Принцип роботи cd-rom - інформатика, програмування
Принцип роботи дисковода CD-ROM
Принцип роботи дисковода нагадує принцип роботи звичайних дисководів для гнучких дисків. Поверхня оптичного диска (CD-ROM) переміщається щодо лазерної головки постійною лінійною швидкістю, а кутова швидкість змінюється в залежності від радіального положення головки. Промінь лазера прямує на доріжку, фокусуючись при цьому за допомогою котушки. Лучпроникає крізь захисний шар пластику і потрапляє на що відображає шар алюмінію на поверхні диска. При попаданні його на виступ, він відбивається на детектор і проходить через призму, що відхиляє його на світлочутливий діод. Якщо промінь потрапляє в ямку він розсіюється і лише мала частина випромінювання відбивається назад і доходить до світлочутливого діода. Надіоді світлові імпульси перетворяться в електричні, яскраве випромінювання перетвориться в нулі слабке - в одиниці. Таким чином ямки сприймаються дисководом як логічні нулі, а гладка поверхня як логічні одиниці
Продуктивність дисководів CD-ROM.
Для підвищення продуктивності дисководів їх забезпечують буферною пам'яттю (стандартні обсяги кеша: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфердисковода є пам'ять для короткочасного зберігання даних, після зчитування їх з CD-ROM, але до пересилання в плату контролера, а потім у ЦП. Така буферизація дає можливість дискового пристрою передавати дані в процесор невеликими порціями, а не забирати його час повільної постійного потоку даних. Наприклад, згідно з вимогами стандарту MPC рівня 2 накопичувач CD-ROM подвоєною швидкістю повинен займати не більше 60% ресурсів ЦП.
Конструктивні особливості приводів CD-ROM
Як відомо, більшість накопичувачів бувають зовнішніми і вбудованими (внутрішніми). Приводи компакт-дисків у цьому сенсі не є винятком. Більшість пропонованих в даний час накопичувачів CD-ROM є вбудованими. Зовнішній накопичувач коштує помітно дорожче. Це легко пояснити, так як в цьому випадку накопичувач має власний корпус і джерело живлення. Форм-фактор сучасного всраіваемого приводу CD-ROM визначається двома параметрами: половинній висотою (Half-High, HH) і горизонтальним розміром 5.25 дюйма.
На передній панелі кожного накопичувача є доступ до механізму завантаження компакт-диска. Одним з найпоширеніших є механізм завантаження CD-ROM за допомогою caddy. Caddy являє з себе пластмасовий прозорий контейнер, в який кладеться компакт-диск перед завантаженням безпосередньо в привід. Іншим способом є завантаження з допомогою tray-механізму. Tray-механізм дійсно схожий на тацю, який висувається з накопичувача зазвичай після натискання кнопки Eject. На нього встановлюється компакт-диск, після чого "піднос" в накопичувач засувається в ручну. Існують різновиди tray-механізму, наприклад pop-up. В цьому випадку завантаження диска на "таці" відбувається напівавтоматично, після легко торкання.
Пристрій і технологія виробництва CD-ROM.
Всі CD-ROM мають один і той же фізичний формат виготовлення і ємність 650 Мбайт. Диск діаметром 120 мм, товщиною 1,2 мм і центральним отвором діаметром 15 мм. Центральна область навколо отвору шириною 6 мм називається зоною кріплення (clamping area). За нею безпосередньо слід заголовна область (lead in area), що містить зміст диска (table of content). Далі розташована область шириною 33 мм, призначена для зберігання даних і фізично представляє собою єдиний трек. Завершальною є термінальна область (lead out) шириною 1 мм. Зовнішній обід диска шириною 3 мм.
Область зберігання даних логічно може містити від 1 до 99 треків, однак різнорідна інформація не може бути мішаного на одному треку. Цифрова інформація зберігається на CD-ROM у вигляді чергуються по ходу спіралі ямок, нанесених на поверхню поліуглеродного пластика. Ямка сприймається променем лазера як логічний нуль, а гладка поверхня як логічна одиниця.
СD-ROM виготовляється методом штампування. Зі скляною матриці виготовляють пластикову основу, після цього поверх пластику для відображення лазерного променя наноситься шар алюмінію, який в свою чергу покривається захисним шаром лаку. У CD-R для збільшення кеффіціента відображення лазерного променя на пластик наносять шар золота, який покривають барвником, потім на барвник наносять захисний шар лаку.
На відміну від CD-R запис інформації на CD-ROM проводиться в момент його виготовлення тобто штампування. На СD-R інформація записується за допомогою CD рекодера. Промінь лазера випалює на "тарілці" отвір колоколообразной форми, що дає перевагу перед звичайним CD-ROM, так як в такий ямці промінь лазера розсіюється сильніше і менша частина випромінювання потрапляє в приймач. Однак після запису інформації на CD-R, він фактично стає звичайним компакт диском.
Підключення дисководів CD-ROM
В даний час наиболеее поширеними є SCSI і IDE інтерфейси. Крім цих інтерфейсів існує маса інших стандартів конкретних виробників таких як Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однак їх роль досить мала. У свою чергу обидва інтерфейсу SCSI і IDE мають вдосконалені версії. Для SCSI це SCSI-2 і Fast SCSI-2, для IDE - інтерфейс EIDE. Останній підтримує два паралельних каналу і за характеристиками займає проміжне місце між SCSI і IDE. Інтерфейс SCSI в порівнянні з IDE в принципі є більш швидким по потенційної швидкості обміну даними з диском, однак реально це не дає переваги, оскільки навіть дисководи CD-ROM з чотирикратної швидкістю не можуть передавати дані швидше 700 Кбайт / с. Тим не менш, якщо врахувати, що загальна концнпція обчислень поступово зсувається в бік мультизадачності середовища, коли одночасно потрібно доступ як до жорсткого диска, так і до пристрою типу CD-ROM, використання інтерфейсу SCSI в майбутньому може виявитися кращим.
Підключення дисководів CD-ROM.
На сьогоднішній день існує кілька способів підключення дисководів CD-ROM. Перший спосіб заснований на тому, що один канал інтерфейсу IDE може підтримувати два вбудованих пристрою. Накопичувач CD-ROM підключають до плати вводу-виводу через інтерфейс IDE разом з жорстким диском за принципом master / slave. Однак в цьому випадку знижується швидкість обміну даними з жорстким диском. Одним із способів вирішення цієї проблеми є підключення пристроїв CD-ROM до різних каналах одного інтерфейсу EIDE або до двох різних Котроллер IDE. Якщо CD-ROM має SCSI інтерфейс, то його відповідно підключають до SCSI контролеру. Іншим підходом є застосування 32- бітних драйверів дисководів CD-ROM замість використовуваних в даний час 16- бітних. Існує також можливість підключення дисководів CD-ROM через контролер звукової карти. Також не слід забувати, що сучасні материнські плати можуть містити вбудовані контролери SCSI і IDE, що взагалі виключає необхідність у додатковій платі вводу-виводу для підключення дисководів CD-ROM.
Однією з основних, що зустрічаються при роботі з аудіосигналами, проблем є фізична несумісність аудіо-роз'ємів для вбудованого дисковода CD-ROM і звукової карти. Як правило, і дисковод, і звукова карта мають аудіо-роз'єми з чотирма висновками (два стереоканалу і по одному заземлювального контакту для кожного з них). Призначення контактів зазвичай однаково на обох типах пристроїв, проте, проблема полягає в тому, що ці роз'єми можуть мати різні розміри. Ще одна неприємність пов'язана з тим, що, якщо ЦАП конструктивно розташований всередині самого дисковода, це може негативно відбитися на якості відтворення звуку. У свою чергу фізичний поділ дисковода CD-ROM і ЦАП, з яким він працює, дозволяє уникнути додаткових шумів.
Стандарти на компакт-диски.
Всі стандарти на компакт-диски більше відомі за кольорами бібліотек, в яких вони описуються. У 1980 році була прийнята серія стандартів під назвою Red Book, що відносяться до аудіо компак-дисків. Згідно з цим документом частота дискретизації при зчитуванні аудіо сигналів з диска CD-ROM має дорівнювати 44,1 КГц. Амплітудне дозвіл видається 16- бітної величиною. Так як стандарт визначає стереозвук, то кожну секунду повинна зчитуватися не одна, а дві 16- бітні величини.
Динамічні зображення і
стандарт White Book
Диски Photo CD і мультисессии
Одним з типів CD-ROM з можливістю дозаписи інформації є так звані Photo CD. Одноразова запис інформації на диск називається сесією (session). Відповідно багаторазова запис називається мультисессии (multisession). Необхідно враховувати, що кожна сесія вимагає свого змісту, тому чим більша кількість сесій використовується, тим менша кількість інформації на диску. В даний час вже з'явилися дисководи, обробні мультисессии і дозволяють програвати диски Photo CD.
Фірма Kodak розробила пристрої типу Photo CD, що дозволяють зберігати знімки, зроблені на 35-міліметровій плівці в кількості до 100 кадрів. Ідея полягає в тому, щоб споживач міг сканувати знімки, отримані за допомогою устаткування фірми Kodak, а надалі відтворювати на будь-якому приводі. Реально на диску можуть зберігатися п'ять різних версій одного і того ж слайда при різному дозволі 24- бітної палітри.
За допомогою стиснення (без втрати роздільної здатності) дані п'яти зображень можуть бути упаковані в файл розміром 6 Мбайт. Таким чином на компакт-диску ємністю 600 Мбайт може зберігатися до 100 фотознімків.
Для роботи з Photo CD рекомендуються швидкі дисководи, тому що окремі кадри можуть досягати розмірів до 18 Мбайт.
Майбутнє CD-ROM приводів і CD дисків
На даний момент ємності CD-ROM не вистачає для мультимедіа продуктів навого покоління. Для збільшення ємності CD-ROM, здатного зберігати більший обсяг даних, упакованих по стандарту MPEG-2, необхідні більш високі швидкості зчитування. Розробляється зараз новий формат CD-ROM (HD-CD або High Density CD) здатний забезпечити п'ятиразове збільшення обсягу компакт-дисків без будь-яких особливих технічних ухіщереній. При цьому посилюються вимоги на фізичну розмітку диска, а саме зменшується відстань між сусідніми треками і розмір ямок. Довжина хвилі зчитує променязменшується з 780 нм до 635 нм, проте можливість використання все тих же дешевих лазерів, що працюють в червоній області спектра, залишається. Структура даних також стає більш ефективною за рахунок більш досконалої логічної системи корекції помилок, що збільшує інформаційну ємність диска на 10-15%. Комбінація зазначених нововведень дозволить довести обсяг записуваної інформації до 3,7 Гбайт.
На думку фахівців процес виробництва HD-CD мало чим відрізнятиметься від виробництва звичайних компакт-дисків, за винятком набагато більш складних допусків. Найбільшу трудність, ймовірно, буде представляти ізготовленіме матриці компакт-диска високої щільності. Дисководи HD-CD з'являться по всій видимості в цьому році.
В даний час ведуться роботи над мультіповерхостним CD-ROM. Суть цієї технології полягає в наявності двох шарів, що містять записані дані і знаходяться один над іншим. Лазерний промінь може фокусуватися як на нижньому так і на верхньому шарі. Перший варіант таких систем, випущених фірмою 3М, вміщує до 7,8 Гбайт інформації при двошарового запису, хоча не існує ніяких пріпятствій, що заважають подальшому збільшенню кількості шарів.
У свою чергу основна ідея подальшого підвищення швидкості роботи дисководів CD-ROM пов'язана з використанням двох лазерних променів. Це може зробити ці пристрої значно дорожче, тому деякі виробники вважають за доцільне вдосконалити технологію виробництва приводів CD-ROM і випуск найближчим часом відносно дешевих моделей з 8-ми кратною швидкістю при використанні одного пристрою, що зчитує променя. Наявність дисків з високою щільністю запису в поєднанні наявних дисководів з чотирьох-, шести- і восьмикратною швидкістю дає можливість вбудовувати мультимедіа дані в будь-які додатки.
повністю відсутні сторонні шуми, шурхіт і тріск властиві звичайним магнітним носіям. Таким чином, оптичний метод зберігання інформації став наймасовішим і поширеним. 1. Конструктивні особливості приводів CD-ROM Як відомо, більшість накопичувачів бувають зовнішніми і вбудованими (внутрішніми). Приводи компакт-дисків у цьому сенсі не є винятком. Більшість.
або обертанні, а також комбінації всіх цих способів. Мал. 6. Порівняння оптичних і голографічних методів записи Малюнок 7. Принцип голографічної записи Малюнок 8. Схема запису / читання даних методом голографії Переваги голографічного пам'яті: висока щільність запису і велика швидкість читання; паралельний запис інформації (не по одному біту, а цілими сторінками, рис.
нальні комп'ютери. Принцип роботи кеш-пам'яті полягає в наступному. Процесор рідко використовує весь обсяг ОЗУ практично одночасно. Скакати з одного кута пам'яті в інший, періодично пошвиріваясь по всьому її об'єму - це не найкращий спосіб використання ресурсів комп'ютера. Найчастіше всі звернення процесора до пам'яті зосереджені в невеликій області (як показує статистика - 5-10% від.
то проводиться повторний запит на передачу цієї інформації. Тут наведено дуже загальний принцип роботи модему. Загалом алгоритм роботи модемів залежить від типу модему, від того по яким протоколам працює модем, від типів ліній і ін. 3. Експлуатація на прикладі конкретної моделі 3.1.1 Я розглядаю експлуатацію модему на прикладі зовнішнього факс модему Sporster Voice 28.8.