Тема 21: Външни запомнящи устройства на CD-диск и DVD-диск. Физическа организация на данните.

21. Външни запомнящи устройства на CD-диск и DVD-диск. Физическа организация на данните.


страницата се нуждае от … дооправяне на appearancе-а, картинки


CD

(картинки, ама не сега)

Магнитни дискове - disk
Оптични дискове - disc

Структура

CD е устроен на оптичен принцип, създаден от изследване на Philips и Sony с цел да замени грамофонната плоча. Представлява подложка с диаметър 120 мм, дебелина 1.2 мм и вътрешна дупка - 15 мм. Информацията се нанася като се прави матрица с пробивания от лазер (инфрачервен) в шаблона, с дълбочина 0,8 микрометра. В тях се излива смола (?). Върху матрицата се нанася светлоотразителен слой, който образува спирала, върху която има равнини (land) и падини (pit). Четящата глава се движи отвътре навън (при грамофона е обратно). Дълга е (спиралата) 5,6 км и се върти с постоянна линейна скорост - 120 см/сек и прави 22188 оборота (толкова пъти се върти диска, за да се премине през цялата спирала). За да се постига тази постоянна скорост, трябва да се променят оборотите в зависимост от това къде се намира лазера. Вътрешната ъглова скорост е 530 оборота, външната - 200. Това прави 74 минути звук от едно CD (първоначално са правени само с тази цел - музика, звукът е представен чрез битове).

Информацията се чете чрез лазера - с дължина 0,78 микрометъра. Вълната се отразява, връща се, преминава през оптическа система и преминава през фотодиод. В падини светлината е по-слаба, а в равнини по-силна (тъмни и светли петна).

Разделение на информацията в диска

Съвкупност от 14 бита образуват 1 символ. 42 символа - 1 фрейм. 98 фрейма - 1 сектор. Секторите биват с 2 типа структура:

I тип - 2048 b - данни, 288 b - ЕCC. 1ва скорост на четене - 75 сектора/секунда. Диска е с капацитет 650 МБ. За компютърна обработка тази скорост е много бавна, затова съществуват и други - от 2ра до 48ма - времето за обработка на диска намалява.

II тип - при тях се качва капацитета на диска - 800 МБ.

CD-R

CD-R (recordable, но еднократно) - Параметрите на обложката са същите - най-отгоре има защитен лаков слой, върху който има етикет. Под него има отразяващ слой (златен/сребърен или друг), следва слой оцветител (цианин) - специални оцветители, използват се отдавна, имат полимерен характер.

Запис и VTOC

Процесът на запис е химико-топлинен, при който оцветителя полимеризира (лазерът прави върху него тъмни петна); може и да се деполимеризира. Самия процес на полимеризация иска време; със скорост по-голяма от 8 времето не стига да се загрее достатъчно петното. Практически най-добрата скорост на запис е 4та.

Технология на запис - последователно се записва от началото на спиралата до края й, като там където лазерът не е записвал може по-късно да се записва - получава се мултисесиен запис. За да се запише пак трябва да се знае кое къде започва и свършва. За това се грижи Volume Table of Content - съдържанието на диска. Нормално при писане, VTOC се намира изцяло в началото на диска. Така се създава проблем при многосесийноо писане, тъй като при първата сесия VTOC се записва и при втората вече не може да се променя. Проблемът се решава като VTOC се разделя на части, пръснати из цялата спирала. Така при началото на четенето ще се прочете началото на VTOC и от него ще се получи информация къде са следващите му части, прехвърляме се там, разбираме дали съпровождащият сектор е празен, оттам годен за писане, ако да - пишем, ако не - преминаваме на следващата част на VTOC и така до края на спиралата :) Аудио дисковете се правят с единствен VTOC.

DVD

Разлики между CD и DVD

CD DVD
pit 0,8 микрометра 0,4 микрометра
стъпка на спирала 1,6 микрометра 0,74 микрометра
Лазер 0,78 микрометра 0,65 микрометра
Капацитет 650 MB 4,7 GB

Желанието да се увеличи обема на съхраняваната информация довежда до създаването на DVD дисковете - дупките стават по-тесни, pit-a се намалява, сменя се лазера с по-късовълнов. Капацитетът логично става 4,7 GB (при едностранен еднослоен DVD), но се налагат 2 лазера в четящото у-во (за да се поддържа двуслойно четене). Двуслойните дискове имат по 2 спирали от едната/двете страни - 1 вътрешна и 1 външна, отделени с полуотражател, а под вътрешната има пълен отражател. С едно въртене се четат и 2те спирали (4те при двустранна двуслойност).

Формати DVDs

едностранен еднослоен 4,7 GB
едностранен двуслоен 8,5 GB
двустранен еднослоен 9,4 GB
двустранен двуслоен 17 GB
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License