Структура поверхности оптического диска

Структура поверхности оптического диска

В соответствии с принятыми стандартами поверхность диска разделена на три области:

1. Входная директория — область в форме кольца, ближайшего к центу диска (ширина 4 мм). Считывание информации с диска начинается именно с входной директории, где содержится оглавление, адреса записей, число заголовков, объем диска, название диска;

2. Область данных;

3. Выходная директория – имеет метку конца диска.

Типы оптических дисков:

1. CD-ROM. На диске CD-ROM промышленным способом записывается информация, и произвести ее повторную запись невозможно. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD-ROM емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записываются в виде спирали.

2. CD-R. Аббревиатурой CD-R (CD-Recordable) обозначена технология однократной оптической записи, которую можно использовать для архивирования данных, создания прототипов дисков для серийного производства и для мелкосерийного выпуска изданий на компакт-дисках, записи аудио и видео. Назначение устройства CD-R — запись данных на компакт-диски CD-R, которые потом можно читать на накопителях CD-ROM и CD-RW.

3. CD-RW. Старые данные могут быть стерты и вместо них могут быть записаны новые. Емкость носителя CD-RW составляют 650 Мбайт и равна емкости дисков CD-ROM и CD-R.

4. DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW. Подобны рассмотренным ранее типам оптических дисков, но имеют большую емкость.

5. Разрабатывается HVD (Holografic Versatile Dosc) емкостью 1 Тб.

Технология DVD допускает 4 типа дисков:

ü односторонний, однослойный – 4,7 Гбайт

ü односторонний, двухслойный – 8,5 Гбайт

ü двусторонний, однослойный – 9,4 Гбайт

ü двусторонний, двухслойный – 17 Гбайт

В двухслойных дисках используется укрепляющий слой, на который стали записывать информацию. При считывании информации с первого слоя, расположенном в глубине диска, лазер проходит через прозрачную пленку второго слоя. При считывании информации со второго слоя контроллер привода подает сигнал фокусировки лазерного луча на втором слое и с него производится считывание. При всем при этом диаметр диска составляет 120 мм, а его толщина 1,2 мм.

Как уже упоминалось, например, двусторонний двухслойный диск DVD-диск может умещать до 17 Гбайт информации, это примерно 8 часов высококачественного видео, 26 часов музыки или что нагляднее всего – стопка бумаги исписанной с двух сторон высотой в 1.4 километра!

Оптический привод — устройство, предназначенное для считывания и записи информации на оптические носители (диски). Механическая часть привода, управляемая его микросхемой, обеспечивает вращение в нем диска и считывание с него данных при помощи лазера и системы линз. В зависимости от типов используемых носителей, бывают оптические приводы для чтения и записи CD, DVD и Blu-Ray.

Принцип, по которому работают современные оптические приводы, используется довольно давно. По своей сути, все оптические диски (CD, DVD и Blu-Ray) — не что иное, как усовершенствованная виниловая грампластинка. Данные на этих носителях хранятся в виде очень тонкой спиральной дорожки, нанесенной на специальный защищенный слой диска, стоящей из микроскопических углублений и промежутков между ними. Эти углубления называются питами (англ. pit — углубление), а промежутки — лендами (англ. land — пространство). Под увеличением их можно хорошо рассмотреть.

Читайте также:  Звери говори смысл песни

Считывание информации с них производится в оптическом приводе при помощи лазера, который, отражаясь от поверхности вращающегося диска, попадает на фотоэлемент. Отражение с огромной скоростью изменяется в соответствии со структурой питов и лендов дорожки, передавая таким образом информацию, зашифрованную в ней. Затем это «дрожание лазера» дешифруется согласно определенным алгоритмам.

Типы оптических носителей

Compact Disc (CD)

Первым оптическим носителем, разработанным еще в 1979 году, стал компакт-диск (англ. Compact Disc, CD). Глубина питов этого носителя составляет около 100 нм, ширина — 500 нм. Минимальная длина пита CD — от 850 нм. Шаг между дорожками спирали — около 1,5 мкм. Оптический привод для чтения CD использует красный лазер с длиной волны 780 нм, который фокусируется на рабочей поверхности в точку диаметром около 1,2 мкм (для лучшего представления: толщина человеческого волоса составляет около 50 мкм или 50000 нм).

Изначально CD создавался как носитель звуковой информации (Audio CD). Немного позже его начали использовать для хранения в двоичном коде других данных. Формат записи Audio CD и CD с данными отличается, поэтому обычные проигрыватели не могут считывать информацию с немузыкальных компакт-дисков.

Первые диски были CD-ROM (Read Only Memory – только с возможностью чтения) и производились по специальной технологии (возможность записи в «домашних» условиях отсутствовала). Позже разработали носители, в которых питы представляли собой не углубления, а участки видоизмененной поверхности с высоким светопоглащением, возникающие под специальным воздействием лазера. Также как и в случае с углубленными питами, технология обеспечивала нужное изменение интенсивности отражения лазера и считывание данных, закодированных в дорожке. Благодаря этому появились диски типов CD-R и CD-RW (с возможность записи и неоднократной перезаписи пользователями соответственно).

DVD – носитель, который появился несколько позже, имеет тот же физический размер и принципы работы, что и CD, но использует более плотную рабочую поверхность. За счет более «миниатюрной» структуры дорожки и более тонкого красного лазера с длиной волны всего 650 нм, DVD способен хранить в несколько раз больше данных, чем CD.

Изначально DVD разрабатывался как альтернатива морально устаревшим видеокассетам для хранения видеоинформации и поэтому назывался Digital Video Disc (цифровой видеодиск). Но носители этого вида отлично подошли и для записи других типов данных. Аббревиатуру DVD при этом начали трактовать как Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск. Но официальной такая расшифровка не является.

В зависимости от типов хранимых данных, DVD бывают следующих типов: DVD-видео, DVD-Audio (качество звука значительно выше, чем на Audio-CD), DVD-Data, DVD смешанного типа.

Современные DVD могут иметь одну или две рабочие стороны. При этом, каждая из сторон может содержать один или даже два рабочих слоя. Благодаря этой особенности, на DVD максимального объема можно записать до 18 ГБ информации.

DVD, как и CD, бывают для одноразовой записи или же могут перезаписываться многократно (R и RW). При этом, в зависимости от особенностей используемого материала и технологии записи, различают DVD-R(RW) и DVD+R(RW). В технические подробности вдаваться не буду. Скажу только, что DVD+R(RW) и оптический привод с их поддержкой – более предпочтительный и беспроблемный вариант. При записи таких носителей возникает намного меньше ошибок. Кроме того, DVD+RW можно записывать поверх уже имеющихся на нем данных. В случае же с DVD-RW предварительно нужно произвести полную очистку диска.

Читайте также:  Как узнать url страницы сайта

Blu-ray Disc (BD, англ. blue ray — синий луч) — оптический носитель нового типа, отличающийся еще более высокой плотностью рабочей поверхности и обеспечивающий хранение значительного объема данных, в том числе и высококачественного видео высокой четкости. В названии Blu-ray буква «e» была умышленно пропущена разработчиками, чтобы иметь возможность зарегистрировать торговый знак.

Оптический привод для записи и чтение BD оснащен сверхтонким синим лазером с очень короткой волной (405 нм), благодаря чему ширина дорожки на диске сужена до 0,32 мкм, что вдвое меньше, чем на DVD. Увеличился не только объем хранимых данных, но и скорость их считывания. В несколько раз стал тоньше и защитный слой, но благодаря использованию новых материалов, Blu-ray Disc боится царапин не больше, чем оптические носители других типов.

Современные технологии позволяют записывать на один BD несколько слоев, каждый из которых может содержать 23,3 ГБ данных. Распространенными являются диски с количеством слоев до 4. Хотя, уже созданы прототипы емкостью до 500 ГБ, содержащие 15-20 слоев.

Blu-ray носители продолжают развиваться и совершенствоваться. Существуют диски для одноразовой и многократной записи. Разработана технология, позволяющая наносить на один диск слои, предназначенные для записи DVD и Blu-Ray.

Оптические (лазерные) диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. В них используется оптический принцип записи и считывания информации с помощью лазерного луча.

Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся от центра диска и содержащую чередующиеся участки впадин и выступов с различной отражающей способностью.

При считывании информации с оптических дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы.

В процессе записи информации на оптические диски применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера.

Существует два типа оптических дисков:

  • CD-диски (CD — Compact Disk, компакт диск), на который может быть записано до 700 Мбайт информации;
  • DVD-диски (DVD — Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), которые имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.
    DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию.
    Кроме того, информационная емкость DVD-дисков может быть еще удвоена (до 17 Гбайт), так как информация может быть записана на двух сторонах.
  • В настоящее время (2006 год) на рынок поступили оптические диски (HP DVD и Blu-Ray), информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

    Читайте также:  Длительность последнего запуска bios windows 10

    Накопители оптических дисков делятся на три вида:

    • Без возможности записи — CD-ROM и DVD-ROM
      (ROM — Read Only Memory, память только для чтения).
      На дисках CD-ROM и DVD-ROM хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.
    • С однократной записью и многократным чтением —
      CD-R и DVD±R (R — recordable, записываемый).
      На дисках CD-R и DVD±R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражательные свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 и 1.
    • С возможностью перезаписи — CD-RW и DVD±RW
      (RW — Rewritable, перезаписываемый).На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно.
      Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При записи (стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и переводит его в одно из таких состояний.
      При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1.

    Основные характеристики оптических дисководов:

    В настоящее время широкое распространение получили 52х-скоростные CD-дисководы — до 7,8 Мбайт/сек.
    Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости (например, 32х кратной).
    Поэтому CD-дисководы маркируются тремя числами «скорость чтения Х скорость записи CD-R Х скорость записи CD-RW» (например, «52х52х32»).
    DVD-дисководы также маркируются тремя числами (например, «16х8х6»

    При соблюдении правил хранения (хранения в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

    Дополнительная информация о структуре дисков

    Диск, созданный промышленным способом, состоит из трех слоев. На основу диска, созданного из прозрачного пластика методом штамповки наносится информационный узор. Для штамповки существует специальная матрица-прототип будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. Далее на основу напыляется отражающий металлический слой, а затем сверху еще и защитный слой из тонкой пленки или специального лака. На этот слой часто наносятся различные рисунки и надписи. Информация считывается с рабочей стороны диска через прозрачную основу.

    Записываемые и перезаписываемые компакт-диски имеют дополнительно еще один слой. У таких дисков основа не имеет информационного узора, но между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой, который может менять под воздействием высокой температуры.При записи лазер разогревает заданные участки регистрирующего слоя, создавая информационный узор.

    DVD-диск может иметь два регистрирующих слоя. Если один из них выполняется по стандартной технологии, то другой — полупрозрачный, наносится ниже первого и имеет прозрачность около 40%. Для считывания двухслойных дисков применяются сложные оптические головки с переменным фокусным расстоянием. Луч лазера, проходя через полупрозрачный слой, сначала фокусируется на внутреннем информационном слое, а по завершении его чтения перефокусируется на внешний слой.

    Ссылка на основную публикацию
    Стабилизированная платформа отражатель fallout 4 как подключить
    При прохождении задания «Молекулярный уровень» нужно будет сделать перехватчик, а также провести питание для его включения. Используя данную статью вы...
    Смарт тв ошибка мегого
    В случае возникновения проблем с приложением MEGOGO на вашем телевизоре: приложение не запускается черный экран при запуске появляется сообщение: «произошла...
    Содержимое чипа некорректно ch341a
    Программатор микросхем BIOS 24 и 25 серии CH341A Pro Программатор CH341A Pro используется для программирования микросхем BIOS компьютеров, ноутбуков, видеокарт,...
    Ставлю лайк а он исчезает вк
    я чистила кэш и куки.Переустанавливала браузер,ничего не помогает. постоянно выдает какую то ошибку, все говорят подождать пару часов и все...
    Adblock detector