtení má laserový paprsek menší výkon a nemění stav záznamové vrstvy a střídající se úseky s různou průhledností jsou interpretovány jako logická 0 a 1.

    Hlavní vlastnosti optických mechanik:

  • kapacita disku (CD - až 700 MB, DVD - až 17 GB)
  • rychlost přenosu dat z nosiče do RAM - měřená ve zlomcích, násobcích rychlosti
    150 KB/s pro CD mechaniky (První CD mechaniky měly tuto rychlost čtení) a
    1,3 MB/s pro jednotky DVD (toto byla rychlost čtení informací v prvních jednotkách DVD)

    V současné době jsou široce používány CD mechaniky s rychlostí 52x – až 7,8 MB/s.
    Disky CD-RW jsou nahrávány nižší rychlostí (například 32x).
    Proto jsou jednotky CD označeny třemi čísly "rychlost čtení X rychlost zápisu CD-R X rychlost zápisu CD-RW" (například "52x52x32").
    Jednotky DVD jsou také označeny třemi čísly (například "16x8x6"
  • přístupová doba - čas potřebný k vyhledání informací na disku, měřený v milisekundách (u CD 80-400 ms).

    Při dodržení pravidel skladování (skladování v pouzdrech ve svislé poloze) a provozu (bez škrábanců a nečistot) mohou optická média uchovávat informace desítky let.

    Další informace o struktuře disku

    Disk vytvořený průmyslovou metodou se skládá ze tří vrstev. Na základ disku z průhledného plastu je vyražením nanesen informační vzor. Pro ražení existuje speciální matrice-prototyp budoucího disku, který vytlačuje stopy na povrch. Dále se na podklad nastříká reflexní kovová vrstva a navrch se nastříká také ochranná vrstva tenkého filmu nebo speciálního laku. Na tuto vrstvu jsou často aplikovány různé kresby a nápisy. Informace se čtou z pracovní strany disku přes průhlednou základnu.

    Zapisovatelná a přepisovatelná CD mají další vrstvu. U takovýchto disků základna nemá informační vzor, ​​ale mezi základnou a reflexní vrstvou je umístěna záznamová vrstva, která se může vlivem vysoké teploty měnit.Při záznamu laser zahřeje určené úseky záznamu vrstva, vytvářející informační vzor.

    Disk DVD může mít dvě záznamové vrstvy. Pokud se jeden z nich provádí standardní technologií, pak druhý je průsvitný, nanese se pod první a má průhlednost asi 40 %. Pro čtení dvouvrstvých disků se používají složité optické hlavy s proměnnou ohniskovou vzdáleností. Laserový paprsek procházející průsvitnou vrstvou je nejprve zaostřen na vnitřní informační vrstvu a po dokončení jeho čtení je přeostřován na vnější vrstvu.

    • Přečtěte si více: