CD-R (Compact Disc-Recordable, Записываемый Компакт-Диск) - разновидность компакт-диска (CD), разработанная для однократной записи информации. На данный момент стандартной ёмкостью CD-R можно считать 702 МБ данных (точнее 736 966 656 байт) или 79 минут 59 секунд и 74 фрейма.Поликарбонатный диск имеет спиральную дорожку для направления луча лазера при записи и считывании информации. С той стороны, где находится спиральная дорожка, диск покрыт записывающим слоем, состоящим из очень тонкого слоя органического красителя и затем отражающим слоем из серебра, его сплава или золота. Этот отражающий слой покрывается защитным фотополимеризуемым лаком и отверждается ультрафиолетовым излучением. На этот защитный слой можно наносить различные надписи краской. В настоящее время (2006) максимальная возможная скорость записи CD-R равна 52x (1x = 150 КБ/с).
Используется три основных типа записывающего слоя для CD-R:
1.Цианин (англ. Cyanine) - Цианиновый краситель обладает сине-зелёным (цвет «морской волны») оттенком рабочей поверхности. Краситель может выцвести за несколько лет, поэтому не рекомендуется использовать такие диски в целях резервного копирования и долговременного хранения архивных данных.
2.Azo - Металлизированный азокраситель, имеет тёмно-синий цвет. Этот краситель химически стоек и его способность хранить информацию исчисляется десятилетиями (сами фирмы пишут о 100 годах).
3.Фталоцианин - практически бесцветен, с бледным оттенком салатового или золотистого цвета, из-за чего диски на основе фталоцианинового активного слоя часто называют «золотыми». Диски на основе этого активного слоя менее чувствительны к солнечному свету и ультрафиолетовому излучению, что способствует увеличению долговечности записанной информации и несколько более надёжному хранению в неблагоприятных условиях (фирмы заявляют о сотнях лет).
Существует несколько методов записи данных на CD-R:
1.Disc-At-Once , DAO (Диск за раз) - весь диск записывается одной сессией, от начала до конца без перерывов.
2.Track-At-Once , TAO (Дорожка за раз) - данные пишутся по одной дорожке (сессии) за раз и диск оставляется «открытым» (то есть запись о «закрытии» диска не делается), что говорит о возможности дальнейшей записи информации на этот диск.
3.Packet Writing (Пакетная запись) - не очень распространённый вид записи, при котором диск «форматируется» и в дальнейшем на него можно записывать данные или делать ранее записанные данные «невидимыми», то есть такой CD-R становится похожим на диски с произвольным чтением и записью. Однако при любом изменении данных (удаление, запись, изменение) на диске необходимо записывать дополнительные пакеты, и после того как все пакеты будут записаны, диск станет недоступным для дальнейших изменений - только для чтения. Поддерживается не всеми приводами, что приводит к проблемам совместимости.
4.Session-At-Once , SAO (Сессия за раз) - режим SAO применяется при записи формата CD-Extra. При использовании данного формата, на диске возможна запись как аудиоинформации (CD-DA), так и программной части. При записи сначала «прожигаются» аудиотреки, а затем данные.
5.Multisession (Мультисессия) - режим записи, позволяющий в дальнейшем добавлять информацию на диск. Каждая сессия содержит информацию начала сессии (lead-in), затем данные и информацию о конце сессии (lead-out). При записи в режиме мультисессии, информация о структуре предыдущих записей копируется в новую сессию и может быть отредактирована.Есть возможность «стирать» ненужную ему информацию с компакт-диска, хотя на самом деле физически она продолжает оставаться на CD диске. Информация может быть восстановлена с помощью специального программного обеспечения.
Имеется несовместимость CD-R и очень старых приводов для чтения компакт-дисков. Это вызвано, в основном, меньшей отражательной способностью CD-R дисков. Однако большая часть бытовых CD-приводов без проблем воспринимает носители CD-R.
CD-RW -(англ. Compact Disc-ReWritable, Перезаписываемый компакт-диск) - разновидность компакт-диска (CD), разработанный для многократной записи информации. CD-RW во многом похож на CD-R, но его записывающий слой изготавливается из специального сплава халькогенидов, который при нагреве выше температуры плавления переходит из кристаллического агрегатного состояния в аморфное. Современные CD-RW диски позволяют перезаписывать информацию порядка 1000 раз. Существует два вида стирания - «полное» и «быстрое». При «полном» стирании весь диск переводится в кристаллическое состояние и старая информация уничтожается физически. А «быстрое» стирание очищает только небольшую часть диска. Однако при этом существует техническая возможность восстановить данные. Поэтому, если есть необходимость сохранения конфиденциальности информации, то нужно использовать полное стирание.
Каким образом информация попадает на компьютер? Существует несколько вариантов. Файл можно скачать с каких-либо внешних ресурсов – интернета или локальной сети. Но это не всегда возможно. Огромную роль в жизни любого компьютерного пользователя играют так называемые внешние накопители. Вот о них-то мы в этот раз и поговорим.
Начнем, пожалуй, с самых популярных. Что такое флеш-накопитель ? Большинство хоть и не знает точного определения, но хотя бы иногда пользуется этим устройством.
Вы видели в метро или автобусе молодых людей, слушающих музыку в наушниках? Чаще всего она играет слишком громко и совсем не ту мелодию, которая могла бы нам понравиться. Это раздражает, не правда ли? И тем не менее, они слушают MP3-плеер. Причем здесь флешка? А притом, что такой плеер и является флеш-накопителем. Он подключается к компьютеру посредством USB-соединения (таких гнезд в компьютере пруд-пруди) и является обыкновенным носителем информации. В случае тинейджера, любящего громкую музыку, этой информацией являются музыкальные файлы. Скажу Вам по секрету, на такой плеер можно записать абсолютно все, что угодно (любые папки и файлы). Ограничением будет лишь размер памяти данного плеера.
Но мы отвлеклись. Итак, Вы более-менее понимаете, что такое флешка и зачем она нужна. Но не имеете понятия, как грамотно ею пользоваться. Что ж, давайте будем разбираться.
Первым делом нужно вставить флешку в USB-порт Вашего компьютера (только не забудьте включить компьютер перед этим). Это прямоугольное гнездо, найти которое можно как на передней (почти всегда), так и на задней (абсолютно всегда) панели компьютерного блока. После этой нехитрой процедуры следует дождаться определения нового оборудования компьютером.
Очень часто компьютер начинает упорствовать и не воспринимает флеш-накопитель. Попробуйте другой порт. Если не поможет, то возможны следующие варианты.
Если флешка заработала, то смело отправляемся в «мой компьютер». Снизу появится «съемный диск X», где X - любая латинская заглавная буква. Выглядеть это будет также как и локальные диски на вашем компьютере.
Чтобы открыть флешку, используйте двойной щелчок или правую кнопку мыши (строка «открыть», как правило, первая в контекстном меню). Внутри Вы обнаружите папку или файл с непонятным названием, они необходимы накопителю для работы, не обращайте внимания на них.
Чтобы скопировать нужные Вам данные с флешки, можете использовать несколько вариантов действий:
Если Вы внимательно читали, о том, что такое флеш-накопитель, то помните, что это носитель информации. Вы не только можете копировать информацию с флешки на свой компьютер, но и записывать данные с компьютера на флешку. Делается это точно также.
Все эти действия достаточно просты, сложным же будет правильно извлечь носитель из компьютера. Если Вы считаете, что для этого достаточно просто вытащить ее, то смело заказывайте себе новую. А если флешка дорога Вам, то прежде чем вытаскивать из компьютера, подготовьте ее. Для этого найдите в правом нижнем углу рабочего стола кнопку «Безопасное извлечение устройств».
Нажмите левой кнопкой мыши по значку и найдите в списке соответствующий съемный диск, щелкните мышкой. Теперь флешку можно вытаскивать из гнезда. Делайте это обязательно. Последствия небрежного обращения с такой деликатной техникой Вам не понравятся, уж поверьте.
Что такое флешка мы изучили. Теперь давайте вспомним о компакт-дисках. На данный момент существует несколько вариантов гибких носителей информации. Помните кассеты? Они устарели, и им на замену пришли диски. Как и флешка, эти диски используются для записи, хранения и передачи информации.
Но время не стоит на месте. Диски тоже понемногу отходят в прошлое. Хотя относительно недавно и появился новый формат Blu-Ray, мне кажется, что будущее за флешками и другими, еще не изобретенными способами переноса информации.
Чтобы прочесть информацию (посмотреть фильм, послушать музыку, скопировать нужную документацию), Вам понадобится дисковод. Это специальное устройство для чтения (и записи) дисков. Вставляем в него диск и ждем, пока он определится компьютером. Затем открываем его так же, как и флешку (или выбираем любой другой вариант из всплывающего окна «быстрый запуск»). Флешка будет работать в любом случае, независимо от того, какая операционная система установлена на вашем компьютере .
А Вы знаете, что CD отличается от DVD? Что такое CD(CD – Compact Disc, англ. – компакт-диск)? Что такое DVD(DVD – Digital Video Disc, англ. – цифровой видеодиск)? На самом деле и то, и то является обычным диском с алюминиевым напылением. Разница заключается лишь в способе записи данных. В первом случае (CD-диск) используется более старая технология, поэтому и объем у таких дисков небольшой – 703,125 Мегабайта (обычно округляют до 700 Мбайт ). Второй вариант (DVD-диск) более современный. Объем такого диска уже превышает 4,384 Гигабайта (обычно округляют до 4,3 Гбайт ), т.е. в 6 раз больше, чем объем CD!
Для справки: 1 Гигабайт = 1000 Мегабайт
Но не все дисководы умеют читать DVD-диски. Если Ваш компьютер относительно новый, то можете не беспокоиться. Его дисковод превосходно читает все диски – и CD, и DVD. А вот владельцам более древних моделей стоит глянуть на торцевую сторону своего дисковода. Там обязательно должна быть метка, которая ясно даст понять, что может прочитать дисковод, а что нет.
Отдельно нужно упомянуть, что основное отличие дисков от флешки состоит в том, что информация на них записывается дольше, а на некоторые диски ее вообще можно записать единожды. Потом ее не получится стереть и записать новую. Такие типы дисков помечаются латинской буквой «R» (R – Recordable, англ. – записываемый), которая добавляется к основной маркировке диска через дефис. Например, «CD-R» или «DVD-R». Т.е. на такие диски может быть записана информация лишь единожды – ни удалить, не переписать ее невозможно.
Другой случай – возможность многократной записи и перезаписи информации, в этом случае CD или DVD помечается латинскими буквами «RW» (RW – ReWritable, англ. – перезаписываемый). Выглядит это так: «CD-RW», «DVD-RW». В этом случае диск практически ничем не отличается от флешки.
Надеюсь, теперь, если вдруг понадобится блеснуть знаниями, Вы обязательно вспомните, что такое флеш-накопитель, что такое CD/DVD-диск и не попадете впросак. А если сможете еще и дать нуждающимся несколько полезных советов, то это будет здорово.
В конце 1997-гo - начале 1998 года на рынке стали появляться диски и приводы DVD. Этот стандарт был создан с расчетом на то, чтобы заменить разные носители сразу в нескольких областях - и в индустрии видео, и в сфере информационных технологий, и в звуковых записях, и даже, возможно, в индустрии игровых картриджей. По замыслу разработчиков, это должен быть некий "универсальный" носитель, необычайно вместительный и надежный.
Емкость стандартного (одностороннего, однослойного) диска составляет 4,7 Гбайт, то есть почти в восемь раз превышает емкость обычного CD-ROM. В формате MPEG-2 на DVD-диск можно записать видеофильм продолжительностью около 130 минут со звуковым сопровождением на восьми языках и субтитрами на 32 языках.
Использование двухслойных двухсторонних дисков позволяет увеличить емкость DVD-носителя вчетверо при незначительном повышении стоимости дисководов и самих дисков. Верхний слой таких дисков делается полупрозрачным, а внутренний - полностью отражающим. Для чтения информации лазерный луч фокусируется на поверхности внутреннего слоя, "игнорируя" помехи, создаваемые верхним слоем.
Диски, созданные по этой несколько модифицированной лазерной технологии, так же как и традиционные компакт-диски, используют для хранения данных углубления, расположенные в виде спиральной дорожки, "завитой" по всей поверхности диска. Так же как и в случае с CD, при считывании информации точно сфокусированный лазерный диод испускает луч, который, отражаясь от углублений на вращающемся диске, затем попадает на светочувствительный элемент. Таким образом, действуя по двоичной системе ("есть сигнал - нет сигнала"), компьютер считывает информацию с носителя. По размерам же диски CD и DVD абсолютно одинаковы - DVD разве что немного тоньше. Естественно, так же как и CD-диски, DVD производится в двух форм-факторах 12 см (4,7 дюйма) и 8 см (3,1 дюйма). Наиболее распространенным, как и в случае с CD, скорее всего, будет форм-фактор 12 см - ведь именно на него рассчитано большинство дисководов и DVD-плейеров.
В чем же заключаются различия между DVD и CD? В первую очередь у DVD-дисков меньший диаметр углублений, на дорожке они расположены с меньшим "шагом", и самих дорожек на диске гораздо больше. Использование насечек меньшего размера стало возможным благодаря применению высокочастотного лазера, посылающего более "плотный" луч. В то время как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780 нанометров, устройства DVD используют лазер с длиной волны 650 или 635 нм, что позволяет покрывать лучом в два раза больше насечек на одной дорожке и в два раза больше дорожек. Кроме того, поверхность диска, отведенная для хранения данных, немного больше, чем у CD-ROM, DVD также предусматривает новый формат секторов и более надежный код коррекции ошибок. Все эти нововведения позволили достичь примерно в семь раз большей емкости дисков DVD, чем традиционных CD.
Но семикратный прирост емкости диска - это далеко не предел. Пожалуй, самое интересное в спецификациях DVD - это возможность создания двухсторонних и двухслойных дисков.
Двухсторонний диск делается просто: так как толщина диска DVD может составлять лишь 0,6 мм (половина толщины обычного CD-ROM), появляется возможность соединить два диска тыльными сторонами и получить двухсторонний DVD. Правда, придется вручную переворачивать его, но с развитием технологий DVD появятся приводы, способные читать обе стороны без вмешательства пользователя.
Технология создания двухслойных дисков чуть более сложна: данные записываются в двух слоях - нижнем и полупрозрачном верхнем. Работая на одной частоте, лазер считывает данные с полупрозрачного слоя, работая на другой - получает данные "со дна".
Первый (ближний к лазеру) слой полупрозрачный. Благодаря этому, меняя фокусировку лазера, можно считывать информацию как с первого слоя, так и с расположенного за ним второго. Поскольку время переключения фокусировки достаточно мало, применение двух слоев позволяет получить диск с "непрерывной" емкостью 8,5 Гбайт (стандарт DVD-9 - односторонний двухслойный диск (DL/SS, рис. 2), емкостью соответственно 8,5 Гбайт).
Вместимость двухслойных DVD-дисков не в два раза больше, чем у однослойных, как следовало бы ожидать, а немного меньше: дабы минимизировать помехи, возникающие при прохождении луча лазера через внешний слой, минимальный размер углублений на дорожках был повышен с 0,4 мм до 0,44 мм. Кстати, в результате немного повысилась скорость считывания информации с таких дисков.
Приводы DVD имеют довольно медленную скорость вращения дисков, даже по сравнению с устаревшими трехскоростными устройствами CD-ROM. Однако, так как на DVD-дисках данные размещены более плотно, чем на CD, скорость передачи соответствует скоростям девятискоростных дисководов CD-ROM, что в цифрах соответствует 1,3 Мбит/с. Дисководы, работающие с такой скоростью, называются двухскоростными.
Второе поколение устройств DVD будет иметь удвоенную скорость. Это не повлияет на качество проигрываемого видео (1,3 Мбайт вполне достаточно для обеспечения ровного и четкого видеоряда), зато увеличит скорость загрузки программного обеспечения с DVD-ROM.
Существует и два варианта записываемых DVD-дисков. Это стандарт DVD-R и DVD-RAM. Первый стандарт аналогичен CD-R - данные на диск могут быть записаны только единожды. Луч лазера "выжигает" углубления в специальном слое, нанесенном на диск.
Еще один стандарт - DVD-RAM - позволяет записывать данные на диск многократно. Он основан на технологии смены фазы (phase change): луч лазера разогревает специальный отражающий магнитосодержащий слой, нанесенный на диск, а затем под воздействием магнитной головки в этом слое формируются углубления. Застывая, слой сохраняет форму, полученную в результате воздействия головки, а значит, и данные. При перезаписи достаточно повторить операцию. Количество циклов "чтение/запись" для данной технологии оценивается в миллионы раз.
По конструкции различают четыре типа DVD дисков:
DVD-5 (Single-sided, single-layer disc) - это первая версия DVD-диска: односторонний диск с однослойной записью и max емкостью 4,7 Гб. DVD состоит из 0,6 мм пленки, покрытой аллюминием и наклеенной на чистую подложку. Технология напыления та же, что для обычного CD. Алюминиевая пленка имеет толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM;
DVD-9 (Single-sided, double-layer disc) - это двух-уровневый односторонний диск с max емкостью 8,5 Гбайт. Создается полупрозрачный слой, который отражает 18-30% лазерного излучения. Это позволяет считывать информацию с верхнего слоя. И в то же время полупрозрачный слой будет пропускать достаточно излучения, чтобы сигнал от нижнего уровня с высокой отражательно способностью тоже читался. Информационные уровни разделяет высоко-однородный клей (толщина клеевой прослойки составляет 40-70 микрон), используемый для соединения двух половин диска. Это расстояние необходимо, чтобы различить сигнал, отраженный от 1-го и 2-го уровней. Оптимальный материал полупрозрачного слоя - золото, но используются кремниевый и серебряный сплавы. Считывание данных с внутреннего или внешнего слоя производится с помощью перефокусировки оптической системы.
DVD-10 (Double-sided, single-layer disc) - однослойный двухсторонний диск с одним информационным слоем и max емкостью 9,4 Гб (по сути это двойной DVD-5 без чистой подложки). Два диска, покрытых металлическими пленками, соединены вместе. Для считывания информации с 2-х сторон диска используется один лазер;
DVD-18 (Double-sided, double-layer disc) - двухсторонний диск с двумя информационными слоями и max емкостью 17 Гб. Структура DVD-18 та же самая, как и у DVD-9.
VCD - диски
Появилась универсальная платформа для интерактивных носителей, сочетающих VHS-видео со звуком CD-качества. Потребители получают такое качество видео, к которому они привыкли на VHS-лентах, и CD-качество звука. Возможен просмотр в интерактивном режиме. Дополнительная информация - текст, графика, тесты и вопросники - может существенно расширить знакомые форматы вплоть до возможности выхода в Интернет. Или, напротив, в компьютерные CD-ROM добавляются полноэкранное видео и качественный звук..
Все это обеспечивает формат видeoCD (VCD) и его расширение - Video CD Plus. С одной стороны, пользователям VCD предлагаются знакомые качества, с другой - удобства, которых они ранее не имели. Наконец, VCD-диски будут проигрываться на большинстве компьютеров PC и Маc, CDi-плейерах, 3DO-npиставках, видеоигровых аппаратах типа Sega Saturn или Amiga CD32 и различных Hi-Fi-системах. В конечном счете практически все CD-устройства будут проигрывать VCD.
Необходимо различать лазерные видеодиски (LD) и VCD. Это изделия, базирующиеся на разных технологиях, и если LD-проигрыватель приобретен до 1995 года, то, вероятнее всего, он не сможет воспроизводить VCD.
Пришедшие на смену большим и тяжелым 30-сантиметровым лазерным видеодискам (LD) VCD явно выигрывают по сравнению с ними и по времени записи, и по физическим размерам, и по удобству, и по наличию дополнительных функций, но немного уступают в качестве записи.
LD - это цифровая запись практически несжатого видео (если не учитывать потерь при сэмплировании аналогового сигнала) в отличие от сжатого по стандарту MPEG-1, используемого на VCD. Понятно, что качество LD-дисков несколько выше, чем на VHS-лентах. VHS-формат обладает разрешающей способностью приблизительно в 200-300 линий. (Не путать с компьютерным разрешением в пикселах!) Линии в данном случае означают наибольшее количество различимых изменений по вертикали и зависят от качества ленты и аппаратуры воспроизведения. Хотя качество LD-записи примерно в 1,5 раза выше, но оно не превышает качества S-VHS или Hi-8. Утверждается, что видеоCD будет выглядеть примерно так же, как VHS, но сохранит такое же качество и через сто пятьдесят лет со времени записи. Кроме того, на VCD не будет мерцания строк, осцилляции мелких деталей и пропадут неприятные "эффекты" магнитных лент. Звук на VCD изначально высокого качества - без шипения, гудения и оглушения на звуковых дорожках магнитной ленты.
BидeoCD-фopмaт определяется наличием дорожки ISO 9660 ХА (XA - Extended Architecture), то есть имеющей сектора только mode2 (с возможностью коррекции ошибок - form1 или без нее - form2), и одной или большего количества MPEG-дорожек (полностью из секторов form2). VCD используют в VCD-плейерах и устройствах CDi. MPEG-дорожки можно также просматривать на компьютерах, оснащенных подходящим аппаратным или программным MPEG-плейером.
По установлении VCD в VCD-плейер появляется "меню", имеющее ряд позиций, по которым пользователь переходит в другие "меню", вызывает демонстрацию видео или другие возможности. Все видеопоследовательности хранятся в MPEG-формате.
Для записи VCD на компьютере, как правило, создается файл с образом диска. Этот файл содержит интерактивные связи, видео, текст и графику. Устройство для записи CD-дисков с соответствующим программным обеспечением переносит его на специальный CD-диск с золотым покрытием (называемый также мастер-диском), который затем может быть тиражирован механическим способом на дешевые матрицы с алюминиевым покрытием.
На диск наряду с MPEG-видео можно поместить огромное количество информации. Есть возможность варьировать объем видео, звукового, текстового и графического наполнения.
Причем VCD-диски могут воспроизводиться на компьютерах, начиная с i486, и без использования специальной MPEG-платы, которыми сегодня наводнен рынок (их распространяют как приставки ко всем графическим платам).
"Запаса прочности" у действующей DVD-технологии "красного лазера" уже практически нет - объем до 17 Гбайт является предельным. Но:
Параметры Blu-Ray-диска и "обычного":
Параметры |
Blu-Ray Disc |
DVD-RW |
|
Диаметр диска, мм |
||
|
Толщина диска, мм |
||
|
Емкость одного слоя, Гбайт |
23,3 / 25 / 27 |
|
|
Длина волны лазера, нм |
||
|
Числовая апертура лазера |
0,85 |
|
|
Скорость передачи, Мбит/с |
До 36 |
До 10 |
|
Способ записи |
Изменение фазового состояния |
Изменение фазового состояния |
|
Количество перезаписей, не менее |
10.000 |
1.000 |
|
Ширина трека, мкм |
0,32 |
|
|
Минимальная длина пита, мкм |
0,160 / 0,149 / 0,138 |
Все форматы компакт-дисков восходят к аудио-дискам CD-DA (Compact Disc – Digital Audio), появившимся в середине 1970-х в качестве замены виниловых пластинок. Начало промышленного производства компакт дисков относят к 1983. В настоящее время оптические диски являются одним из наиболее надежных и экономичных средств для долговременного (десятки лет) хранения данных в цифровом виде.
Устройство компакт-диска
Диаметр компакт-диска обычно составляет 4,5 дюйма (120 мм), но существуют диски меньшего диаметра - 3,25 дюйма. Толщина диска 1,2 мм, диаметр центрального отверстия - 15 мм.
Оптический компакт-диск состоит из прочной, прозрачной основы (поликарбонатной или полихлорвиниловой), отражающего и защитных слоев. В качестве отражающей поверхности обычно используется слой напыленного алюминия (реже золота). Цифровая информация представляется на отражающей поверхности чередованием впадин (неотражающих пятен) и отражающих свет участков.
Компакт-диск имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от центра к краю. На 1 см помещается 6000 витков дорожки. В соответствии с принятыми стандартами поверхность диска разделена на три основных области: входную директорию (Lead in), где содержится оглавление (Table Of Contents, TOC), адреса записей, число заголовков, объем (время) записи, название диска; область данных; выходную директорию (Lead out), которая содержит метку конца диска. Все форматы компакт-дисков используют физические секторы размером 3234 байта, из которых 882 байта предназначены для вспомогательных данных, служащих для контроля и коррекции ошибок. Секторы группируются в логические дорожки , сведения о которых помещаются в TOC.
Запись цифровых данных на компакт диск производится либо штамповкой с матрицы (фабричные CD-ROM), либо в специальных дисководах CD-RW лучом лазера. Считывание данных производится также лучом лазера с последующим их преобразованием из цифровой в аналоговую форму и воспроизведением. Емкость дисков стандартов CD-ROM/R/RW обычных размеров составляет 650-700 Мб (74-80 мин для аудиозаписей CD-DA). Время доступа к данным для различных моделей колеблется от 80 до 400 мс.
Файловые системы компакт-дисков
Основным стандартом, определяющим логический и файловый формат записи компакт-дисков, является международная спецификация ISO 9660 (ранее называлась High Sierra). В целях совместимости с различными считывающими устройствами и операционными системами этот стандарт содержит значительные ограничения (например, на длину имен файлов до 8 символов). Позднее стандарт был расширен за счет включения трех уровней обмена (Level 1, 2, 3), что позволило в ISO 9660 Level 2 и Level 3 снять многие ограничения по именованию файлов и структуре каталогов. В операционных системах, начиная с Microsoft Windows 95 и NT, поддерживается также формат Joliet, допускает использование длинных имен файлов. Существует также файловая система UDF (Universal Disk Format; ISO 13346), позволяющая работать с записываемыми компакт-дисками как с обычными дисковыми накопителями.
Стандарты CD
Стандарты CD, отражающие историю развития этой технологии, описаны в спецификациях, которые по традиции называются «цветными книгами».
Red Book («Красная книга») - изначальный стандарт, разработан Philips и Sony для музыкальных компакт дисков CD-DA (Compact Disc-Digital Audio). Стандарт позволяет записывать до 99 музыкальных дорожек общей длительностью 74 минуты. Существует расширение этого стандарта CD-Text, позволяющее дописывать дополнительную текстовую информацию о произведениях и исполнителях. «Красная книга» определяла физическую структуру сектора компакт-диска. Каждый сектор CD-DA содержит 2352 байта звуковых данных, а также корректирующие (коды обнаружения и исправления ошибок - Error Detection Codes (EDC) & Error Correction Codes (ECC)) и управляющие данные, содержащие сведения о номере дорожки, ее длительности, и позволяют переходить на начало любой дорожки. Кроме того, «Красная книга» определяет устройство компакт-диска и лазерной головки, стандарты модуляции и исправления ошибок, формат записи данных и др.
Yellow Book («Желтая книга») содержит расширения «Красной книги», описывающие стандарт CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory), разработанный Philips и Sony для записи на компакт-диски различных данных в цифровом виде (для использования в ПК). Стандартный формат CD-ROM получил название Mode 1. Внутри каждого сектора диска помимо пользовательских данных хранится информация для обнаружения и исправления ошибок - EDC/ECC, данные для синхронизации. Расширением стандарта CD-ROM стал набор стандартов CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture), разработанный фирмами Philips, Sony и Microsoft для хранения и воспроизведения данных мультимедиа на CD-ROM. В соответствии с расширенной архитектурой блоки записи аудиоданных располагаются между блоками текстовых, графических или видеозаписей. Этим предоставляется возможность при воспроизведении записей видеть их и слышать одновременно. Форматы CD-ROM XA используются для компакт-дисков Kodak PhotoCD и VideoCD (формата CD-I Bridge), Karaoke CD и Sony PlayStation CD.
Green Book («Зеленая книга») - формат CD-I (CD-Interactive), разработанный Philips для интерактивных мультимедийных приложений. Производство дисков CD-I открыто в Великобритании в мае 1992 фирмами Philips, Sony, Matsushita. Стандарт допускает запись смешенных данных (звука, видео, рисунков, др. типов данных) и предусматривает возможность интерактивного взаимодействия с пользователем. Применяется для записи VideoCD в формате MPEG. Гибридный формат CD Bridge определяет метод записи данных CD-I на диски CD-ROM XA, что позволяет его читать в любом накопителе, совместимом с CD-ROM XA.
Orange Book («Оранжевая книга») определяет стандарты записываемых компакт-дисков. Часть I книги определяет магнитооптический компакт-диск (Compact Disc – Magneto-Optical, CD-MO). Часть II - компакт диск для однократной записи (Compact Disc – Write Once, CD-WO; Compact Disc Write Once, Read Many times, CD-WORM), который чаще называют CD-R (Recordable). В процессе записи на такие диски лазерный луч необратимо модифицирует поверхность диска, позволяя в последующем лишь считывать имеющиеся на нем данные. В диске этого формата между отражающим и защитным слоем расположен слой из органического красителя, который и прожигает лазер в процессе записи. Часть III определяет стираемый (перезаписываемый) диск (Compact Disc – Erasable, CD-E), который называют CD-RW (ReWritable). В первом полугодии 1997 фирмы Ricoh, Philips Electronics, Sony Electronics и Hewlett-Packard объявили о планах выпуска CD-RW и первых дисководов для них. Первые версии накопителей CD-RW фирмы Ricoh имеют интерфейс SCSI-2 и обеспечивают условные скорости: при записи - 2х, при считывании - 6х. Один из способов реализации перезаписываемых дисков основан на использовании изменения структуры пластиковых материалов покрытия дисков в миниатюрной области нагрева, а вместе с этим и характеристик отражения луча в соответствующей точке. Запись и считывание данных производится лучом лазера разной интенсивности. Восстановление исходной структуры поверхности диска для стирания сделанной записи производится также путем нагрева, но уже до другой температуры, которая соответствует точке плавления материала покрытия диска. Другой способ основан на использовании свойств соединения кобальта с гадолинием изменять поляризацию отраженного сигнала при условиях аналогичных выше описанным. При считывании отраженного лазерного излучения через поляризационные фильтры эти изменения преобразуются в электрические сигналы. Современные CD-RW выдерживают десятки тысяч циклов стирания и записи, тем не менее, надежность хранения данных на CD-RW (в особенности, при неоднократной перезаписи диска) несколько меньше, чем на дисках стандарта CD-R. Кроме того, максимальная скорость записи дисков CD-R, как правило, выше скорости записи CD-RW. «Оранжевая книга» различает односеансовую запись (Disc-at-Once, DAO) и последовательную многосеансовую запись (Track-at-Once, TAO) диска. В первом случае данные записываются на диск целиком за один раз, во втором случае данные могут дописываться в несколько сеансов, в каждом из которых создается обновленная таблица содержания диска (Table of Content, TOC). Некоторые устаревшие дисководы CD-ROM и проигрыватели не умеют читать многосеансовые диски. Для записи данных на компакт-диски требуется располагать соответствующим приводом, чистыми «болванками» соответствующего формата и программным обеспечением для записи.
White Book («Белая книга») определяет формат видеодисков Video CD, который также называют Digital Video (DV). Формат разработан Matsushita, JVC, Sony и Philips. Видеодиски являются разновидностью дисков CD-ROM XA. На них можно записать около 70 минут видео в стандарте MPEG-1 со звуковой дорожкой CD-качества. В настоящее время вместо стандарта Video CD все чаще используется DVD.
Blue Book («Голубая книга») определяет формат усовершенствованного музыкального компакт-диска (Enhanced Music CD, CD-Extra, CD-Plus), который может содержать звуковые дорожки и компьютерные файлы, записанные последовательно в 2 сеанса. Такие диски можно прослушать на любом проигрывателе аудиодисков.
В настоящее время большое распространение получают компакт-диски типа DVD , которые превосходят обычные CD по емкости, скорости чтения/записи и другим показателям. Для чтения DVD требуются особые приводы (Дисководы DVD в ПК), которые, как правило, способны считывать и данные с CD-ROM и CD-R/RW. Существуют форматы записываемых (DVD-R, DVD+R) и перезаписываемых (DVD-RW, DVD+RW) DVD. Первоначально предназначавшиеся для распространения видеофильмов, DVD сегодня широко используются для хранения и обмена различными данными. Емкость DVD составляет от 4,7 (односторонний однослойный диск) до 17 (двухсторонний двухслойный диск) Гбайт.
Техническая характеристика CD-R диска.
CD-R представляет собой тонкий диск из прозрачного пластика - поликарбоната - толщиной 1,2мм, диаметром 120мм (стандартный) или 80мм (мини). Ёмкость стандартного CD-R составляет 74 минуты аудио или 650МБ данных. Однако, на данный момент (2006 год) стандартным можно считать CD-R ёмкостью 702МБ данных (точнее 736 966 656 байт) или 79 минут 59 секунд и 74 фрейма. Такая ёмкость достигается небольшим превышением допусков, описанных в стандарте «Оранжевой Книги» (CD-R/CD-RW). Также на рынке имеются 90 минутные / 790МБ и 99 минутные / 870МБ диски, которые получили гораздо меньшее распространение.
Поликарбонатный диск имеет спиральную дорожку для направления луча лазера при записи и считывании информации. С той стороны, где находится эта спиральная дорожка, диск покрыт записывающим слоем, который состоит из очень тонкого слоя органического красителя и затем отражающим слоем из серебра, его сплава или золота. Этот отражающий слой покрывается защитным фотополимеризуемым лаком и отверждается ультрафиолетовым излучением. И уже на этот защитный слой наносятся различные надписи краской.
Чистый CD-R не является полностью пустым, на нём имеется служебная дорожка с сервометками ATIP - Absolute Time In Pregroove - абсолютное время в служебной дорожке. Эта служебная дорожка нужна для системы слежения, которая удерживает луч лазера при записи на дорожке и следит за скоростью записи (т. е. следит, чтобы длина пита была постоянной). Помимо функций синхронизации, служебная дорожка также содержит информацию об изготовителе этого диска, сведения о материале записывающего слоя, длине дорожки для записи и т. п. Служебная дорожка не разрушается при записи данных на диск и многие системы защиты от копирования используют её для того, чтобы отличить оригинал от копии.
Первыми компаниями, которые начали выпуск «болванок» CD-R были Taiyo Yuden, Kodak, Maxell и TDK. С тех пор стандарт CD-R подвергался дальнейшему развитию для обеспечения всё больших скоростей записи и в настоящее время (2006) максимальная возможная скорость записи CD-R равна 52x, т. е. в 52 раза больше чем та, которая определена в стандарте «Оранжевой Книги» (1x = 150 КБ/с). Эти доработки заключаются, в основном, в новых материалах для записывающего слоя, лучшей геометрии дорожки и технологии нанесения записывающего слоя. Низкоскоростная запись 1х используется до сих пор для записи особых «аудио CD-R», т. к. записывающие деки на компакт-дисках были стандартизованы именно на эту скорость.
Чистые «болванки» CD-R имеют служебную дорожку с записанными данными. Эта дорожка содержит временные метки и используется при записи, чтобы луч лазера записывал по спиральной дорожке как и на обычных компакт дисках. Вместо печати питов как физических углублений в материале «болванки» как в случае CD, при записи CD-R данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, чтобы физически «прожечь» органический краситель записывающего слоя. Когда краситель нагревается выше определённой температуры, он разрушается и темнеет, изменяя отражательную способность «прожжённой» зоны. Таким образом при записи, управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование тёмных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как питы.
При чтении лазер имеет значительно меньшую мощность, чем при записи, и не разрушает краситель записывающего слоя. Отражённый от отражающего слоя луч попадает на фотодиод, а если луч попадает на тёмный - «прожжённый» - участок, то луч почти не проходит через него до отражающего слоя и фотодиод регистрирует ослабление светового потока. Во время чтения «болванка» в приводе крутится на шпинделе, а читающий луч остаётся неподвижным и направляется следящей системой на дорожку с данными. Чередующиеся светлые и тёмные участки дорожки порождают изменение светового потока отражённого луча и переводятся в изменение электрического сигнала, который далее и преобразуется в биты информации электрической системой привода - «декодируется».
Прожигание записывающего слоя является необратимым химическим процессом, т. е. однократным. Поэтому записанную на CD-R информацию нельзя стереть, в отличие от CD-RW. CD-R, однако, можно записывать по частям, которые называют сессиями.
Используется три основных типа записывающего слоя для CD/DVD:
Цианин (англ. Cyanine
) - Цианиновый краситель обладает сине-зелёным
(цвет «морской волны») оттенком рабочей поверхности. Этот материал использовался
в самых первых «болванках» CD-R и запатентован фирмой Taiyo Yuden. Этот
краситель химически нестоек, что является причиной короткого срока гарантированного
хранения записанной информации. Краситель может выцвести за несколько лет.
Хотя многие производители используют дополнительные химические добавки для
увеличения стабильности цианина, такие диски не рекомендуется использовать
в целях резервного копирования и долговременного хранения архивных данных.
Azo - Металлизированный азо-краситель, имеет тёмно-синий цвет. Его формула
запатентована фирмой Mitsubishi Chemicals. Этот краситель химически стоек
и его способность хранить информацию исчисляется десятилетиями (сами фирмы
пишут о 100 годах).
Фталоцианин (англ. Phthalocyanine
) - Чуть более поздняя разработка
активного записываемого слоя. Фталоцианин
практически бесцветен,
с бледным оттенком салатового или золотистого цвета, из-за чего диски на
основе фталоцианинового активного слоя часто называют «золотыми». Фталоцианин
- несколько более современная разработка. Диски на основе этого активного
слоя менее чувствительны к солнечному свету и ультрафиолетовому излучению,
что способствует увеличению долговечности записанной информации и несколько
более надежному хранению в неблагоприятных условиях (фирмы утверждают о
сотнях лет).
К сожалению, многие производители используют различные добавки в записывающий
слой, чтобы цианиновые болванки были похожи по цвету на фталоцианиновые.
Поэтому нельзя просто по цвету определить материал записывающего слоя. Также
и отражающий слой «золотого» цвета не гарантирует, что это фталоцианиновый
CD-R.
Существует несколько методов записи данных на CD-R:
Disc-At-Once, DAO (Диск за раз) - весь диск записывается одной сессией, от начала до конца без перерывов. Сначала на диск записывается специальная информация, обозначающая начало записи (англ. lead-in ), после этого «прожигаются» данные, а затем диск «закрывается», т. е. записывается специальная последовательнось битов, которая сообщает о невозможности добавления информации на эту «болванку» (англ. lead-out ). Такой способ хорошо подходит для записи концертных выступлений «вживую», без пауз между песнями, а также в качестве мастер-дисков для последующего тиражирования на заводе.
Track-At-Once, TAO (Дорожка за раз) - данные пишутся по одной дорожке (сессии) за раз и оставляется «открытым» (т. е. запись о «закрытии» диска не делается), что говорит о возможности дальнейшей записи информации на этот диск. Кроме того, это позволяет записывать аудио-диски с дополнительной «компьютерной» дорожкой. Аудио-диск сможет читаться на CD-плеере только после того, как будет записана таблица содержания (TOC - Table Of Content). После записи TOC добавление дорожек становится невозможным.
Packet Writing (Пакетная запись) - не очень распространённый вид записи, при котором диск «форматируется» и в дальнейшем на него можно записывать данные или делать ранее записанные данные «невидимыми», т. е. такой CD-R становится похожим на диски с произвольным чтением и записью. Однако при любом изменении данных (удаление, запись, изменение) на диске необходимо записывать дополнительные пакеты, и после того как все пакеты будут записаны, диск станет недоступным для дальнейших изменений - только для чтения. Поддерживается не всеми приводами, что приводит к проблемам совместимости.
Session-At-Once, SAO (Сессия за раз) - режим SAO применяется при записи формата CD-Extra. При использовании данного формата, на диске возможна запись как аудио-информации (CD-DA), так и программной части. При записи сначала «прожигаются» аудио-треки, а затем данные.
Multisession (Мультисессия) - режим записи, позволяющий в дальнейшем добавлять информацию на диск. Каждая сессия содержит информацию начала сессии (lead-in), затем данные и информацию о конце сессии (lead-out). При записи в режиме мультисессии, информация о структуре предыдущих записей копируется в новую сессию и может быть отредактирована. Таким образом, пользователь может уничтожить информацию о структуре уже ненужных или устаревших записей, не включив ее в новую таблицу содержания (TOC - Table Of Content). Есть возможность «стирать» ненужную ему информацию с компакт-диска, хотя на самом деле физически она продолжает оставаться на CD диске. Информация может быть восстановлена с помощью специального программного обеспечения.
Условия хранения и средний срок жизни записанных CD-R.
На данный момент (2006) среднее время жизни CD-R только оценивается на основании ускоренных тестов старения, т. к. данная технология оптических носителей слишком молодая и не имеет практических данных на этот счёт. Считается, что при должном уходе CD-R должны выдерживать не менее тысячи циклов чтения и хранить записанную информацию несколько сотен лет. К сожалению, некоторые общепринятые практики неправильного обращения с дисками могут уменьшить эту цифру до одного - двух лет. Поэтому, если основная цель записи - долговременное хранение информации, следует бережно обращаться с «болванками» CD-R.
Характеристики материала записанных CD-R со временем подвержены ухудшению,
впрочем как и большинство других записываемых носителей. Оптические диски
для однократной записи, CD-R, используют в записывающем слое краситель,
который под воздействием тепла меняет свойства, влияющие на хранение данных.
Процесс деградации может привести к перемещению записанной дорожки с данными
внутри слоя, в результате чего привод не сможет прочитать данные с диска.
Многие дешёвые записываемые «болванки» малоизвестных фирм, равно как и безымянные,
«лысые», «технологические» болванки, имеют срок жизни порядка двух лет.
Некоторые такие «болванки» более высокого качества имеют более длительный
срок службы - около пяти лет. Отличить низкокачественные «болванки» от высококачественных
весьма сложно, так как лишь немногие производители (например, Taiyo Yuden)
заботятся о сроке жизни своих изделий. Из-за ценовых войн качество дисков
часто приносится в жертву достижению как можно более низкой себестоимости.
Рекомендации по хранению и работе с «болванками» CD-R:
Хранить вертикально, каждый в отдельном футляре или слим-футляре. Находясь в них, диски не соприкасаются поверхностью с записывающим слоем о стенки футляра.
Избегать изгибания «болванки». Чтобы вынуть диск из футляра, ни в коем случае
нельзя «стягивать» его за края. Вместо этого нужно нажать на шпиндель, на
котором он держится, что позволит вынуть диск без усилий и изгибания.
«Болванку» нужно держать за тонкие края по периметру, и стараться не касаться
прозрачного защитного слоя, чтобы не загрязнять эту поверхность отпечатками
пальцев.
Хранить в прохладном сухом месте. Оптимальная температура 5-20°C (41-68°F),
влажность 30-50%. Также нежелательны резкие перепады этих значений.
Избегать прямого солнечного света. Он может нагреть футляр и диск, который
в нём находится. Продолжительное воздействие прямого ультрафиолетового света
(в том числе солнечного) на диск также негативно сказывается на его характеристиках.
Однако, небольшие дозы рентгеновского излучения, например при проходе контроля
в аэропорту, или магнитные поля не должны оказывать существенного ущерба
дискам.
Если возможно, использовать фломастеры или маркеры с водяными растворителями
и мягким пером, при написании пометок на поверхности для записей. Лучшее
место для пометки - это небольшое пространство на диске вокруг центрального
отверстия шириной порядка одного сантиметра, обычно полностью прозрачного.
Фломастеры на спиртовых растворителях считаются менее вредными для диска,
чем на ксиленовых или толуоловых. Обычно перманентные маркеры делаются на
основе ксилена или толуола, и поэтому использовать их для пометок на диске
не рекомендуется. Многие производители выпускают фломастеры специально разработанные
для нанесения надписей на оптические носители (CD/DVD).
Никогда не используйте наклейки на дисках. Клеящее вещество наклеек может
химически воздействовать на диск, а в высокоскоростных приводах компакт-дисков
наклейки приводят к биению диска. Известны случаи, когда диск разлетался
на части внутри привода, что приводило к потере информации и выходу привода
из строя.
Недопустимо появление царапин на любой из поверхностей диска. Даже небольшая
царапина на «внешней» поверхности с записывающим слоем может привести к
частичной или полной потере информации. Вопреки распространённому мнению,
небольшие царапины с «прозрачной» («внутренней») стороны диска менее опасны,
но тоже могут привести к проблемам чтения и записи. Нельзя писать на дисках
шариковыми ручками, т. к. механическое воздействие на диск обычно приводит
его в негодность.
Контакт с водой также нежелателен для диска, особенно для «технологических»
«болванок».
Очистка дисков
Как правило, чистить диск CD-R нужно только в том случае, если возникают
проблемы с чтением информации с него. Коды коррекции ошибок, используемые
в CD-R, обычно хорошо справляются с отпечатками пальцев и царапинами на
прозрачной стороне.
Накопившуюся пыль можно убрать, протерев диск мягкой тканью движениями от
центра к ободу диска в радиальном направлении. Нельзя протирать диск круговыми
движениями, т. к. круговые царапины будут параллельны дорожке и с ними сложнее
справиться чем с радиальными царапинами. Более предпочтителен другой способ
убрать пыль - сдуть её с помощью струи воздуха из баллончика со сжатым воздухом,
который продаётся в магазинах.
Отпечатки пальцев или грязь можно удалить с помощью мягкой ткани, смоченной
денатурированным спиртом (этиловым или изопропиловым), после чего насухо
вытереть диск такими же радиальными движениями.
Никогда не следует использовать ацетон, растворитель лака для ногтей, керосин,
бензин или другие растворители на основе нефтепродуктов. Такие агрессивные
растворители могут буквально растворить сам диск или сделать его поверхность
мутной и непригодной для работы. Используйте только спиртовые растворители.
Диски формата CD-RW.
Техническая характеристика.
CD-RW (Compact Disc-ReWritable, Перезаписываемый компакт-диск) - разновидность
компакт-диска, разработанный в 1997 году для многократной записи информации.
CD-RW является дальнейшим развитием записываемого лазерного компакт-диска
CD-R, однако, в отличие от него, позволяет не только записывать информацию,
но и многократно стирать уже записанные данные. Этот формат был представлен
в 1997 году, и в процессе разработки назывался CD-Erasable (CD-E, Стираемый
Компакт Диск). CD-RW во многом похож на своего предшественника CD-R, но
его записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно
нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния -
аморфное и кристаллическое. Этот сплав обычно изготавливается из серебра
(Ag), индия (In), сурьмы (Sb) и теллура (Te). При записи (или стирании)
луч лазера нагревает участок дорожки и переводит его в одно из устойчивых
агрегатных состояний, которые характеризуются различой степенью прозрачности.
Читающий луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего
слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью формируют картину
аналогичную питам и площадкам обычных штампованных CD.
"Болванки" CD-RW позволяют перезаписывать информацию порядка 1000 раз. За исключением возможности стирать записанную информацию, для пользователя работа с "болванками" CD-RW очень похожа на работу с однократно записываемыми CD-R. Данные записываются сессиями, можно дописывать новые файлы и "прятать" уже записанные. С каждой новой сессией свободное место на диске уменьшается, и когда оно закончится, можно будет полность стереть информацию со всего диска или её часть, после чего он вновь будет доступен для записи новой. Позднее появился новый формат записи болванок CD-RW - Universal Disk Format (UDF, Packet Writing), который скрывает от пользователя технические сложности и позволяет "отформатировать" "болванку" и работать с ней как с обычной большой дискетой доступной на чтение/запись/удаление/изменение. Объём таких UDF форматированный болванок равен примерно 530МБ, в отличие от обычных 700МБ при записи сессиями (точнее, записать 700МБ можно только одной сессией на весь диск).
Записанный CD-RW не полностью удовлетворяет требованиям, описанным в стандартах «Red Book» (CD-ROM) и «Orange Book Part II» (CD-R) - конкретнее, они имеют более слабый отражённый сигнал. И поэтому такие диски не читаются в старых приводах компакт дисков, выпущенных до 1997 года. CD-R считается более подходящим стандартом носителей для резервного копирования, т.к. записанная на них информация уже не может быть изменена и производители "болванок" указывают большее время хранения данных для дисков CD-R, чем для CD-RW.
При обычной записи на CD-RW - не UDF, периодически нужно полность стирать
диск. Существует два вид стирания - «полное» и «быстрое». Как следует из
названия, при «полном» стирании вся информационная дорожка перезаписывается,
грубо говоря, нулями, и старая информация уничтожается. А «быстрое» стирание
очищает только небольшую часть диска с начала, что происходит гораздо быстрее,
но существует техническая возможность восстановить данные. Поэтому если
есть необходимость сохранения конфиденциальности информации, то нужно использовать
полное стирание.
Диски формата CD-ROM.
Компакт-диск («CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») - оптический носитель информации
в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с
помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения
аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как
устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски
по формату отличаются от компакт-дисков с данными и CD-плееры обычно могут
воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида
дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные
- их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере. С развитием
mp3 производители бытовых CD-плееров и музыкальных центров начали снабжать
их возможностью чтения mp3-файлов с CD-ROM’ов.
Аббревиатура «CD-ROM» означает «Compact Disk Read Only Memory» и обозначает
компакт-диск как носитель информации широкого применения (в отличие от аудио-компакт-диска).
«КД ПЗУ» означает «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство». CD-ROM’ом
часто ошибочно называют привод для чтения компакт-дисков.
Диски формата DVD-R/RW.
Техническая характеристика DVD-R диска
Внешне диски DVD практически невозможно отличить от обычных CD. Они имеют
одинаковые размеры и внешне очень похожи друг на друга. Однако прочесть
диск DVD на обычном CD-приводе уже не удастся. Для этого понадобится привод
с поддержкой DVD-формата, который, кстати, без проблем читает обычные компакт-диски.
Вся информация на DVD хранится в файловой системе MicroUDF (Micro Universal
Disk Format). Ее официально утвердили в 2000 году. MicroUDB поддерживает
носители большой емкости и файлы больших размеров. Имена файлов записываются
в формате unicode, что обеспечивает совместимость DVD со всеми операционными
системами для ПК, а также с разнообразной бытовой техникой.
Существенным отличием DVD от CD является возможность двухслойной записи
дисков. На одном одностороннем диске (бывают и двухсторонние, с информационной
поверхностью на каждой стороне) можно хранить в два раза больше информации.
Оба слоя имеют отражающую поверхность, только один из них обладает высокой
прозрачностью (до 40%). При записи/чтении луч просто меняет фокусировку,
что позволяет не попадать на оба слоя одновременно.
Более высокой емкости DVD-диски обязаны не только возможностью двухслойной
записи дисков, но и большей плотностью записи информации. Более высокая
плотность записи была достигнута за счет уменьшения расстояния между информационными
дорожками на спирали. Это расстояние у CD-дисков составляет 1,6 мкм. У дисков
DVD - 0,74 мкм. Объем DVD-дисков, в зависимости от их конкретного типа,
может быть от 4,7 до 17 Гб.
Типы DVD:
DVD по структуре данных бывают трёх типов:
DVD-Video - содержат фильмы (видео и звук);
DVD-Audio - содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на
аудио-компакт-дисках);
DVD-Data - содержат любые данные.
DVD как носители бывают четырёх типов:
DVD-ROM - штампованные на заводе диски;
DVD+R/RW - диски однократной (R - Recordable) и многократной (RW - ReWritable)
записи;
DVD-R/RW - диски однократной (R - Recordable) и многократной (RW - ReWritable)
записи;
DVD-RAM - диски многократной записи с произвольным доступом (RAM - Random
Access Memory).
DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя
на каждой стороне. От их количества зависит вместимость диска:
Вместимость можно определить на глаз - нужно посмотреть, сколько рабочих (отражающих) сторон у диска и обратить внимание на их цвет: двухслойные стороны обычно имеют золотой цвет, а однослойные - серебряный, как компакт-диск. Любой из носителей может иметь любую структуру данных (см. выше) и любое количество слоёв (двухслойные DVD-R и DVD-RW появились в конце 2004 года).
Стандарт записи DVD-R(W) был разработан DVD-Forum’ом как официальная спецификация (пере)записываемых дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в «DVD plus RW Alliance», который и разработал стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу «болванки» (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем «болванки» DVD-R(W), но теперь цены сравнялись.
Стандарты записи «+» и «-» частично совместимы. В настоящее время они одинаково
популярны - половина производителей поддерживает один стандарт, половина
- другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента
или они продолжат мирно сосуществовать. Все приводы для DVD могут читать
оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать
оба типа «болванок».
В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально
отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система
UDF.
Скорость чтения/записи DVD указывается кратной 1350 Кб/с, то есть 16-скоростной
привод обеспечивает чтение (или запись) дисков в 16 ? 1350 = 21600 Кб/с
(21,09 Мб/с).
Региональная привязка DVD.
Киностудии заинтересованы в контроле над распространением своих фильмов,
выпущенных на DVD, в разных странах. Это обусловлено тем, что время выхода
фильмов в кинотеатре и время выхода их в широкий видеопрокат в разных странах
разные. Принято считать, что в видеопрокат кино должно выходить только после
того, как пройдёт его премьера в кинотеатрах. Так, например, фильм, вышедший
в видеопрокат в США, может только начать показываться в кинотеатрах Европы,
что нарушает это правило.
Именно поэтому при утверждении стандарта DVD был введён код, ограничивающий
использования диска DVD-Video в пределах одной зоны.
Таким образом, диску DVD-Videо и DVD-проигрывателю присваивается региональный
код. И если при проигрывании диска эти коды не совпадают, фильм воспроизводиться
не будет.
Региональная защита является опциональной и может быть использована по усмотрению
изготовителя диска. Она не является какой-либо криптографической системой,
а всего лишь одним байтом в заголовке диска, который проверяется перед началом
воспроизведения диска. DVD-плеер может иметь несколько региональных кодов,
в этом случае он может проигрывать диски нескольких разных «зон». Многие
китайские плееры вообще игнорируют региональную защиту.
Всего было введено 8 региональных зон:
| Код | Территория |
| 0 | Универсальный код для воспроизведения во всех регионах. |
| 1 | Бермуды, Канада, США |
| 2 | Западная Европа, Центральная Европа, Средний Восток, Египет, Гренландия, Япония, Лесото, Южная Африка, Швейцария |
| 3 | Восточная Азия, Гонконг, Макау, Южная Корея, Тайвань |
| 4 | Центральная Америка, Острова Тихого Океана, Южная Америка, Мексика, Австралия, Новая Зеландия |
| 5 | Африка, Восточная Европа, Южная Азия, Монголия, Северная Корея, |
| 6 | Китай |
| 7 | Зарезервировано для использования в будущем |
| Для специального международного использования (самолёты, круизные лайнеры и т.п.) |
Снять ограничение можно редактированием прошивки (firmware)
привода, что однако ведёт к потере гарантии. Обычно при прошивке код региона
меняется на 0. Однако существуют DVD диски с особой проверкой кода региона,
которые не могут быть воспроизведены с кодом такой зоны. DVD плееры с изменяемой
DVD зоной могут решить эту проблему (обычно смена возможна только до 5 раз,
дальше менять можно только после перепрошивки firmware).
Такая защита используется только в дисках DVD-Video.
Диски формата Blu-Ray Disc.
Blu-ray Disc или сокращённо BD (от англ. blue ray - голубой
луч и disc - диск) - это следующие поколение формата оптических дисков -
используемый для хранения видео высокой чёткости (с разрешением 1920X1080
точек) и данных с повышенной плотностью.
Стандарт Blu-ray был совместно разработан группой компаний по производству
бытовой электроники и компьютеров во главе с Sony, которые вошли в Ассоциацию
Blu-ray дисков (BDA). По сравнению со своим основным конкурентом, форматом
HD DVD, Blu-ray имеет бо?льшую информационную ёмкость на слой - 25 вместо
15 гигабайт, но в тоже время он более дорогой в использовании и поддержке.
На международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics
Show (CES), которая прошла в январе 2006 года, было объявлено о том, что
коммерческий запуск формата Blu-ray пройдёт весной 2006 года.
Техническая характеристика BD.
Односторонний диск Blu-ray (BD) может хранить 23.3, 25, или 27 Гб - этого
объёма достаточно для записи приблизительно четырёх часов видео высокой
чёткости со звуком. Двухслойный диск может вместить 46.6, 50, или 54 Гб
- достаточно для записи на него приблизительно восьми часов HD-видео. Также
в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием
соответственно четырёх и восьми слоёв. Корпорация TDK уже анонсировала прототип
четырехслойного диска объёмом 100 Гб.
Стандарт BD-RE (перезаписываемые BD) будет доступен наравне с BD-R (записываемые)
и BD-ROM форматами. Почти все производители оптических носителей заявили
о готовности выпустить в продажу перезаписываемые и записываемые диски одновременно
с выходом формата BD-ROM на рынок.
В дополнение к стандартным дискам размером 12 см, будут выпущены варианты
дисков размером 8 см для использования в цифровых фото- и видеокамерах,
планируется что их объём будет 15 Гб для двухстороннего варианта.
В таблице ниже приведены размеры текущих и запланированных на ближайшее
время дисков формата Blu-Ray.
В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно.
Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском - до 0,32 микрон - и увеличить плотность записи данных.
Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна» на котором лазер может сфокусироваться ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 36 Мбит/с. В дополнение к оптическим улучшениям диски Blu-ray также имеют улучшенную технологию кодирования данных, позволяющую хранить больший объём информации.
Технология твёрдого покрытия.
Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к царапинам и прочим внешним механическим воздействиям из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывало много неуверенности относительно того сможет ли формат Blu-ray противостоять стандарту HD DVD - своему основному конкуренту. HD DVD помимо своей более низкой стоимости может нормально существовать без картриджей, также как форматы CD и DVD, что делает его более понятным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которые могут быть обеспокоены дополнительными затратами из-за картриджей.
Решение этой проблемы появилось в январе 2004, с появлением нового полимерного покрытия, которое дало дискам невероятную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis», оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток - которые могут нанести повреждения CD и DVD. Формат HD DVD имеет те же недостатки, так как эти диски производятся на основе старых оптических носителей. По сообщению в прессе «голые» BD с этим покрытием сохраняют работоспособность даже будучи поцарапанными отвёрткой.
Диски формата HD DVD.
HD DVD (англ. High Definition DVD - DVD высокой чёткости) - технология записи от компании Toshiba (в содружестве с компаниями NEC и Sanyo). HD DVD подобен соперничающей технологии Blu-ray Disc, которая также использует такие же диски стандартного размера (120 миллиметров в диаметре) и синий лазер с длиной волны 405 нанометров. К альянсу HD DVD присоединились Microsoft и Intel, а также возможна неэксклюзивная поддержка трёх основных киностудий: Paramount Pictures, Universal Studios и Warner Bros.
Однослойный HD DVD имеет ёмкость 15 GB, двухслойный - 30 GB. Toshiba также анонсировала трёхслойный диск, который будет хранить 45 GB данных. Это меньше, чем ёмкость основного соперника Blu-ray, который поддерживает 25 GB на один слой и 100 GB на четыре слоя, но защитники HD DVD утверждают, что многослойные диски Blu-ray ещё до сих пор в разработке. Оба формата обратно совместимы с DVD и оба используют одни и те же методики сжатия видео: MPEG-2, Video Codec 1 (VC1, базируется на формате Windows Media 9) и H.264/MPEG-4 AVC. HD DVD часто неправильно пишется «HD-DVD», так как люди думают, что это название аналогично предыдущему поколению «DVD-R/RW».
Blu-ray Disc или сокращённо BD (от англ. blue ray - голубой луч и disc - диск) - это следующие поколение формата оптических дисков - используемый для хранения видео высокой чёткости (с разрешением 1920?1080 точек) и данных с повышенной плотностью.
Стандарт Blu-ray был совместно разработан группой компаний по производству бытовой электроники и компьютеров во главе с Sony, которые вошли в Ассоциацию Blu-ray дисков (BDA). По сравнению со своим основным конкурентом, форматом HD DVD, Blu-ray имеет большую информационную ёмкость на слой - 25 вместо 15 гигабайт, но в тоже время он более дорогой в использовании и поддержке.
Blu-ray (букв. «голубой-луч») получил своё название от коротковолнового 405 нм «синего» (технически сине-фиолетового) лазера, который позволяет записывать и считывать намного больше данных, чем на DVD, который имеет те же физические объёмы, но использует для записи и воспроизведения красный лазер большей длины волны (650 нм).
Диски формата HVD
Голографический диск (Holographic Versatile Disc) - это улучшенная технология производства оптических дисков, до сих пор находящаяся в разработке, которая значительно увеличит объём хранения данных по сравнению с Blu-ray и HD DVD. Она использует технологию известную как голография, которая использует два лазера, один - красный, а второй - сине-зелёный, коллимирующие в один луч. Сине-зелёный лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения серво-сигналов с регулярного CD-слоя в глубине диска. Серво-информация используется для отслеживания позиции чтения, наподобие системы CHS в обычном жёстком диске. На CD или DVD эта информация внедрена в данные.
Эти диски имеют информационную ёмкость до 3.9 терабайт (TB), что сравнимо с 6000 CD, 830 DVD или 160 однослойными дисками Blu-ray. HVD также имеет скорость передачи данных 1 Гбайт/сек. Optware собирается выпустить 200GB диск в начале июня 2006 года и Maxell в сентябре 2006 с ёмкостью 300GB.
Структура голографического диска (HVD)
1. Зеленый лазер чтения/записи (532nm)
2. Красный позиционирующий/индексный лазер (650nm)
3. Голограмма (данные)
4. Поликарбонатный слой
5. Фотополимерный (рhotopolimeric) слой (слой содержащий данные)
6. Разделяющий слой (Distans layers)
7. Слой отражающий зеленый цвет (Dichroic layer)
8. Алюминиевый отражающий слой (отражающий красный свет)
9. Прозначная основа
P. Питы (PIT)
Виды печати на дисках
На данный момент на рынке технологий представлены следующие виды печати на поверхности дисков формата CD/DVD-R:
Офсетный способ печати.
Шелкография.
Термопечать на CD/DVD-R дисках.
Струйная печать (Ink-Jet) на CD/DVD-R дисках.
Офсетный способ печати - наиболее часто используется для печати промышленных тиражей на CD и DVD. Главной его особенностью является то, что технология изображения на CD, DVD практически ничем не отличается от традиционной полиграфической печати, поэтому изображение получается полноцветный и достаточно качественным, хотя и несколько уступающем фелкографии в яркости цветов. Поверх изображения обычно наноситься защитный слой прозрачного лака.
Шелкография – метод печати, при котором нанесение краски на бумагу происходит путем продавливания ее через специальную сетку (трафарет). Отсюда второе название шелкографии – трафаретная печать. Шелкографная является основным способом нанесения изображения на компакт-диски, выпускаемые средними тиражами, и наиболее подходит для печати простых изображений с количеством цветов не более пяти, при этом обеспечивается высокая четкость и качество цветопередачи. Отсюда и основной недостаток – шелкография плохо проходит для передачи изображения фотографического качества. Тем не менее, до девяноста процентов всех выпускаемых в мире оптических дисков прокрашены способом трафаретной печати.
Термопечать на CD, DVD дисках.
Технология термопечати заключается в комбинации высокой температуры и кратковременного
нажатия (давления) на печатающую головку, вследствие чего краситель с красящей
ленты переносится на поверхность диска, причем размеры каждой порции микроскопические.
Естественно, что краска подобранна так, что внедряется практически в любую
и держаться на ней очень хорошо. Поэтому такие устройства наилучшим образом
подходят для печати в основном надписей или сложных рисунков (например,
логотипов).
Важнейшим преимуществом CD, DVD термопринтеров над струйными является то, что практически все они могут печатать на любых компакт-дисках, не нуждаясь в особых покрытиях, а так же высокая влагостойкость и долговечность полученных изображений.
Струйная печать (Ink-Jet) на CD, DVD дисках.
Это самый качественный и быстрый способ печати на CD, DVD – дисках, идеально
подходящих также для создания небольших тиражей. При использовании данного
метода становится возможным точное отображение фотографий с мелкими элементами,
сложного орнамента или мелкого текста.
Струйная печать возможна не на любых, а только на специальных, «печатаемых» CD/DVD дисках, имеющих микрошероховатое покрытие (Ink-Jet Printable), хорошо впечатывающее чернила, распыляемые печатающей головкой. Попытка печатать на болванках, на упаковках которых не написано «Printable», даже если внешне они для печати вроде бы и подходят, скорей всего закончатся плачевно: капельки чернил не смогут впитаться в поверхность диска и «расползутся» по сторонам, едва он будет вставлен в дисковод. Кроме того, отпечатанная поверхность очень чувствительна к влаге. Для закрепления изображения диски можно покрыть специальным лаком или ламинировать, при этом поверхность диска становиться глянцевой. Однако многих потребителей, особенно «печатающих» диски для личного использования, вполне устраивает изображение и без закрепления лаком.
Словарь терминов
Universal Disk Format(универсальный дисковый формат) - файловая система, используемая на перезаписываемых компакт-дисках.
Диски с маркировкой - «termo printable» (с белым слоем) – используются под термопечать.
Диски с маркировкой - «no printing» - шелкография и офсетная печать.
Диски с маркировкой – «Ink-jet printable» – струйная печать.
Упаковка с дисками – «Spindl»
