Дисководы CD-ROM
Принцип работы дисковода CD-ROM
Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы
Производительность дисководов CD-ROM
Производительность CD-ROM обычно определяется его
скоростными характеристиками при непрерывной передаче
данных в течение некоторого промежутка времени и
средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно
в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-,
четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы,
обеспечивающие считывание данных со скоростью 150,
300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно.
В настоящий момент рапространены двух- и четырехскоростные
дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной
скоростью обладают более высокой производительностью,
однако оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной
скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной
скоростью бывает не так просто. Прежде всего это
зависит от того с какой операционной системой и
с каким типом приложения ведется работа. При высокой
интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и
считывании небольшого количества данных (например
при работе с базами данных) “импульсная” скорость
считывания информации приобретает важное значение.
Например, по данным журнала InfoWorld, производительность
дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению
с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции
доступа к базе данных в среднем повышается вдвое.
В случае простого копирования данных выигрыш составляет
от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получется
при работе с полноформатным видео.
Для повышения производительности дисководов их снабжают
буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64, 128,
256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет
собой память для кратковременного хранения данных,
после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в
плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация
дает возможность дисковому устройству передавать
данные в процессор небольшими порциями, а не занимать
его время медленной пересылкой постоянного потока
данных. Например, согласно требованиям стандарта
MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью
должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.
Важной характеристикой дисковода является степень
заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения
анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина
определяется как отношение числа блоков данных,
переданных в буфер из накопителя и хранящихся в
нем до момента начала их выдачи на системную шину,
к общему числу блоков, которые способен вмещать
буфер. Слишком большая степень заполнения может
привести к задержкам при выдаче из буфера на шину;
с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью
заполнения будет требовать больше внимания со стороны
процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам
и срывам изображения во время воспроизведения.
Конструктивные особенности приводов CD-ROM
Как известно, большинство накопителей бывают внешними
и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков
в этом смысле не являются исключением. Большинство
предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM
являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит
заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом
случае накопитель имеет собственный корпус и источник
питания. Форм-фактор современного всраиваемого привода
CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной
высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером
5.25 дюйма.
На передней панели каждого накопителя имеется доступ
к механизму загрузки компакт-диска. Одним из самых
распространенных является механизм загрузки CD-ROM
с помощью caddy. Caddy представляет из себя пластмассовый
прозрачный контейнер, в который кладется компакт-диск
перед загрузкой непосредственно в привод. Другим
способом является загрузка с помощью tray-механизма.
Tray-механизм действительно похож на поднос, который
выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки
Eject. На него устанавливается компакт-диск, после
чего “поднос” в накопитель задвигается в ручную.
Существуют разновидности tray-механизма, например
pop-up. В этом случае загрузка диска на ”подносе”
происходит полуавтоматически, после легко касания.
На передней панели привода, кроме того, расположены:
индикатор работы устройства (busy), гнездо для подключения
головных телефонов или стереосистемы (для прослушивания
аудио дисков), регулятор громкости звука (также
для аудиоCD). Для системы caddy предусмотренно также
отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск
даже в аварийной ситуации, например, если даже не
срабатывает кнопка Eject.
Устройство и технология производства CD-ROM
Устройство CD-ROM
Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат
изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром
120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием
диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия
шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping
area). За ней непосредственно следует заголовочная
область (lead in area), содержащая оглавление диска
(table of content). Далее расположена область шириной
33 мм, предназначенная для хранения данных и физически
представляющая собой единый трек. Завершающей является
терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний
обод диска шириной 3 мм.
Область хранения данных логически может содержать
от 1 до 99 треков, однако разнородная информация
не может быть смешанна на одном треке. Цифровая
информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся
по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность
полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом
лазера как логический ноль, а гладкая поверхность
как логическая единица.
СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной
матрицы изготавливают пластиковую основу, после
этого поверх пластика для отражения лазерного луча
наносится слой алюминия, который в свою очередь
покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения
кэффициента отражения лазерного луча на пластик
наносят слой золота, который покрывают красителем,
затем на краситель наносят защитный слой лака.
В отличии от CD-R запись информации на CD-ROM производится
в момент его изготовления т.е. штамповки. На СD-R
информация записывается при помощи CD рекодера.
Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной
формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM,
так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее
и меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако
после записи информации на CD-R, он фактически становится
обычным компакт диском.
Подключение дисководов CD-ROM
Цифровые интерфейсы
В настоящее время наиболеее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском, однако реально это не дает преимущества, поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью не могут передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, если учесть, что общая концнпция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды, когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI в будующем может оказаться более предпочтительным.
Подключение дисководов CD-ROM
На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру. Другим подходом является применение 32- битных драйверов дисководов CD-ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
Подключение аудиоканалов
Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным
цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), а также
выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов.
На внешней панели дисководы CD-ROM (как внешние
так и внутренние), кроме того, имеют разъем, для
головных телефонов (наушников). Если на компакт-диске
находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в
аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный
для головных телефонов, а так же на выходные аудио-разъемы
дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает
на усилитель и аккустическую систему непосредственно
или через звуковую карту. Преимущество активного
выхода заключается в том, что аудиосигнал с CD-ROM
дополнительно обрабатывается звуковой картой.
Одной из основных, встречающихся при работе с аудиосигналами,
проблем является физическая несовместимость аудио-разъемов
для встраиваемого дисковода CD-ROM и звуковой карты.
Как правило, и дисковод, и звуковая карта имеют
аудио-разъемы с четырьмя выводами (два стереоканала
и по одному заземляющему контакту для каждого из
них). Назначение контактов обычно одинаково на обоих
типах устройств, однако, проблема состоит в том,
что эти разъемы могут иметь различные размеры. Еще
одна неприятность связана с тем, что, если ЦАП конструктивно
расположен внутри самого дисковода, это может негативно
отразиться на качестве воспроизведения звука. В
свою очередь физическое разделение дисковода CD-ROM
и ЦАП, с которым он работает, позволяет избежать
дополнительных шумов.
Стандарты на компакт-диски
Все стандарты на компакт-диски больше известны
по цветам библиотек, в которых они описываются.
В 1980 году была принята серия стандартов под названием
Red Book, относящихся к аудио компак-дискам. Согласно
этому документу частота дискретизации при считывании
аудио сигналов с диска CD-ROM должна быть равна
44,1 КГц. Амплитудное разрешение представляется
16- битной величиной. Так как стандарт определяет
стереозвук, то каждую секунду должна считываться
не одна, а две 16- битные величины.
Первый стандарт под названием Yellow Book для компакт-дисков
с разнородной информацией был принят в 1985 году.
Это было одним из первых шагов компьютерной индустрии
в сторону технологии мультимедиа. Согласно этому
стандарту все диски были поделены на две категории:
Mode1 и Mode2. Носители, относящиеся к первой категории,
записывались с битами коррекции ошибок, а скорость
передачи полезной информации составляла при этом
150 Кбайт/с. Для дисков второй группы она была выше
170 Кбайт/с за счет отсутствия корректирующих битов.
Режим Mode2 в первоначальном виде так и не был реализован.
Аудио- и видеоинформация хранилась в разных частях
диска, в результате чего лазерный луч вынужден был
постоянно “бегать” от одной области диска к другой.
Хотя стандарт определил процесс коррекциии ошибок,
используемый при считывании данных с CD-ROM, он
в тоже время не давал достаточной спецификации относительно
структуры хранимого файла, которую более четко определил
вышедший в 1988 году стандарт ISO 9660.
Стандарт Green Book, принятый в 1986 году посвящен
интерактивным компакт дискам СD-i (CD-interactive).
В нем была заложена концепция заголовков для упрощения
работы с постоянно перемежающейся видео- и аудиоинформацией.
В стандарте Green Book идея построения Mode2 была
формально переработана. Компакт-диски группы Mode2
были подразделены на две подгруппы: Form1 и Form2.
Первая, как и в случае категории Mode1 стандарта
Yellow Book, определяла процесс коррекции ошибок
за счет дополнительных битов и скорость передачи
информации 150 Кбайт/с. Вторая подгруппа позволяла
иметь скорость считывания 170 Кбайт/с за счет отсутствия
кодов коррекции ошибок.
Стандарт XA (Extended architecture) был разработан
в 1990 году совметно фирмами Philips, Sony и Microsoft
и устанавливал критерии совместимости между компакт
дисками CD-ROM, удовлетворяющими стандартам Green
Book и Yellow Book. Он определяет способ индексирования
мультимедиа-информации - графики, текста, растровых
картинок, звука. Диск, отвечающий стандарту XA,
может быть воспроизведен на устройстве считывания
интерактивных дисков CD-i, совместимых со стандартом
Green Book, или с помощью дисковода CD-ROM, который
удовлетворяет стандарту Yellow Book, поддерживает
ХА- операции и управляет специальным програмным
драйвером.
Наконец, в 1991 году появился стандарт Orange Book,
посвященный компакт-дискам с возможностью многократной
записи.
Динамические изображения и стандарт White Book
Экспертная группа по стандартизации (MPEG - Moving
Picture Expert Group), разработала стандарт MPEG-1,
касающийся вопросов сжатия полноформатного видео
(Full-Motion Video). Следует заметить, что этот
стандарт не определяет формата хранения данных.
Данные в нем могут быть воспроизведены на устройстве
считывания интерактивных дисков CD-i, которое оборудовано
MPEG- декодером. Другим вариантом является хранение
сжатого по стандарту MPEG полноформатного видео
на устройстве CD-ROM, отвечающем стандарту Yellow
Book.
Стандарт White Book, принятый в 1993 году, ввел
некоторые интерактивные возможности, позволяющие
производить быстрый поиск информации по отдельным
кадрам в режиме прямого доступа. Первые диски со
стандартом White Book и называемые Video-CD появились
в 1994 году. В настоящее время некоторые компакт-диски
типа Video-CD могут быть воспроизведены на компьютерах
IBM PC и Macintosh посредством распаковки по стандарту
MPEG, если установить плату, аппаратно выполняющую
MPEG- преобразования. Однако многие диководы CD-ROM
не считывают информацию в непрерывном режиме, что
не позволяет воспроизводить эти диски даже после
установки MPEG- платы. К тому же процессор должен
быть не ниже 386/25.
Все компакт-диски для современных мультимедиа-систем,
включая интерактивные компакт диски CD-i и Video-CD,
записываются в стандарте Mode2/Form2, т.е. без использования
коррекции. Возникающий при этом выйгрыш в скорости
20 Кбайт/с используется для улучшения качества видео
изображения. В данном классе приложений отсутствие
коррекции ошибок не отражается на качестве, чего
никак нельзя сказать о бизнес-приложений.
Диски Photo CD и мультисессии
Одним из типов CD-ROM с возможностью дозаписи
информации являются так называемые Photo CD. Единовременная
запись информации на диск называется сессией (session).
Соответственно многократная запись называется мультисессией
(multisession). Необходимо учитывать, что каждая
сессия требует своего оглавления, поэтому чем большее
количество сессий используется, тем меньшее количество
информации на диске. В настоящее время уже появились
дисководы, обрабатывающие мультисессии и позволяющие
проигрывать диски Photo CD.
Фирма Kodak разработала устройства типа Photo CD,
позволяющие хранить снимки, сделанные на 35-миллиметровой
пленке вколичестве до 100 кадров. Идея состоит в
том, чтобы потребитель мог сканировать снимки, полученные
при помощи оборудования фирмы Kodak, а в последствии
воспроизводить на любом дисководе. Реально на диске
могут храниться пять различных версий одного и того
же слайда при разном разрешении 24- битной палитры.
С помощью сжатия (без потери разрешающей способности)
данные пяти изображений могут быть упакованы в файл
размером 6 Мбайт. Таким образом на компакт-диске
емкостью 600 Мбайт может храниться до 100 фотоснимков.
Для работы с Photo CD рекомендуются быстрые дисководы,
потому что отдельные кадры могут достигать размеров
до 18 Мбайт.
Будущее CD-ROM приводов и CD дисков
В настоящий момент емкости CD-ROM не хватает для
мультимедиа продуктов навого поколения. Для увеличения
емкости CD-ROM, способного хранить больший объем
данных, упакованных по стандарту MPEG-2, необходимы
более высокие скорости считывания. Разрабатываемый
сейчас новый формат CD-ROM (HD-CD или High Density
CD) способен обеспечить пятикратное увеличение объема
компакт-дисков без каких-либо особых технических
ухищерений. При этом ужесточаются требования на
физическую разметку диска, а именно уменьшается
расстояние между соседними треками и размер ямок.
Длина волны считывающего луча уменьшается с 780
нм до 635 нм, однако возможность использования все
тех же дешевых лазеров, работающих в красной области
спектра, остается. Структура данных также становится
более эффективной за счет более совершенной логической
системы коррекции ошибок, что увеличивает информационную
емкость диска на 10-15%. Комбинация указанных новшеств
позволит довести объем записываемой информации до
3,7 Гбайт.
В технологию HD-CD так же вводится концепция переменной
скорости считывания информации с компакт-диска.
Вместо того чтобы заносить на диск какую-либо короткую
видео запись, оставляя на нем массу свободного места,
можно будет записывать данные с меньшей плотностью.
При этом предусматривается возможность динамического
регулирования этого процесса. Например, плотность
записи может быть изменена для различных последовательностей
битов в случае различной сложности кодирования информации.
По мнению специалистов процесс производства HD-CD
мало чем будет отличаться от производства обычных
компакт-дисков, за исключением гораздо более сложных
допусков. Наибольшую трудность, вероятно, будет
представлять изготовлениме матрицы компакт-диска
высокой плотности. Дисководы HD-CD появятся по всей
видимости в этом году.
В настоящее время ведутся работы над мультиповерхостным
CD-ROM. Суть этой технологии заключается в наличии
двух слоев, содержащих записанные данные и находящихся
один над другим. Лазерный луч может фокусироваться
как на нижнем так и на верхнем слое. Первый вариант
таких систем, выпущенных фирмой 3М, вмещает до 7,8
Гбайт информации при двухслойной записи, хотя не
существует никаких припятствий, мешающих дальнейшему
увеличению количества слоев.
В свою очередь основная идея дальнейшего повышения
скорости работы дисководов CD-ROM связана с использованием
двух лазерных лучей. Это может сделать данные устройства
значительно дороже, поэтому некоторые производители
считают целесообразным усовершенствовать технологию
производства приводов CD-ROM и выпуск в ближайшее
время относительно дешевых моделей с 8-ми кратной
скоростью при использовании одного считывающего
луча. Наличие дисков с высокой плотностью записи
в сочетании имеющихся дисководов с четырех-, шести-
и восьмикратной скоростью дает возможность встраивать
мультимедиа данные в любые приложения.
Список литературы
1. CompUnity N1(2) 1995
2. Hard и Soft N5, Май 1995
3. PC Magazine Russian Edition N6 1994
Обновлено — 2017-03-04
Windows не видит дисковод. Какие только сюрпризы не преподносит нам компьютер. Ложишься спать и не знаешь, включиться ли он завтра? или вообще куда-нибудь? Раньше меня это тоже постоянно тревожило. Самое интересное, что сюрпризы постоянно разные. В один прекрасный момент я вдруг обнаружила, что у меня в системе в папке Мой компьютер исчез значок дисковода. Просто Windows не видит дисковод. Что делать? Сначала необходимо проверить сам дисковод.
Сам лоток дисковода выдвигается и диски принимает, значит, проблема либо:
- в шлейфе,
- в приводе,
- в контроллере дисковода.
Скорее всего, причина в самом приводе. Но не мешает проверить.
Если до этого дисковод нормально работал, то попробуем сделать .
Если по каким-то причинам невозможно провести восстановление системы тогда проверяем, виден ли наш дисковод в BIOS.
Если в BIOS дисковод не обнаруживается, то проверяем шлейф (кабель), который подключает дисковод к материнской плате. Если есть возможность, заменяем его на заведомо рабочий.
Проверила дисковод с рабочим шлейфом, но он всё равно не определяется. Тогда пробуем подключить дисковод к другому компьютеру, чтобы определить его работоспособность.
Если дисковод рабочий, то входим в «Диспетчер устройств » (Пуск – Настройка – Панель управления – Система – Оборудование – Диспетчер устройств ) . Проверяем внизу на вкладке «Общие » в окошке «Применение устройств » включено ли само устройство. Если выключено, то включаем его через это же окошечко (просто выбираем запись «Это устройство используется (включено) ».
Посмотрим, имеется ли в записи «DVD и CD-ROM дисководы » наш дисковод. И не стоит ли напротив записи восклицательный знак на желтом фоне.
Если напротив дисковода стоит восклицательный знак, то пробуем удалить драйвер дисковода (щелкаем дважды по названию дисковода, выбираем вкладку «Драйвер » и нажимаем кнопку «Удалить »). Перезагружаем компьютер.
После перезагрузки система должна сама определить дисковод и загрузить драйвер.
Если дисковод и шлейф исправен, то это должно помочь, а если нет, то скорее всего придется его.
Попробуем загрузить любой самозагружаемый диск, предварительно установив в BIOS загрузку с CD-дисковода. Если загрузка происходит и диск открывается, а Windows по-прежнему не видит дисковод, тогда у нас проблема с операционной системой. Тут уже надо сначала проверить систему на вирусы, а потом покопаться в .
А пока можете поиграть в казино на деньги. Может вам и повезет.
Устpойство пpивода CD-ROM.
CD-ROM привод - это сложное электpонно-оптико-механическое устpойство для считывания инфоpмации с лазеpных дисков. Типичный дpайв состоит из платы электpоники (иногда двух и даже тpех плат - схема упpавления шпинделем и усилитель оптопpиемника отдельно), шпиндельного узла, оптической считывающей головки с пpиводом ее пеpемещения и механики загpузки диска.
Hа плате электpоники pазмещены:
- схема усиления и коppекции сигнала с оптоголовки;
- схемы ФАПЧ сигнала и САР шпинделя;
- пpоцессоp обpаботки кода Reed-Solomon;
- схемы САР фокусиpовки луча и динамического слежения за доpожкой;
- схема упpавления пеpемещением оптоголовки;
- пpоцессоp упpавления (логики);
- буферная память;
- интерфейс с контроллером (IDE/SCSI/прочие);
- разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала;
- блок переключателей режимов (перемычек/джамперов).
Типовой пpивод состоит из платы электpоники, шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загpузки диска. Hа плате электpоники pазмещены все упpавляющие схемы пpивода, интеpфейс с контpоллеpом компьютеpа, pазъемы интеpфейса и выхода звукового сигнала. Большинство пpиводов использует одну плату электpоники, однако в некотоpых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогательные небольшие платы.
Узел шпинделя (двигатель и собственно шпиндель с держателем диска) служит для вращения диска. Обычно диск вращается с постоянной линейной скоростью, что означает, что шпиндель меняет частоту вращения в зависимости от радиуса дорожки, с которого в данный момент считывает информацию оптоголовка. При перемещении головки от внешнего радиуса диска к внутреннему диск должен быстро увеличить скорость вращения примерно вдвое, поэтому от шпиндельного двигателя требуется хорошая динамическая характеристика. Двигатель используется как для разгона, так и для торможения диска.
На оси шпиндельного двигателя (или в собственных подшипниках) закреплен собственно шпиндель, к которому после загрузки прижимается диск. Поверхность шпинделя иногда покрыта резиной или мягким пластиком для устранения проскальзывания диска, хотя в более прогрессивных конструкциях обрезинивают только верхний прижим - чтобы увеличить точность установки диска на шпиндель. Прижим диска к шпинделю осуществляется при помощи верхнего прижима, расположенного с другой стороны диска. В некоторых конструкциях шпиндель и прижим содержат постоянные магниты, сила притяжения которых прижимает прижим через диск к шпинделю. В других конструкциях для этого используются спиральные или плоские пружины.
Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее пеpемещения. В головке pазмещены лазеpный излучатель на основе инфpакpасного лазеpного светодиода, система фокусиpовки, фотопpиемник и пpедваpительный усилитель. Система фокусиpовки пpедставляет собой подвижную линзу, пpиводимую в движение электpомагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой гpомкоговоpителя. Изменение напpяженности магнитного поля вызывают пеpемещение линзы и пеpефокусиpовку лазеpного луча. Благодаpя малой инеpционности такая система эффективно отслеживает веpтикальные биения диска даже пpи значительных скоpостях вpащения.
Система пеpемещения головки имеет собственный пpиводной двигатель, пpиводящий в движение каpетку с оптической головкой пpи помощи зубчатой либо чеpвячной пеpедачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напpяжением: пpи чеpвячной пеpедаче - подпpужиненные шаpики, пpи зубчатой - подпpужиненные в pазные стоpоны паpы шестеpней. В качестве двигателя обычно используется шаговый двигатель, и гоpаздо pеже - коллектоpный двигатель постоянного тока.
Система загpузки диска бывает тpех ваpиантов: с использованием специальной кассеты для диска (caddy), вставляемого в пpиемную нишу пpивода (аналогично тому, как вставляется 3" дискета в дисковод), с использованием выдвижного лотка (tray), на который кладется сам диск, и с использованием втяжного механизма. Системы с Tray обычно содержат специальный двигатель, обеспечивающий выдвижение лотка, хотя встречаются конструкции (например, Sony CDU31) без специального привода, задвигаемые рукой. Системы с втяжным механизмом применяются как правило в компактных CD-Changer-ах на 4-5 дисков, и обязательно содержат двигатель для втягивания и выброса дисков через узкую зарядную щель.
На передней панели привода обычно расположены кнопка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для подключения наушников с электронным или механическим регуля- тором громкости. В ряде моделей добавлена кнопка Play/Next для запуска проигрывания звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками.
Большинство приводов также имеет на передней панели небольшое отверстие, предназначенное для аварийного извлечения диска в тех случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - например, при выходе из строя привода лотка или всего CD-ROM, при пропадании питания и т.п. В отверстие обычно нужно вставить шпильку или распрямленную скрепку и аккуратно нажать - при этом снимается блокировка лотка или дискового футляра, и его можно выдвинуть вручную (хотя существуют приводы, например Hitachi, в которых в такое отверстие надо вставлять небольшую отвертку и вращать ей находящуюся за передней панелью драйва ось с шлицем).
Структурная схема CD-ROM
Функциональная схема CD-ROM
Весьма важным компонентом устройства является оптико-электронная система считывания информации. Несмотря на небольшие размеры, система эта - очень сложное и точное оптическое устройство.
Она состоит из:
- сервосистемы управления вращением диска;
- сервосистемы позиционирования лазерного считывающего устройства;
- сервосистемы автофокусировки; сервосистема радиального слежения;
- системы считывания;
- схемы управления лазерным диодом.
Сервосистема управления вращением диска обеспечивает постоянство линейной скорости движения дорожки считывания на диске относительно лазерного пятна. При этом угловая скорость вращения диска зависит как от расстояния головки считывания до центра диска, так и от условий считывания информации.
Сервосистема позиционирования головки считывания информации обеспечивает плавное подведение головки к заданной дорожке записи с ошибкой, не превышающей половины ширины дорожки в режимах поиска требуемого фрагмента информации и нормального воспроизведения. Перемещение головки считывания, а вместе с ней и лазерного луча, по полю диска осуществляется двигателем головки. Работа двигателя контролируется сигналами прямого и обратного перемещения, поступающими с процессора управления, а также сигналами, вырабатываемыми процессором радиальных ошибок.
Сервосистема радиального слежения обеспечивает удержание луча лазера на дорожке и оптимальные условия считывания информации. Работа системы основана на методе трех световых пятен. Суть метода заключается в разделении основного луча лазера с помощью дифракционной решетки на три отдельных луча, имеющих незначительное расхождение. Центральное световое пятно используется для считывания информации и для работы системы автофокусировки. Два боковых луча располагаются впереди и позади основного луча с незначительным смещением вправо и влево. Сигнал рассогласования этих лучей от датчиков позиционирования воздействует на привод слежения, вызывая при необходимости коррекцию положения центрального луча.
Работоспособность системы радиального слежения можно проконтролировать по изменению сигнала рассогласования, поступающего на привод слежения.
Контроль и управление вертикальным перемещением фокусирующей линзы осуществляется под воздействием сервофокуса. Эта система обеспечивает точную фокусировку лазерного луча в процессе работы на рабочей поверхности диска. После загрузки и старта CD начинается настройка фокуса по максимальному уровню выходного сигнала фотодетекторной матрицы и минимальному уровню сигнала ошибки детекторов точной фокусировки и прохождения нуля фокуса. В момент старта диска процессор управления CD-ROM вырабатывает сигналы корректировки, которые обеспечивают многократное (двух- или трехкратное) перемещение фокусной линзы, необходимое для точной фокусировки луча на дорожку диска. При нахождении фокуса вырабатывается сигнал, разрешающий считывание информации. Если после двух-трех попыток этот сигнал не появляется, процессор управления выключает все системы и диск останавливается. Таким образом, о работоспособности системы фокусировки можно судить как по характерным движениям фокусной линзы в момент старта диска, так и по сигналу запуска режима ускорения диска при нахождении фокуса луча лазера.
Система считывания информации содержит фотодетекторную матрицу и дифференциальные усилители сигналов. О нормальной работе этой системы можно судить по наличию высокочастотных сигналов на ее выходе при вращении диска.
Система управления лазерным диодом обеспечивает номинальный ток возбуждения диода в режимах пуска диска и считывания информации. Признаком нормальной работы системы является наличие ВЧ-сигнала амплитудой около 1 В на выходе системы считывания.
Системы записи, считывания и последующей обработки информации определяют общую функциональную схему CD-ROM, представленную на функциональной схеме. Помимо рассмотренных выше систем, она включает синхрогенератор, обеспечивающий синхросигналами все узлы CD-ROM, и EFM-демодулятор, преобразующий 14-разрядные кодовые посылки с диска в 8-разрядный последовательный код. Далее информация попадает в процессор цифровых данных, который совместно с процессором системного управления является сердцем всего устройства. Здесь происходит обратное перемежение данных и коррекция ошибок. Задачей перемежения данных при записи информации является «растяжка» каждого байта информации на несколько кадров записи. При этом, если и случается потеря даже нескольких кадров информации в результате механического повреждения поверхности диска, результатом обратного перемежения данных будет наличие мелких ошибок в отдельных байтах. Такие ошибки исправляет схема коррекции ошибок.
CD-ROM-дисководы являются сейчас стандартным комплектующим почти в каждом ПК. Широкое распространение таких устройств объясняется их низкой стоимостью (в основном до 100 USD) и большой ёмкостью (640 Мбайт). Практически все программные продукты поставляются на CD-дисках. Все компьютерные CD-ROM-дисководы совместимы с CD-Audio-дисками, которые воспроизводятся на скорости около 150 Кбайт/с. CD-ROM-диски считываются минимум с удвоенной скорости (300 Кбайт/с). Скорость передачи данных (data transfer) – важнейшая характеристика дисководов CD-ROM.
Основной путь повышения скорости CD-ROM увеличение скорости вращения шпинделя. Дисководы CD-ROM пришли из мира музыкальной техники, где требовалась постоянная скорость передачи данных независимо от того, с каких областей диска в данный момент производится считывание – с внешних или внутренних. Поскольку платность записи везде одинакова, поддерживать передачу данных в постоянном темпе можно только увеличивая скорость вращения при приближении к центру диска. В настоящее время разные компании применяют различный подход к определению скорости своих дисководов CD-ROM . Большинство фирм исходит из показателя максимальной скорости передачи данных. К примеру, если для CD-ROM Acer этот показатель достигает 4800 Кбайт/с, то дисковод маркируется как «32х max».
Максимальная скорость передачи данных у дисководов «20х max» и более быстрых достигается лишь на дорожках, записанных ближе к внешнему краю диска. Например, дисководы «24х max» работают на внутренних дорожках приблизительно при скорости, аналогичной «10х» . А если учесть, что не каждый CD-ROM-диск записан полностью, то реальное быстродействие таких дисководов соответствует в среднем быстродействию 14-16-скоростных CD-ROM с постоянной скоростью передачи данных.
В современной литературе часто не делается никакого различия между временем доступа и поиска в CD-ROM. На самом деле это две разные характеристики и, хотя время поиска – составная часть времени доступа, связаны эти две величины не жестко. Второй составной частью среднего времени доступа является средняя задержка (average latency), которая зависит исключительно от угловой скорости вращения и равна половине времени, требуемого для полного оборота диска. В современных дисководах CD-ROM вследствие огромной скорости вращения шпинделя, сравнимой с показателями средних жестких дисков, вклад средней задержки в общее время доступа заметно уменьшился по сравнению с 2-х скоростными устройствами, но и теперь пренебрегать им не следует: скажем, дисковод CD-ROM со временем доступа 90 мс при прочих равных условиях, скорее всего, будет предпочтительнее устройства со временем поиска 80 мс. Еще один неизбежный источник замедления доступа связан со временем, требуемым для коррекции ошибок, причем, в отличие от предыдущей составляющей времени доступа, оно не так легко предсказуемо . Выясняя эти характеристики, сложно пользоваться паспортными данными, так как данные разных производителей могут быть просто несопоставимы. Объективные сведения могут быть получены только сравнительным тестированием специализированными пакетами.
Дисководы CD-ROM производятся двух классов – с загрузкой CD-диска в выдвижной лоток или специальную кассету. Кроме того, для многих пользователей важно наличие ряда дополнительных кнопок на панели CD-ROM для прослушивания аудиодисков без специализированного ПО.
Как и винчестеры дисководы CD-ROM производятся с интерфейсами IDE и SCSI. При этом для SCSI CD-ROM характерен ряд достоинств и недостатков, как и для SCSI HDD.
Среди производителей дисководов можно отметить: Acer, Aztech, Elitegroup, Hitachi, Matsushita, Philips, Pioneer, Plextor, Sony, Techmedia, Teac, Wearnes.
В отличие от НМД оптический диск, имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от внутреннего диаметра к наружному. Но физическая дорожка может быть разбита на несколько логических. Если для НМД возможна запись на разные дорожки, то запись на оптические диски происходит последовательно по спирали.
Участок на оптическом СD-диске, на котором размещаются данные, называют Іпfоrтаtіоп Аrеа (информационным участком). Этот участок начинается с диаметра 44 мм, заканчивается за 2 ... 3 мм до края диска и содержит такие три зоны (по порядку их размещения от центра диска):
1) зону входного каталога (Lead-іn Zопе);
2) зону данных (Data Zопе), в которой размещаются данные, записанные на диск;
3) зону исходного каталога (Lead-out Zопе) с меткой конца диска.
В конце внешней дорожки и в начале внутренней дорожки размещается средняя зона (MiddleZопе), которая не содержит данные. Эту зону используют для того, чтобы луч лазера мог изменять фокусирование для считывания данных из внутренней дорожки.
Зона входного каталога в СD-дисках содержит содержание ТОС (Таblе оf Соntents), адреса записей, количество заголовков, суммарное время записывания, объем и название диска. Зона данных СD-диска имееет следующую структуру данных. Базовой единицей данных СD-диска есть кадр (frате), который содержит 24 кодированных байта, один байт управления и восемь байтов для корректировки ошибок. Фрейму предшествует 24 бит, любой из которых имеет фиксированное значение (шаблон) и три бита слияния (merge bits). Во время подведения лазера к фрейму именно по шаблону определяется начало фрейма; 98 кадров образовывают сектор, наименьшую адресную единицу данных СD-диска. Сектор содержит 3234 кодированных байта (2352 информационных байтов и 882 байта корректировки ошибок и управления). Из 2352 байт пользовательская информация может занимать 2048 (в режиме «1») или 2336 байт (в режиме «2»). Такая организация записи данных на СD-дисках и использование алгоритмов корректировки ошибок позволяет обеспечить качественное считывание информации с вероятностью ошибки на один бит 10-10.
Обобщенная структура накопителя на оптических дисках
Упрощенная структура НОД приведена на рис. 3.
Для НОД применяются несколько способов записи: абляционный - путем прожигания отверстий в непрозрачной среде носителя; с помощью локального изменения коэффициента отражения среды; перевод запоминающей среды из кристаллической фазы в аморфную и наоборот; трансформирование магнитного состояния структуры; изменение цвета локальной области. Первые два способа используются при «не стираемой» записи, а остальные - для многократной перезаписи информации на НОД.
При записи луч полупроводникового лазерного диода, управляемого данными записи через коллиматор, зеркало и линзу объектива прожигает отверстие в информационном слое диска. Наличие отверстия соответствует записи «1». При считывании неуправляемый лазерный луч (получаемый из делителя луча) выходит на рабочую поверхность через другой делитель луча, зеркало и объектив.
В режиме чтения зеркало перемещается. Свет от лазера проходит через поляризационно-разделительную призму, попадает на поляризационный фильтр (при этом свет поляризуется в определенной плоскости) , а потом фокусируется на поверхности оптического диска. Если луч лазера попадает на плоскую поверхность (lands) диска СD-RОМ или DVD-RОМ, свет отражается почти целиком. Если же свет попадает у углубления (ріts), то большая часть света рассеивается. Отраженный свет через делитель луча попадает на фотодиод, сигнал с которого обрабатывается электронными схемами считывания. Точная установка луча на дорожке обеспечивается сервоблоком дорожки, фокусировка - сервоблоком фокусировки, а постоянное число оборотов - сервоблоком вращения диска (см.рис. 3).
По возможностям записывания дисков дисководы оптических дисков разделяют на дисководы с возможностью как считывания, так и записывание дисков (записывающие дисководы) и дисководы только для считывания, а по типам дисков - на дисководы СD и дисководы DVD.
Рисунок 4
Оптический дисковод состоит из таких основных функциональных узлов:
-
загрузочного устройства;
- привода диска;
- оптического блока;
- привода дорожки;
- блока кодирования-декодирования данных;
- системы автоматического регулирования;
- аудиоблока;
- разъемов.
Загрузочное устройство дисководов бывает двух типов: контейнерный (caddy) и лоточный (tray). В дисководе первого типа загрузки в контейнерное устройство диск помещают в пластиковый контейнер и вставляют в дисковод (этот контейнер выполняет такие же функции, что и контейнер гибкого диска 3,5 дюйма). В дисководе второго типа диск помещают на лоток (рис. 3), который выдвигается после нажатия кнопки Еjесt. После повторного нажатия кнопки или легкого нажатия на лоток он всовывается в дисковод (pop-up-механизм).
На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy, лампочка), гнездо для подключения головных телефонов или стереосистемы (для прослушивания аудио дисков), регулятор громкости звука (также для аудиоCD).
Предусмотрено также отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если даже не срабатывает кнопка Eject. В это отверстие необходимо ввести тонкий стержень на 2-3 см, тогда лоток выдвинется.
Оптический блок содержит оптическую систему дисковода, изображенную на рис. 4. Для считывания данных из дисков СD используют лазер с длиной волны 780 нм (в инфракрасном диапазоне), а для считывания из DVD-дисков - лазер с длиной волны 650 нм (красного цвета). Поэтому дисководы DVD, которые считывают из СD-дисков и DVD-дисков, обычно содержат два лазера с отдельными оптическими системами или общей оптической системой (с переключением на один или второй лазер).
Рисунок 5. Устройство оптического дисковода: 1 -
лоток; 2 -
привод дорожки; 3 -
интерфейсна шина управления; 4 -
оптическая система; 5 -
привод дисковода; 6 - диск
Для записывания данных на диск используют отдельный записующий лазер, который работает в импульсном режиме с изменяемой мощностью (для «прожигания» диска, изменения фазового состояния из кристаллического на аморфный и для возвращения в кристаллическое состояние). Обычно записующий и считываемый лазеры имеют общую оптическую систему. Поверхность оптического диска перемещается относительно лазерной головки c постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Таким образом, чтение внутренних дорожек осуществляется с увеличенным, а наружных - с уменьшенным числом оборотов. Сервомотор по команде от внутреннего микропроцессора привода перемещает отражающее зеркало. Это позволяет точно позиционировать лазерный луч на дорожку. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия, серебра или золота на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку (пит), он рассеивается, и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические- яркое излучение преобразуется в “1”, слабое – в “0”. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы. Отметим, что сформированные лазерным лучом питы очень малы по размеру. Примерно 30-40 впадин соответствуют толщине человеческого волоса, а это примерно 50 мкм.
Привод дорожки по командами, которые поступают от встроенного микропроцессора, перемещает оптическую систему к нужной дорожке на диске для записывания или считывания. Во время записывания лазер выполняет нужную операцию («прожигание» или смену фазы) по командам блока кодирование-декодирование, а во время считывания отраженный от диска луч попадает на фотодетектор, сигналы из которого поступают в блок кодирования-декодирования и систему автоматической слежения.
Блок кодирования-декодирования представляет собой обработчик сигналов, записываемых на диск, или считываемых из диска. В его состав входят устройство кодирования, декодер, оперативное запоминающее устройство и контроллер управления. Устройство кодирования подготавливает данные для записывания на диск, выполняя перекодировки символов соответственно кодированиям ЕFМ (для СD-дисков) или RLL (2,10) (для DVD-дисков) и добавляет в данные синхросигналы и служебную информацию. Декодер выделяет из цифрового потока данные, восстанавливая их первоначальный вид. Оперативное запаминающее устройство выполняет функцию буферной памяти, а контроллер руководит режимами исправления ошибок данных, записанных во всех поддерживаемых дисководом форматах.
Во время записывания или считывание данных из диска возможны нарушения в позиционировании луча лазера вследствие радиальных биений диска. Для того чтобы избежать потерь данных, в оптических дисководах применяют систему автоматического слежения с помощью управляющих сигналов. Для выделения этих сигналов существует несколько способов. Однако наиболее распространенный - это способ, при котором луч лазера после первой линзы (см. рис. 1.) поступает на дифракционные решетки, где расщепляется на три луча, один из которых используется для считывания данных, а два другие применяются системой слежения за дорожкой. Импульсные сигналы из фотодетектора поступают в усилитель системы автоматического регулирования, где отделяются сигналы ошибок слежения и осуществляется корректирование считывающего сигнала.
Аудиоблок оптический дисковод унаследовал от СD-плейеров. Он превращает аудиоданные из цифровой формы в аналоговую. После усиления эти данные передаются или на внешнее устройство, или на наушники.
Рядом с разъемом интерфейса с компьютером и разъемом электропитания оптические дисководы имеют также разъемы для подключения к звуковой карте или аудиоблоку материнской платы.
На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор
работы устройства (busy, лампочка), гнездо
для подключения головных телефонов или стереосистемы (для прослушивания аудио дисков), регулятор громкости
звука (также для аудиоCD).
Предусмотрено также отверстие,
с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если даже не срабатывает кнопка Eject. В это отверстие необходимо ввести какую-нибудь тонкую палочку примерно на 2-3 см, тогда лоток выдвинется.
Характеристики оптических дисков и дисководов
Оптический диск
характеризуется своим типом
(СD-диск или DVD-диск) и емкостью
. Емкость диска определяют по его типу и размеру (диаметру). Выпускаются оптические диски диаметром 120 мм (4,7 дюйма) и 80 мм (3,1 дюйма).
СD-диски размером 120 мм имеют емкость 650 или 700 Мбайт (в зависимости от режима записывания), а диски размером 80 мм -
емкость 185 Мбайт. Для записывания данных иногда используют оптические визитные карточки (орtісаlbusiness саrds) -
диски СD-R прямоугольной формы размером 80 х 61 мм и емкостью 50 Мбайт.
Оптические дисководы имеют такие основные характеристики:
Совместимость;
- скорость передачи данных;
- среднее время доступа;
- емкость кэш-памяти;
- коэффициент ошибок;
- надежность;
- тип устройства;
- тип интерфейса;
- перечень поддерживаемых форматов;
- параметры аудиотракта.
Все дисководы оптических дисков имеют форм-фактор 5,25 дюйма и совместимы по размерами дисков, то есть могут считывать как 120-миллиметровые, так и 80-миллиметровые диски, а также оптические визитные карточки (для считывания дисков последних двух типов в лотке дисковода предусмотрено специальное углубление).
Совместимость разных типов дисководов
означает возможность считывания и записывания других типов дисков.
Скорость передачи данных -
это максимальная скорость, по которой выполняется обмен данных между дисководом и компьютером. Это важнейшая характеристика оптического дисковода, который почти всегда приводится вместе с названием модели, причем ее задают не количеством мегабайтов за секунду, как для других устройств внешней памяти, а коэффициентом увеличения относительно базовой скорости. Первые дисководы СО имели скорость передачи данных 150 кбайт/с, как и СD-плейери. Эта базовая скорость явным образом недостаточна для считывания, например, видеоданных. Поэтому скорости вращения дисководов и, соответственно, скорости передачи данных стали увеличиваться (сначала в два раза). Такие дисководы (со скоростью передачи данных 300 кбайт/с) стали называть дисководами 2х. В дальнейшем скорости дисководов еще большее повысились. Теперь дисководы имеют максимальную скорость передачи 54х (16,2 Мбайт/с) и выше (до 76х).
Для дисководов DVD вследствие большей плотности данных и высшей скорости вращения значение 1х соответствует скорости передачи данных 1,32 Мбайт/с, то есть дисковод DVD 1x приблизительно соответствет дисководу СD 9х. Максимальное значение для дисководов DVD теперь составляет 16х ли 21,13 Мбайт/с.
Приведенные цифры действительны для считывания данных. Для записывания данных максимальные скорости передачи данных ниже и теперь равняются 40х для записывания дисководов СD-R, 24х - для СD-RW и от 2х до 8х - для DVD. Обычно для дисководов СD-RW указывают в отдельности как скорость записывания, так и скорость считывания, а для записывающих дисководов DVD - скорость записывания DVD-дисков, скорость записывания СD-дисков, скорости считывания DVD-дисков и СD-дисков.
Для записывающих оптических дисков (R ли RW) обычно указывают максимально допустимую скорость их записывания или диапазон допустимых скоростей (например, 24х или 1х-24х).
Среднее время доступа - это время (в миллисекундах), нужен дисководу для пребывания на носителе нужных данных. Очевидно, что работа на внутренних участках диска требует меньшего времени доступа, чем считывание информации из внешних участков. Поэтому в паспорте дисковода приводится среднее время доступа, как среднее значение для выполнения нескольких считываний данных с разных (избранных случайно) участков диска. Среднее время доступа для дисководов СD-RОМ составляет 100 ... 200 мс, а для дисководов новых моделей DVD - 40 ... 250 мс.
Емкость кэш-памяти - это емкость оперативного запоминающего устройства оптического дисковода, используемого для увеличения скорости доступа к данных, записанных на носителе (буферная память). Если для управления дисководом использовать специальные программы-драйверы, то в кэш-память можно заранее записывать содержимое диска. Тогда обращение к фрагменту запрашиваемых данных происходит значительно быстрее. Емкость кэш-памяти современных устройств - от 64 до 2,048 Мбайт.
Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера , которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.
На пишущих приводах CD-ROM буферная память очень важна, так как она обеспечивает равномерность поступления информации на CD-R или CD-RW. Это позволяет более надёжно производить запись, так как нельзя допускать остановки записи дорожки, иначе может испортиться весь диск.
Уровень качества считывания характеризуется коэффициентом ошибок (Еror Rate). Этот параметр отображает способность оптического дисковода корректировать ошибки записывания-считывания. Обычно значение коэффициента ошибок составляет 10-10...10-12. Коэффициент ошибок представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита во время его считывания. Если привод считывает данные из загрязненного или исцарапанного участка диска, он регистрирует группу ошибочных бит. Если ошибку не удается устранить за счет чрезмерности помехоустойчивого кода (применяемого во время записывания-считывания), то привод снижает скорость считывания данных с многоразовым его повторением. Если механизм корректирования ошибок не справляется с устранением сбоя, то на мониторе компьютера появляется сообщение «Сектор не найден» (Sector not found). В случае устранения сбоя дисковод переключается на максимальную скорость считывания данных.
Надежность оптических дисководов, выраженная через МТВF (средняя наработка на отказ - MeanTimeBetweenFailure) , составляет 50...125 тыс. ч, что почти на порядок превышает срок морального старения устройства.
Диски, выполненные методом горячего штампования (СD-RОМ и DVD-RОМ), обеспечивают до 10 000 циклов безошибочного считывания данных. Диски DVD-RАМ можно перезаписывать до 100 000 раз.
По типу устройства дисководы оптических дисков, как и другие устройства внешней памяти, могут быть как внутренними, так и внешними.
Подключение дисководов CD-ROM. Первый способ подключения основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
Подключение аудиоканалов.
Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), а также выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов. Если на компакт-диске находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный для наушников, а так же на выходные аудио-разъемы дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает на усилитель и акустическую систему непосредственно или через звуковую карту. Преимущество активного выхода заключается в том, что аудиосигнал с CD-ROM дополнительно обрабатывается звуковой картой.
Важной характеристикой дисковода СО-RОМ есть перечень
поддерживаемых им форматов записывания данных на компакт-диски.
Записывать данные на оптические диски можно в разных форматах. Для записывания таких данных, как документы, программы используют форматы СD-ROM (ISO) и DVD-ROM (ISO), а также СО-DОМ (UDF) и DVD-RОМ (UDF).
Форматы СD-RОМ (1S0) и DVD-RОМ (IS0), иногда их называют форматами СD-RОМ и DVD-RОМ, определены в стандарте IS0 9660. В этом стандарте приведены три уровня формата. Формат уровня 1 (lеvеl 1) определяет имена записываемых файлов как имена файлов МS DOS, то есть имена файлов могут содержать до восьми символов по заданным трем символам расширения. Записываемые файлы должны занимать несколько следующих один за одним секторов (нефрагментовання запись). Формат уровня 2 (lеvеl 2) разрешает использовать длинные имена файлов, а формат уровня 3 (lеvеl 3) дополнительно допускает записывать файлы на нескольких участках диска (фрагментированная запись) в пакетном режиме. Для того чтобы можно было записывать длинные имена, определенные в операционной системе Windows, фирма Місrosofі дополнила формат ISO 9660 уровня 1 спецификацией Joliet. Разновидностями формата IS0 9660 являются форматы СD-RОМ (Вооt) и DVD-RОМ (Вооt), в которых записывается на диск (кроме содержания) специальный участок (в начале диска), что разрешает использовать оптический диск как загрузочный.
Если стандарт ISO 9660 предназначен для обеспечения совместимости между дисками СD-RОМ и DVD-RОМ, используемыми в разных компьютерных системах, то формат UDF (UniversalDiskFormatі -
универсальный формат дисков) разработан для совместимости оптических дисков только для считывания (RОМ) и записываемых оптических дисков (R или RW) в разных операционных системах. Этот формат, так же, как и IS0 9660, разрешает использовать длинные имена файлов и записывать данные. Данные на оптический диск записывается небольшими порциями в режиме Расket Writing (для СD-дисків) или Іncremental Writing (для DVD-дисков).
Форматы Аиdіо СD
и Аиdіо DVD
используются для записывания музыки. Это два разных формата. Формат Аиdіо DVD
обеспечивает более качественное записывание музыки.
Форматы Video СD (VCD) и VideoDVD используют для записывания фильмов. Это также два разных формата с разными дополнительными возможностями (например, относительно выбора языка озвучивание фильма). Формат VideoDVD обеспечивает блее качественное записывание фильмов. Качественное воспроизведение фильма на СD-дисках обеспечивает формат Super Vіdео СD. Для записывания фильмов в формате Vіdео DVD на СО-диски используют формат mini-DVD.
Приведенные форматы - наиболее распространенные, поскольку разрешают записывать на оптические диски как музыку и фильмы, так и текстовые данные, графические данные и программы. Эти форматы поддерживают большинство дисководов и программы записывания на оптические диски. Существуют также и другие форматы, рассчитанные большей частью на такие виды данных, которые используются намного реже, например Photo СD фирмы Коdak, записывание и воспроизведение высококачественных цифровых фотографий. И фотографии, и музыку можно записывать в форматах IS0 9660 или UDF как обычные графические или звуковые файлы.
Новым, перспективным форматом есть формат Мt. (Моunt) Rаіnіеr , известный также как формат ЕаsуWrіtе. Этот формат записывает данные на оптический диск так же, как и на гибкий. Используя этот формат, к оптическому диску можно обращаться (для считывания или записывания) из любой прикладной задачи без вызова специальных программ считывания-записывания на оптические диски.
Форматы СD-дисков называют иногда по цвету обложки книг, в которых эти форматы описаны. Так, самый первый формат СD - Аudio СD описан в «красной» книге. В «желтой» книге описывается формат СD-RОМ (IS0), в «оранжевой» - форматы СD-R и СD-RW, в «зеленой» - формат СD-I (теперь почти не используют), в «голубой» - Еnhanced СD и в «белой» - Video СD.
