Оптические диски
Оптические носители информации очень популярны у пользователей. Это объясняется, во-первых, их достаточно большой емкостью, во-вторых, удобством применения и, в-третьих, низкой ценой.
Компакт-диски должны были прийти на смену виниловым пластинкам, то есть первоначально они предназначались исключительно для записи музыкальных композиций в цифровом формате. В 1982 году совместными усилиями компаний Sony и Philips был разработан так называемый Audio CD (Compact Dick). Музыкальные композиции на таком диске записываются на очень длинную дорожку, выполненную в виде спирали.
Примечание из серии «ух ты!»
При диаметре диска всего 120 мм длина спиралевидной дорожки достигает 5 км, то есть на диске разместилось более 22 000 витков спирали (600 витков на 1 мм поверхности диска)!
Информация записывается в виде последовательности ямок и ровных площадок, а считывание происходит с помощью инфракрасного лазерного луча небольшой мощности. Параметры лазерного луча, отраженного от ямки на поверхности диска, отличаются от параметров луча, отраженного от ровной площадки.
На одном стандартном аудиодиске помещается 74 минуты стереозвука с частотой дискретизации 44,1 кГц и глубиной 16 бит. Для комфортного прослушивания музыки необходима скорость чтения 150 Кбит/с. Для прослушивания музыки, записанной на такие диски, стали выпускать специальные проигрыватели, которые очень быстро завоевали популярность.
В конце 1980-х годов появились оптические диски, способные хранить не только оцифрованный звук, но и любые другие компьютерные файлы. Данные диски получили название CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), что означает «компакт-диск только для чтения».
Для работы с данными дисками были созданы специальные приводы. Их первые модели не умели читать аудиодиски, однако информацию считывали с соответствующей аудиодискам скоростью – 150 Кбит/с. Впоследствии этот недостаток был устранен: аудиодиски стало возможно прослушивать с помощью привода CD-ROM, кроме того, скорость считывания данных значительно возросла.
Это полезно знать
Так повелось, что скорость чтения приводов CD-ROM обозначают в относительных единицах: 2х, 8х… 52х. Данные множители указывают, во сколько раз скорость привода больше скорости, которой обладали первые модели (150 Кбит/с). Если вы умножите 150 на 52, то узнаете, что самые быстрые на данное время приводы имеют скорость чтения информации 7,6 Мбайт/с. Еще проще посчитать скорость чтения диска, исходя из максимальной длительности аудиозаписи на нем. Например, чтение полного диска со скоростью 52х, на котором записано 74 минуты музыки, займет 74/52, то есть примерно полторы минуты. Дальнейшего увеличения скорости чтения пока не предвидится. Причиной тому является печальный экспериментальный факт: чем выше скорость привода, тем больше вероятность повреждения диска или самого привода.
Внешние размеры дисков CD-ROM полностью совпадают с размерами аудиодисков. При этом CD-ROM вмещают 700 Мбайт информации. Компакт-диски стали наиболее популярным носителем, используемым в последние годы в коммерческих целях (что объясняется их низкой себестоимостью). Именно на компакт-дисках, как правило, вы можете приобрести музыкальные файлы в различных форматах, библиотеки книг и картинок, некоторые фильмы, игры или различное программное обеспечение.
Чуть позже появились DVD, по внешнему виду полностью идентичные обычным компакт-дискам, но с гораздо большей емкостью (почти в 7 раз). Емкость стандартного DVD составляет 4,7 Гбайт. Изначально DVD предназначались для хранения высококачественного видео, но позже их стали применять и для хранения компьютерной информации. Да и современное программное обеспечение диктует свои правила, например дистрибутив операционной системы Windows Vista никак не поместится на обычный компакт-диск.
Чуть позже появились двухслойные DVD, емкость которых в два раза больше по сравнению с обычными. Также вы могли встретить так называемые двухсторонние DVD, которые можно переворачивать подобно грампластинке. Данные на такой диск записываются с двух сторон. Вот только подписать маркером его нельзя.
Примечание
Диски CD-ROM и DVD состоят из трех основных слоев: нижний толстый пластиковый слой, посередине тонкий алюминиевый слой с информацией и верхний защитный лаковый слой (на нем обычно печатают этикетку с названием диска). Среди пользователей бытует миф, что беспокоиться нужно за нижнюю поверхность диска. Например, если необходимо положить диск просто на стол, а не в коробку, его переворачивают этикеткой вниз. На самом деле гораздо важнее беречь от повреждения верхнюю часть. Ведь верхний защитный слой намного тоньше нижнего пластикового, способного выдержать даже достаточно серьезные царапины. Если уж вам так нужно положить диск не в предназначенную для него коробочку, а просто на стол, положите его «названием» вверх. По этой же причине надписи на верхней поверхности диска не рекомендуется наносить ручкой или карандашом. Лучше для этих целей использовать специальный мягкий маркер.
С течением времени оптические свойства записывающего слоя меняются, происходит так называемое «старение» диска. Это значит, что оптические носители невечны, поэтому на всякий случай хотя бы раз в пять лет создавайте резервную копию диска на новой болванке. Хотя через пять лет, возможно, появятся совершенно другие носители, а CD и DVD устареют как грампластинки, кассеты и дискеты.
Достаточно долгое время CD и DVD были «одноразовыми»: можно было слушать музыку или знакомиться с файлами, записанными на них, а вот записать что-нибудь – нет. В конце концов это неудобство было исправлено. Появились однократно (CD-R и DVD-R) и многократно записываемые диски (CD-RW и DVD-RW) (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Перезаписываемые диски CD-RW
Кстати, записываемые и перезаписываемые DVD существуют двух форматов: DVD-R и DVD+R. Последние появились чуть позже, поэтому некоторые старые приводы и проигрыватели могут не поддерживать их воспроизведение.
Для работы с записываемыми и перезаписываемыми оптическими носителями были созданы приводы, оснащенные сразу двумя лазерами: для чтения и для записи информации. При записи более мощный лазер выжигает в серединном записывающем слое частички специального красителя, изменяя тем самым оптические свойства определенных участков этого слоя. При чтении информации интенсивность луча, отраженного от выжженных участков, отличается от интенсивности луча, отраженного от нетронутых участков слоя.
Записывающие приводы характеризуются уже несколькими параметрами: скоростью чтения информации, скоростью записи и перезаписи. Причем эти параметры отличаются для CD и DVD.
Например, если на диске указана скорость записи 4х, а вы захотите записать на него что-нибудь со скоростью 12х (чтобы быстрее было), это, скорее всего, приведет к ошибкам записи. Хотя многие современные программы для записи дисков не позволят вам превысить максимально допустимую скорость записи.
Заканчивая краткий обзор CD и DVD, заметим, что сегодня стоимость приводов, которые «могут все», то есть читать и записывать как CD, так и DVD, практически сравнялась с ценой приводов, которые могут только читать CD, поэтому вывод о том, какой привод покупать, напрашивается сам собой. Практически любой современный компьютер оснащается приводом, способным читать и записывать любые CD и DVD.
Blu-ray дословно переводится как «синий луч». Это новое поколение оптических носителей и приводов, в которых используется лазерный луч с уменьшенной длиной волны. Такой луч находится в синем сегменте спектра, отсюда и название технологии (действительно, зачем мудрить).
Благодаря уменьшению длины волны лазерного луча удалось значительно увеличить плотность записи данных на носитель (до 25 Гбайт на один слой!). При этом диски Blu-ray поддерживают запись на несколько слоев, а количество допустимых слоев в ближайшем будущем будет увеличиваться. Поэтому Blu-ray диски емкостью 100–200 Гбайт – не фантастика, а реальность (рис. 6.7).
Рис. 6.7. Диск Blu-ray
На диски Blu-ray может записываться любая компьютерная информация, но основная ставка сделана на хранение цифрового видео высокой четкости. Формат видео HD (High Definition) уже триумфально шагает по планете, поэтому совсем скоро мы будем смотреть фильмы с высочайшим качеством изображения (благодаря высокому разрешению картинки) с дисков Blu-ray, а самый популярный на сегодня формат DVD-Video забудем как страшный сон.
Приводы и носители Blu-ray пока не очень распространены, в основном из-за стоимости, но это ненадолго. Вспомните, каких бешеных денег стоили первые приводы с возможностью записи DVD и долго ли это продлилось.
Приводы оптических дисков
Внутренние приводы преимущественно подключаются с помощью интерфейса ATA, SATA или SCSI. Вам могут встретиться и внешние приводы, подключаемые к USB или IEEE-1394 (FireWire) (рис. 6.8).
Рис. 6.8. Внешний привод
В основном с такими приводами сталкиваются обладатели ноутбуков и те, у кого системный блок компьютера расположен так, что добраться до встроенного привода достаточно сложно.
Таким образом, при выборе привода компакт-дисков вы должны определить для себя следующие моменты:
• какой тип привода выбрать (только для чтения или записываемый, CD или DVD, внешний или встроенный);
• привод с какими характеристиками вам нужен (с большой скоростью чтения, записи, перезаписи и т. д.);
• какую марку привода вы предпочитаете. Здесь трудно дать однозначные рекомендации: вдруг мы не порекомендуем вам какого-либо производителя, а он, в свою очередь, обидится на нас. По устоявшемуся мнению, в плане качества лидируют приводы Plextor. Однако они и стоят в полтора-два раза дороже аналогов. Из бюджетных приводов хорошо зарекомендовали себя устройства фирмы Nec.
Это интересно
Существуют приводы, способные рисовать картинку (надпись, логотип) на оставшемся от записи месте диска. Причем привод будет рисовать то, что вы пожелаете. Эта возможность появилась в приводах Yamaha. Возможно, кто-то из других производителей уже перенял эту технологию. По сути, привод не рисует, а выжигает участки активного слоя диска так, чтобы получился нужный рисунок, естественно, не цветной. Никакой информации (кроме визуальной) эти выжженные участки не несут. Это можно сделать во время записи диска с помощью специальной программы и только при условии, что диск записывается не полностью (то есть на рабочем слое должно остаться место для рисунка).
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Как все начиналось
Лазерные и оптические начали разрабатывать еще задолго до появления, привычных нам, персональных компьютеров. На тот момент ЭВМ уже появились, но работали они на диодах и триодах, то есть были теплыми и ламповыми, а информация в них загружалась с помощью перфолент.
Первопроходцами в разработке технологии лазерной записи и чтения данных, считаются советские ученые Николай Басов и Александр Прохоров, удостоенные Нобелевской премии в 1964 году.
Характерно, что накопители на оптических дисках для хранения информации на ЭВМ, на тот момент, даже не рассматривались – все разработки были направлены на создание музыкальных проигрывателей, которые со временем заменили бы «патефоны» на виниловых пластинках и стали альтернативой магнитной ленте.
Американский инженер Джеймс Рассел уловил витающую в воздухе идею использования оптических дисков для хранения данных и запатентовал изобретение в 1969 году. Этот способ стал прообразом современного DVD диска. По непонятным причинам, на тот момент, технология развития не получила.Вспомнили о ней только в 1990 году, когда компания Pioneer запатентовала CD собственной конструкции. Она же оставалась лидером по производству дисков в США и Японии, до появления формата DVD. Такие диски были гибкими и имели ряд недостатков.
Структуру же современного диска с подложкой, отражающей лазерный луч, разработал инженер компании Philips, Питер Крамер. По сути, именно это изобретение стало основой для всех современных дисков, включая перезаписываемые виды RW.
Как выглядит стандартный оптический привод
Оптические дисководы отнюдь не однообразны, о чем может говорить наличие их представителей не только в обыкновенном системном блоке с привычными размерами, но и более тонкие в моноблоке или ноутбуке, к тому же привод может быть и переносной.
Основными интерфейсами подключения к компьютеру является SATA и USB, к устаревшим компьютерах такие приводы подключаются при помощи IDE шлейфов. Есть и другие способы подключения привода к компьютеру, но они не популярны.
Переносной, он же и внешний обычно, с интерфейсом подключения именно USB привод, подойдёт для любителей воспользоваться диском, даже если такая возможность в устройстве не предусмотрена. К тому же, такие оптические дисководы, можно использовать на нескольких персональных компьютерах, что тоже удобно.
Различных модификаций приводов, например, с лотком, обычно управляемым при помощи кнопки ли и на программном уровне или с вводным отверстием с возможностью автоматического забора диска существует достаточно много. Стоит обратить внимание на небольшое отверстие, находящееся обычно рядом с кнопкой извлечения лотка, которое поможет извлечь диск из привода при помощи погружения в него иголки и тем самым задействовав механизм извлечения, что актуально при выключенном компьютере или при заклинившем механизме. Тут нет ничего странного, пока совершенного технического решения скорее всего не существует.
Нужен ли сейчас дисковод
В настоящее время развитие высокоскоростного интернета и флеш-технологий все меньше и меньше оставляет места для применения оптических дисков и скорее всего они совсем исчезнут или останутся какие-то специализированные форматы. Массового потребления дисков, как это было 10 лет назад уже не будет.
Если недавно цена за хранимый гигабайт на диске являлась его единственным плюсом, то сейчас уже и его нет.
Единственное место, где я еще использую DVD-диски, это для установки операционных систем на старых компьютерах, где нельзя запуститься с флешки, но таких осталось очень мало.
Многие материнские и видеокарты идут в комплекте с диском, на котором записаны драйвера к ним. Но желательно обновленные драйвера скачать с сайта производителя, так как на дисках они уже устарели. Да и вообще любые драйвера и программы сейчас качаются только из интернета.
Резервные копии файлов лучше всего сейчас держать в облачных хранилищах и/или на крайний случай на флешках.
Многие производители уже поставляют компьютеры без дисковода.
Очевидные минусы дисков
- ненадежность носителя
- низкая скорость передачи данных
- нужно много физического места для их хранения
- маленькая емкость
Даже несмотря на все доводы, я считаю, что дисковод для оптических дисков пока еще нужен. Мы еще не совсем отошли от этой технологии. Да, использовать вы его будете нечасто, но будете.
Лучшим вариантом будет приобретение внешнего USB дисковода для чтения оптических дисков. Вы его сможете подключать как к стационарному ПК, так и к ноутбуку. Очень удобно.
Так же есть еще один способ. Это использовать старый привод от ноутбука. Надо только прикупить специальный переходник для подключения по USB.
DVD — еще больше емкости!
Первые DVD появились в Японии в 1996 году, они появились как ответ на запрос пользователей и бизнеса, которым нужны были все более емкие носители. Изначально диски высокой емкости разрабатывались сразу несколькими компаниями. Появилось два независимых направления разработки: Multimedia Compact Disc (Philips и Sony), — Super Disc (8 крупных корпораций, включая Toshiba и Time Warner). Чуть позже оба направления слились в одно под влиянием корпорации IBM. Она убедила партнеров не повторять события времен «войны форматов», когда шла битва за приоритет между стандартами видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс».
Технология была анонсирована в сентябре 1995 года, в том же году разработчики опубликовали спецификации. Первый пишущий DVD-привод увидел свет в 1997 году.
Увеличить емкость записи при сохранении прежних размеров удалось за счет использования красного лазера с длиной волны 650 нм. Шаг дорожки при этом в два раза меньше, чем у CD и составляет 0,74 мкм.
Оптические носители информации (CD/DVD/Blu-ray)
Что может являться носителем информации? То, на чем может сохраниться все, что нам необходимо запомнить, ибо память человеческая недолговечна. Наши предки оставляли важные данные и на земле, и на камне, и на дереве, и на глине до тех пор, пока не появилась бумага. Это оказался материал, соответствующий самым главным требованиям для носителя информации. Она была легкая, долговечная, удобная для записей и компактная.
Именно этим требованиям соответствуют и современные носители информации – оптические (это компакт-диски или лазерные диски). Правда на переходном этапе (с начала 20 века), между бумагой и дисками, нас очень выручала магнитная лента. Но и ее времена прошли. На сегодняшний день самым удобным и надежным вместилищем и хранилищем информации являются диски.
А как поместить информацию на диск? Понятие «записать кассету» нам известно уже не один десяток лет. Так же сейчас мы говорим и о дисках. Только этот процесс стал намного проще и дешевле.
Сегодня мы будем говорить об оптических носителях информации: устройство, технология записи, основные различия.
разновидности оптических носителей информации
CD-R стали самыми первыми среди записываемых оптических носителей. Они обладали возможностью записи только один раз. Данные сохранялись при нагревании лазером рабочего слоя, вызывая его химическую реакцию (при t? = 250?C). В этот момент образуются темные пятна в местах нагрева. Вот откуда появилось понятие «прожиг». На дисках DVD-R «прожиг» происходит подобным же образом.
Немного другая ситуация с дисками CD, DVD и Blu-ray , обладающими перезаписывающей функцией. На их поверхности не образуется таких темных точек, т.к. рабочий слой является не красителем, а специальным сплавом, который нагревается лазером до 600?C. Тогда, области поверхности диска, попавшие под луч лазера, становятся более темными и обладающими отражающими свойствами.
На данный момент, помимо CD дисков, которые можно считать пионерами в ряду оптических носителей, появились такие диски, как DVD и Blu-ray. Эти типы дисков отличаются друг от друга. Например, емкостью. Диск Blu-ray вмещает данных объемом до 25 Гб, диск DVD – до 5Гб, а диск CD – всего до 700Мб. Следующим отличием является способ чтения данных и их записи в Blu-ray приводах. За этот процесс отвечает лазер синий, длина волны которого в полтора раза меньше, чем у красного лазера CD или DVD приводов. Именно поэтому на поверхность дисков Blu-ray, равную по площади дискам других типов, можно записать информацию во много раз большего объема.
форматы лазерных дисков
Три вышеперечисленных типа лазерных дисков так же можно классифицировать по их форматам:
1. Диски CD-R, CD-RW — одинаковы по объему (до 700; бывает 800Мб, но такие диски читаются не всеми устройствами). Отличаются лишь тем, что CD-R – одноразовый записываемый диск, а CD-RW – многоразовый.
2. Диски формата DVD-R, DVD+R , а так же DVD-RW – отличаются лишь возможностью многократной перезаписи дисков DVD-RW, а в остальном параметры одинаковы. 4,7 Гб – объем стандартного диска DVD и 1,4Гб – объем DVD диаметром 8 см.
3. DVD-R DL, DVD+R DL – диски двухслойные, которые могут вмещать информацию 8,5Гб.
4. Форматы BD-R — Blu-ray диски однослойные, объемом 25 Гб и BD-R DL — Blu-ray диски двухслойные, объемом в 2 раза больше.
5. Форматы BD-RЕ, BD-RЕ DL Blu-ray диски – перезаписываемые, до 1000 раз.
Диски со знаками «+» и «-» — пережиток форматных споров. Изначально считалось, что «+» (например, DVD+R) — лидер для индустрии компьютеров, а «-» (DVD-R) — является стандартом качества для бытовой электроники. Сейчас практически вся техника с легкостью распознает диски обоих форматов. Явных преимуществ друг перед другом ни у одного из них нет. Материалы для их производства также идентичны
что из себя представляют оптические диски
Сама болванка, которую используют в домашних условиях для записи информации, по своим размерам ничем не отличается от дисков, выпущенных промышленным путем. Структура всех оптических носителей многослойна.
- Основа каждого – подложка . Она выполнена из поликарбоната, материала устойчивого к различным внешним воздействиям окружающей среды. Материал этот прозрачный и бесцветный.
- Далее следует рабочий слой . У записываемых и перезаписываемых дисков он отличается по своему составу. У первых – это органический краситель, у вторых спец-сплав, меняющий фазовое состояние.
- Затем идет слой отражающий . Он служит для отражения луча лазера, и в его состав могут входить алюминий, золото или серебро.
- Четвертый – защитный слой . Защитным слоем, представляющим собой твердый лак, покрываются только диски CD и Blu-ray.
- Последний слой – этикетка . Так называют верхний слой лака, способный быстро впитывать влагу. Именно благодаря ему, все чернила, попадающие на поверхность диска в процессе печати, быстро высыхают.
процесс переноса информации на диск
Теперь капля научной теории. Все оптические носители информации имеют дорожку в виде спирали, идущую из самого центра к краю диска. Именно по этой дорожке лазерный луч записывает информацию. Пятна, образуемые при «прожиге» лазерным лучом, называются «питы». Области поверхности, которые остались нетронутыми, называются «лэнды». В соответствии с языком двоичной системы 0 – это «пит», а 1 – это «лэнд». Когда диск начинает воспроизводиться, лазер считывает с него всю информацию.
«Питы» и «лэнды» имеют различную отражающую способность, следовательно, все темные и светлые области диска привод легко различает. А это и есть та самая последовательность из единиц и нулей, присущая всем физическим файлам. Постепенно появилась возможность повысить у фокусировки ее точность благодаря развитию технологий, которые добились уменьшения у лазерного луча длины его волны. Теперь на ту же область диска, что и раньше, можно разместить гораздо больший объем информации, т.к. расстояние между лазером и рабочим слоем напрямую зависит от длины волны. Короче волна – короче расстояние.
способы записи дисков
Запись при промышленном выпуске дисков называется штамповкой . Таким способом в большом количестве выпускаются диски с записью музыки, кинофильмов, компьютерных игр. Вся информация, которая попадает на диск при штамповке, представляет собой множество мельчайших углублений. Нечто подобное получалось, когда изготавливали грампластинки.
организация процесса записи на оптические носители информации
1 этап. Распознавание типа носителя. Загрузили диск и ждем, пока рекордер выдаст информацию о подходящей скорости записи и наиболее оптимальной мощности луча лазера.
2 этап. Программа, управляющая записью, делает запрос к рекодеру о типе используемого носителя, количестве свободного места и скорости, с какой следует записать диск.
3 этап. Указываем все необходимые данные, запрашиваемые программой, и составляем список файлов, требующих записи на диск.
4 этап. Программа передает рекордеру все данные и следит за всем процессом «прожига».
5этап. Рекодер устанавливает мощность луча лазера и запускает процесс записи.
Даже у носителей одинакового формата качество записи может кардинально отличаться. Чтобы качество записи оказалось высоким следует обращать внимание на скорость, заданную в записи. Существует «золотое правило» — меньше ошибок при меньшей скорости и, наоборот. Немалую роль при этом играет и сам рекордер, а именно, его модель.
подпись на оптических дисках
Диск, на котором появилась какая-то информация, желательно тут же подписать, во избежание неразберихи. Это можно сделать разными способами:
- печать текста на болванках, поверхность которых покрыта лаком и позволяет печатать тексты и изображения, используя МФУ со спец-лотком.
- с помощью рекордера, при поддержке им специальных технологий, которые выполняют нанесение текста и одноцветного изображения на специальную поверхность. Стоимость таких дисков может оказать в 2 раза больше стоимости простых дисков;
- подпись, сделанная самостоятельно вручную (специальным маркером);
- технология LabelTag – текст наносится непосредственно на дисковую рабочую поверхность. Надпись не всегда может хорошо читаться;
- наклейки, распечатанные отдельно на любом из принтеров. Их использование не приветствуется, т.к. они могут повреждать поверхность диска, отрываться в момент его воспроизведения.
продолжительность хранения оптических носителей информации
На этикетках новых дисков можно разглядеть срок, указывающий, сколько можно сохранять данные на этом носителе. Иногда эта цифра соответствует 30 годам. В реальности, такой срок практически невозможен. За свое существование диск может подвергаться различным воздействиям и повреждениям. Если он был записан в домашних условиях, то срок его хранения уменьшается еще больше. Только идеальные условия хранения позволят содержать все данные на дисках в целости и сохранности.
