Оптические носители данных

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа

Кафедра «Пожарная безопасность»

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Информационные технологии»

Тема: «Оптические носители данных»

 

 

 

Преподаватель			______________ подпись, дата	С.Н. Пущаев
Студент	НГ 12–01	№081206802	______________ подпись, дата	Д.А. Вебер

 

 

 

Красноярск 2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………	3
1 CD-DA…………………………………………………………………	4
2 CD-ROM………………………………………………………………	6
3 CD-R.  CD-RW………………………………………………………...	9
4 DVD-ROM…………………………………………………………….	16
5 DVD-R FOR GENERAL, DVD-R FOR AUTHORING, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R………………………………………………..	21
6 BLU-RAY ДИСКИ……………………………………………………	24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………	28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………..	29

 

ВВЕДЕНИЕ

B последние годы оптические  накопители претерпели многозначительные  изменения.  На сегодняшний день  оптический носитель является  обязательной составляющей ПК.

Оптические накопители органично влились в нашу повседневность, однако мы даже не имеем представления о том, как они работают. Они  стали обязательной составляемой  ПК, поскольку различные программные продукты (в первую очередь игры и базы данных) начали занимать огромный объем памяти, поэтому поставка их на дискетах оказалась нерентабельной и дорогостоящей. По этим причинам их начали поставлять на оптических дисках, а многие игры и программы работают напрямую с оптического диска, не нуждаясь в копировании на жёсткий диск. Сейчас компакт-диск самый распространенный в мире носитель для данных, и нам может показаться, что он был всегда.

Также сегодняшний компьютер является мощным мультимедийным центром, который позволяет воспроизводить музыку, просматривать видеозаписи и т.п.

1 CD-DA

Звуковой компакт-диск - международный принятый стандарт цифровой звуковой системы компакт-диск, который представил союз ведущих компаний мира в этой отрасли.

Еще в 1970 году компания-разработчик начала активные разработки и исследования в области аудиодиска, у которой было название ALP (что означает: долгоиграющая аудио система), причем очень активно контактируя с грамзаписью, но при всем при всем при этом используя лазерные технологии. И  было решено, что разработанный накопитель должен быть намного меньше грампластинки, но вмещать как минимум 1 час аудиоматериала. К 1977 году было решение приступить к разработке нового вида носителя данных намного ответственней, а не только на стадии задумок и планов. Компания разработчик очень долго решала, какое название дать новому продукту, но сошлись на названии компакт-диск, поскольку немного ранее у продукта под названием компакт-кассета была огромная популярность.

В самом начале разработки проекта поступали все новые и новые предложения, например, была идея записи квадрофонический звук, но проблема была в том, что диск в этом случае был диаметром не 120 мм, а 200 и эта идея быстро утихла.

В 1978 году поступило предложение нового проекта компакт диска вследствие краха технологии видеодисков.

В начале 1979 года компания производитель устроила конференцию, на которой был представлено качество звука на компакт-диске нового формата. И для того, чтобы оказать огромное влияние на его развитие, было решено создать стандарт на компакт-диск, который носил название «Красная книга». Он включал в себя много аспектов, основные из которых были такие как: а) максимум времени для всех записей было 79,8 минут; б) максимальное количество аудиозаписей равняется 99 и т. п. Название Red Book («Красная книга») выбрано из-за вхождения стандарта в так называемый сборник стандартов, известных как Rainbow Books («Радужные книги»). В середине 1980 года была издана самая первая редакция стандарта, после чего была ратифицирована как стандарт IEC 908. CD-DA очень часто путают с CD-ROM, поскольку они используют схожий физический носитель данных и одинаковую систему канального кодирования.

Планы компании производителя и разработчика Philips на выпуск компакт-дисков диаметром 115 мм изменила компания партнер которая потребовала того чтобы диск мог вмещать девятую симфонию Бетховена, длительность которой была 74 минуты и диаметр увеличили на 5 мм.

Уже в 1980 году был выпущен стандарт, ставший впоследствии ставший стандартом всех компакт-дисков, который называется красная книга. А уже в начале 1982 года компания производитель Philips презентовала самый первый проигрыватель компакт-дисков своего производства. Первые коммерческие диски были выпущены группой АВВА. А уже в 1985 году был продан первый миллионный тираж группы Dire Straits. В СССР в 1988 году установили два государственных стандарта, которые описывали компакт-диски: ГОСТ 27667-88 «Система цифровая звуковая „Компакт-диск“. Параметры» и ГОСТ 28376-89 «Компакт-диск. Параметры и размеры».

Самый расцвет продажи альбомов на CD  был в 2000 году когда продажи превысили порог в 2,5 млрд штук, однако в 2006 году продажи упали в 2 раза.

2 CD-ROM

CD-ROM – это один из  многих видов компакт-дисков с  записанной на них информацией, которая доступна только для  чтения. Накопитель CD-ROM появился в 1979 г. И за совсем короткий промежуток  времени набрал огромную популярность. На сегодняшний день найти  ПК, на котором бы не было  накопителя не способного читать  CD-ROM почти невозможно.

Накопитель CD-ROM представляет собой подложку из поликарбоната толщиной в 1,2 мм, на которую нанесен тончайший слой металла (алюминий, золото, серебро и т.п.). Слой лака, который защищает диск от внешних воздействий и на который наносят графическое изображение о представлении диска.

Скорости вращения дисков возросли до 12 тыс. об/мин с небольшим. Сейчас мало современных жестких дисков, которые могут похвастаться такими высокими скоростями, а ведь в CD-ROM с этой скоростью вращается сменный носитель намного большего диаметра, который не так хорошо сбалансирован.

При таких огромных скоростях высокую вибрацию и повышение частоты ошибок могут спровоцировать даже неравномерность нанесения защитного лака при изготовлении диска или надпись, сделанная маркером на одной из его половинки.

По этим причинам гонка за громадными скоростями прекратилась на отметки 60X, а на практике оказалось, что самой надежной и достаточной оказалась скорость 40XСледует помнить, что 40X или 60Х (6 или 9 Мбайт/с) – это всего лишь максимальнейшая скорость передачи данных, достигаемая лишь на внешних дорожках накопителя данных.

Исключение составляют накопители, выполненные по технологии TrueX, которую разработала компания Zen Research, которая позволяет читать одновременно несколько дорожек. Эта технология позволила компании Kenwood довести скорость до 72X, однако производство таких устройств оказался невыгоден по экономическим причинам и в настоящее время остановлен. Опыт, полученный в процессе разработки, изготовления и усовершенствования накопителей данных CD-ROM сыграл очень значительную роль в развитии дальнейших разработок накопителей данных. В самом начале в таких устройствах использовался режим постоянной линейной скорости (constant linear velocity, CLV), который пришел из индустрии аудио-CD. Скорость передачи информации в дисководе IX была равной 150 кбайт/с и на всех дорожках была постоянна, для этого при смещении головки от центра диска к его краям  скоростное значение вращения пропорционально уменьшалась. Производители CD-ROM, чтобы уменьшить время доступа начали применять режим(constant angular velocity, CAV) как и на жестких дисках, который устанавливал постоянную угловую скорость, т.к. диск не всегда должен читаться на постоянной скорости. Эта технология приобрела название partial-CAV или zoned-CLV. Она предполагает разбивания диска на несколько зон по радиусу. Каждая зона использует свою скорость вращения, при этом чтение может проходить  в режимах CAV и CLV. Эта технология очень широко применяется до сегодняшнего дня в записывающих накопителях. Одним из главных этапов для обеспечения совместимости четырех возглавляющих первенство форматов компакт-дисков: CD-Digital Audio (CD-DA), CD-Rewritable (CD-RW), CD-ROM и CD-Recordable (CD-R) – стало принятие ассоциацией изготовителей оптических устройств хранения информации (Optical Storage TechHeTlogy Association, OSTA)  спецификации MultiRead. Устройства, отмеченные нужным логотипом, предоставляют возможность чтения дисков любых из этих четырех форматов.

В наше время активно ведется усовершенствование компакт-дисков для того чтобы простому обывателю становилось все проще и проще. Разработчики компакт-дисков на сегодняшний день могут нам предоставить даже гибкие диски толщиной всего в 0,1 миллиметр под названием flexCD. Существующие накопители могут считывать с него информацию при помощи специального адаптера, который представляет собой две окружности из твердого пластика. Производство flexCD намного более экономичнее, чем производство обычных компакт-дисков.

Время производства flexCD составляет всего 0,3 секунды, что в 10 раз быстрее, чем производство традиционного CD-ROM. Несмотря на такое малое время производства это намного экономичней и дешевле. Производители надеются, что flexCD наберет огромную популярность среди потребителей, для распространения рекламы и другой различной информации. Его легко вшивать в журналы, рассылать в конвертах и использовать как этикетки на упаковке различных продуктов.

3 CD-R. CD-RW

В конце 80-х все чаще стало упоминаться об оптических дисках с однократной записью (WORM). Устанавливать спецификацию записываемых CD дисков стала «Оранжевая книга» выпускавшаяся с 1990 года. Оранжевая книга состоит из нескольких разделов, подробно описывающих CD-WO, CD-MO (Magneto-Optic), и CD-RW (ReWritable). Но в одной из последней версии стандарта отказались от CD-WO и назвали CD-R. Первый CD-R появился в 1993 году, выпущенный компанией Phillips. Диски из поликарбоната, которые покрывались циановым или азоткрасителем, напыленный наитончайшим слоем металла (золота или серебра) использовались как болванки для записи информации. Когда происходила запись лазерный луч фокусировался на участке красителя и выжигая образовывал на слое красителя совершенно непрозрачные участки, такие же, как и на ямках обычного штампованного CD.

Одна из частей «Оранжевой книги» предполагает возможность многосеансовой связи, из-за этого носители CD-R не полностью отвечают понятию WORM (многократное чтение при однократной записи). Все сеансы стоят из одной или нескольких дорожек данных: начального и конечного участков и соответствующей записи в TOC. Присутствие участков, которые не используются, приводит к утере при записи каждого следующего сеанса 13.5 Мбайт памяти на CD-R.

Стандартный CD-R – это тонкий диск из почти полностью прозрачного пластика, основу которого составляет поликарбонат, толщина которого 1,2 мм, а диаметр диска составляет 120 мм, весовые ограничения колеблется в пределах 15 -18 грамм. Однако существует и нестандартный диск, диаметр которого диска ограничен 80 мм. Объем занимаемой информации обычного CD-R не превышает 74 минут аудио-файлов или 650 Мб какой-либо информации. Хотя в наши дни принято считать объем памяти диска этого формата равным 700 Мб, что равно 79 минутам аудио-файлов. Это увеличение памяти достигнуто усовершенствованием, в основе которого лежит превышение допусков, которые подробно расписаны в стандарте «Оранжевая Книга». Существуют и такие разработки, которые уже есть на рынке потребления и у них объем записываемой информации увеличен до 790Мб и до 870Мб, но они не имеют такого успеха как у первоначальных версий.

На поликарбонатовом диске имеется спиралевидная дорожка, сделанная для того, чтобы направить луч лазера при записи и чтения информации на носителе. С той стороны, на которой присутствует эта спиралевидная дорожка, диск покрыт записывающим слоем, состоящего из очень тонкого слоя органического красителя, а после специальным отражающим слоем из сплава благородных металлов. Специальный металлический отражающий слой покрыт защищающим от внешних воздействий фотополимеризуемым лаком, после чего переводится в твердое состояние излучением в ультрафиолетовом диапазоне. После всей это процедуры на диск наносится напыление из краски, которое пожелает производитель.

Чистый CD-R не совсем пустой как принято считать, поскольку на нём существует служебная дорожка с сервометками ATIP — абсолютное время в служебной дорожке. предназначена эта служебная дорожка для системы слежения, удерживающей луч лазера при записи на дорожки, а еще одна функция это слежение скоростью записи (следит чтобы скорость пита была равномерной). Опустив все эти функции, мы узнаем то, что служебная дорожка еще содержит информацию о компании производителе этого диска, все основные сведения о материале слоя записи данных, длине дорожек для записи данных и еще много различной информации. Именно благодаря служебной дорожке можно отличить оригинал диска от копии, поскольку при записи данных на диск служебная дорожка не повреждается.

На закате прошлого столетия накопители CD-R, которые смогли достичь таких скоростей по записи или чтению как 8X или 24X соответственно (1x = 150 КБ/с). С того времени стандарт CD-R был подвержен множественным улучшениям для достижения максимальных скоростей, для удобства работы с диском и на сегодняшний момент максимальная возможная скорость записи и чтения CD-R равна 52x, что ровно в 52 раза превышает стандарт установленный «Оранжевой Книгой». Усовершенствования такого уровня достигнуты в первую очередь в добавлении все новых и новых материалов для создания записывающего слоя. Однако даже в наше время высоких скоростей используется низкоскоростная запись 1х, которой пользуются для единичных специальных CD-R, ибо записывающие дек были разработаны именно под этот стандарт, а соответственно и под эту скорость.

Их смогли вытеснить универсальные накопители CD-RW, которые позволяют записывать не одни диски с одноразовой записью, но и перезаписываемые.

CD-RW — один из уже многочисленных форматов  компакт дисков, который был разработан в  1997 году и предназначенный для многократной записи информации на этот накопитель

Новый формат стал очевидным продолжением эволюционирования оптического носителя данных компакт-диска CD-R, но главное усовершенствование для этого формата стала возможность многократной записи информации на диск. Первая презентация нового продукта прошла в 1997 году, и на ней диск носил название CD-Erasable (CD-E), но позже название переделали в CD-RW, что еще раз нам доказывает  огромную схожесть с форматом CD-R. Однако главное отличие этих форматов состоит в создании записывающего слоя, который изготовлен из специального сплава халькогенидов, имеющих способность при нагревании выше температуры плавления переходить в состояние аморфности. Переходы между состоянием вещества обязательно изменяет физические свойства, пусть и совсем незначительно.