Halverwege de jaren negentig waren diskettestations met een diameter van 5,25 inch (120 mm) niet langer opgenomen in de basisconfiguratie van personal computers, en op deze plaats werden cd-rom-drives van hetzelfde formaat geïnstalleerd. Afkorting CD- ROM (CompactSchijfLezen- AlleenGeheugen) in het Russisch vertaald als: alleen-lezen opslagapparaat op basis van een compact disc.

Op een standaard-cd kan tussen de 650 en 800 MB aan gegevens worden opgeslagen. Er worden ook schijven gebruikt met een diameter van 80 millimeter, dat wil zeggen drie inch, met een capaciteit van ongeveer 180-210 MB. Hun voordeel is een kleiner formaat (maar geen kosten). Soms zijn er schijven die visitekaartje-cd worden genoemd - een compact disc die zowel qua uiterlijk als qua formaat lijkt op een visitekaartje. In feite zijn dit schijven van 7,5 cm die aan beide zijden zijn doorgesneden. Op zo'n schijf wordt 10 tot 70 MB opgenomen, afhankelijk van de mate waarin de randen van de schijf zijn bijgesneden.

CD is het meest economische type geheugen. De geheugencapaciteit van een CD is honderden keren groter dan het geheugen van een diskette, en de kosten zijn slechts enkele malen hoger dan die van een diskette. De populariteit van dit type geheugen nam toe met de komst van schijven voor eenmalig gebruik ( CD- R) en meerdere ( CD- RW) records. Verdring anderen echter volledig externe media optisch geheugen is mislukt vanwege problemen tijdens het opnameproces, namelijk:

U kunt geen enkel bestand op een cd bewerken of verwijderen; u kunt alleen de hele schijf wissen;

je kunt alleen informatie toevoegen aan zogenaamde multisessieschijven;

Cd's in speciale formaten (bijvoorbeeld audio) kunnen alleen bestanden lezen/schrijven bepaald type– als u tijdens de eerste formattering een niet succesvol formaat kiest en de verkeerde gegevens schrijft, kunt u niets meer lezen of schrijven – sterker nog, u verpest de schijf.

Structuur van cd's.

Op een CD wordt de binaire code gelezen met behulp van laserstraal, gereflecteerd door het oppervlak van de schijf. De code wordt geschreven op een spiraalvormig spoor dat van het midden van de schijf naar de omtrek loopt.

Informatie op een cd kan op drie manieren worden geschreven (zie figuur 6).

Door microscopisch kleine depressies op het bovenste deel van de onderste beschermlaag te stempelen. Uitsparingen, ook wel genoemd pitami vormen een informatiepatroon. Dit CD-schijven, de fabrieksopname daarin kan op geen enkele manier worden gewijzigd, maar de opnamekwaliteit is de hoogste.

Eenmalig beschrijfbare schijven of CD- R.

Hier bevindt zich tussen de basis en de reflecterende laag een opnamelaag gemaakt van een speciale organische substantie, die onomkeerbaar donkerder wordt bij verhitting door een laserstraal. CD- RW Herschrijfbare schijven of

.

Hier, in de opnamelaag, bevinden zich anorganische kristallen, deze worden donkerder in de ene modus van laserbelichting en in een andere worden de donkere plaatsen weer licht. Op deze manier kunt u een opname maken en deze vervolgens wissen en dit proces vele malen herhalen. Maar de opnamekwaliteit op CD-RW is lager dan op CD-R.

Rijst. 6. Dwarsdoorsneden van compact discs: a – toplaag van plastic of vernis; b – reflecterende laag van aluminium of goud; c – CD-informatiepatroon; d – opnamelaag van opnameschijven; d – onderste plastic laag

In alle varianten verandert de laserstraal bij het lezen in uitsparingen of op ondoorzichtige plaatsen van intensiteit, die wordt geregistreerd door een fotocel en omgezet in een digitale code.

Niet de onderkant, maar het bovenste deel van de cd is het meest kwetsbaar. De vernislaag en metaalfolie kunnen beschadigen als u er met druk met een pen of potlood iets op schrijft. De schijf wordt onbruikbaar. U mag alleen met een viltstift of marker schrijven. En de onderste laag moet worden ontdaan van vuil en niet bekrast.

Veel schijven hebben een klein gaatje op het voorpaneel voor het in noodgevallen verwijderen van de schijf. Door een paperclip te buigen en het uiteinde in het gat te steken, opent u de schijf een stukje, waarna u de schijf handmatig kunt verwijderen.

Opname-informatie op CD-R en CD-RW. Om schijven te schrijven heeft u een speciaal opnamestation (herschrijfbaar) nodig dat zowel schijven kan lezen als schrijven. Het geheugen van een cd kan worden opgedeeld in verschillende onafhankelijke secties (sessies), waarna de schijf wordt opgeroepen

meerdere sessies

. In verband met deze verdeling zijn verschillende opties mogelijk:

Nieuwe opnames kunnen worden toegevoegd aan multisessie-cd-r's en cd-rw's;

Nieuwe bestanden op een CD-RW met één sessie kunnen alleen worden geschreven nadat de schijf volledig is gewist.

Oudere stations werken mogelijk niet goed met multisessieschijven. Mogelijk is alleen de eerste sessie zichtbaar, of is de laatste mogelijk niet zichtbaar. Omgekeerd zijn veel oude schijven mogelijk niet leesbaar op nieuwe schijven; dit gebeurt ook.

Bij het branden van een CD wordt de laser met verhoogd vermogen ingeschakeld. De laser beweegt langs het spoor en registreert de nodige informatie. Het is onmogelijk om dit proces te onderbreken. Als de computer geen tijd heeft om het volgende stuk informatie over te dragen voor opname, wordt het proces onderbroken en wordt het gebruikte werkstuk beschadigd. Ter bescherming tegen onderbrekingen in de informatiestroom hebben moderne apparaten een buffer van enkele megabytes groot.

IN moderne modellen CD-ROM kan gebruik maken van een speciale technologie waarmee u de opname tijdelijk kunt onderbreken en kunt hervatten zodra de volgende portie gegevens arriveert. Maar het is nog steeds veiliger om het schijfopnameproces niet te onderbreken.

CD-opnameformaten.

Veel voorkomende formaten zijn onder meer de volgende.

Data-CD is een compact disc met verschillende bestanden, zonder enige beperking. Dit is een gebruikelijke manier om gegevens voor een computer op te slaan.

Audio-cd is een muziek-cd die niet alleen op een computer kan worden beluisterd, maar ook op een cd-speler.

In dit formaat worden wma-bestanden op cd's gebrand en gebruikt voor hoogwaardige audio-opnamen. MP3-schijven. Muziek wordt erop opgenomen in een gecomprimeerd, gearchiveerd formaat.

audioformaat

mp3.

Geluid opgenomen in dit formaat is van slechtere kwaliteit dan in wma, maar neemt veel minder ruimte in beslag.

U kunt de inhoud van verschillende audio-cd's op één mp3-schijf opnemen. Elk type muziekschijf vindt zijn consument. Voor het luisteren op een muziekcentrum van hoge kwaliteit zijn uiteraard audio-cd's vereist. Maar voor een zakspeler is het kwaliteitsverschil nog steeds niet merkbaar; het is goedkoper en handiger om mp3-schijven te gebruiken., kunnen anderen afbeeldingen opnemen. Na het ontwikkelen van de films kan Kodak de klant voorzien van een cd met daarop de foto's, compleet met servicesoftware.

Naast KodakCD-PROM zijn er ook andere merk-cd's.

Speciale CD-formaten (alle behalve Data-CD) zijn geconfigureerd om bestanden van een specifiek formaat op te nemen en af ​​te spelen. Een schijf die als een speciale schijf is gemaakt, behandelt de gegevens die erop zijn opgenomen als muziek, film of afbeelding. Als er bijvoorbeeld een tekstbestand naar een dergelijke schijf wordt geschreven, zal de CD-ROM de opgenomen binaire code niet als tekst waarnemen, maar proberen deze af te spelen als muziek of video. Omdat de informatie die nodig is om te spelen niet wordt gevonden, loopt de computer vast.

Gegevens lees-/schrijfsnelheid.

Dit is de belangrijkste parameter die zowel de cd als het station kenmerkt. Snelheid wordt gemeten in veelvouden. De leessnelheid in de eerste seriële samples (gemaakt in de jaren 70 van de twintigste eeuw), die 150 KB/sec bedroeg, werd als meeteenheid genomen (1x).

Met de destijds standaard geheugencapaciteit van 650 MB zorgde dit ervoor dat je de schijf in 74 minuten kon beluisteren. De eerste schijven waren puur muzikaal en maakten het deze keer mogelijk om een ​​symfonisch werk met klassieke muziek volledig op schijf op te nemen.

Momenteel zijn de meest voorkomende apparaten cd-rom-lezers met een prestatie van 32x-48x. De maximaal toepasselijke snelheid is 56x. Het is eenvoudig om de lees-/schrijftijd van gegevens voor verschillende snelheden te bepalen:

voor 8x is dit 9 minuten en 15 seconden;

gedurende 32x – ongeveer 2 minuten en 20 seconden;

gedurende 52x - ongeveer 1 minuut en 25 seconden.

Moderne cd-roms hebben functies die deze tijd nog verder kunnen verkorten, tot 30 seconden. Maar toch leestijd van de schijfCD- ROMmiljoenen keren langer om toegang te krijgen tot gegevens op een harde schijf, om nog maar te zwijgen van RAM.

Cd's van slechte kwaliteit kunnen het cd-rom-aandrijfmechanisme beschadigen. Een ongebalanceerde, defecte schijf in de drive gaat bij hogere snelheden zoemen; de drive kan gaan trillen. Een schijf van lage kwaliteit in een cd-rom kan zelfs "exploderen" - in stukken scheuren. Cd-rom-drives zijn bestand tegen dergelijke scheuren, maar u zult de drive moeten demonteren en de resterende schijf moeten verwijderen. Op cd's wordt de leessnelheid niet aangegeven; de cd-rom bepaalt deze zelf.

CD-R-schijven geven meestal een maximale leessnelheid aan en een reeks snelheden waarmee u kunt schrijven. Voor CD-RW-schijven zijn drie verschillende snelheden gespecificeerd. Het is gebruikelijk om eerst de maximale snelheid van de eerste opname van cd's aan te geven, daarna de herschrijfsnelheid en als laatste de leessnelheid. Een CD-RW-schijf met de aanduiding 24/10/40 kan dus schijven schrijven met snelheden tot 24x150=3600 KB/sec, herschrijven met snelheden tot 10x150=1500 KB/sec, en cd's lezen met snelheden van 40x150=6000 KB/sec. .

Als de blanco's zeggen dat ze snelheden boven 10x ondersteunen, is het zeer waarschijnlijk dat ze niet betrouwbaar zullen werken op de tweede of vierde snelheid. Als uw werkstuk snelheden tot 8x ondersteunt, kunt u niet opnemen op de tiende snelheid, zelfs als u over het juiste apparaat beschikt. Toch is het beter om de opnamekwaliteit te garanderen hoge snelheid Laat je niet meeslepen, beperk jezelf tot het minimum, 4-8x is het beste.

De lees- en schrijfsnelheid hangt niet alleen af ​​van de blanco's, maar ook van het gebruikte CD-ROM-apparaat. Verouderde leesstations ondersteunen mogelijk geen moderne formaten, vooral CD-R- en CD-RW-schijven zijn dat wel moderne aandrijvingen zijn onbruikbaar en moeten worden vervangen. Een schrijfstation met lage snelheid is mogelijk niet geschikt voor schrijfschijven met hoge snelheid.

DVD-schijven(Digitale veelzijdige schijf).

Veelzijdig betekent multilateraal, universeel. En aanvankelijk betekende dvd: digitale videoschijf, aangezien deze werd gemaakt ter vervanging van videocassettes. Dvd-technologie is een verdere ontwikkeling van cd-technologie, dus dvd- en cd-schijven hebben veel gemeen. De verschillen zullen hieronder hoofdzakelijk worden beschreven.

Tabel 2. Soorten dvd's.

Fysieke basis Dvd's zijn hetzelfde als cd's, alleen zijn de putjes kleiner en de golflengte van de laserstraal die wordt gebruikt voor lezen en schrijven is korter. De golflengte van de laserlichtstroom voor cd-drives is 0,76 micron, voor dvd-drives - 0,65-0,635 micron, deze reductie maakte het mogelijk om het putoppervlak verschillende keren te verkleinen. Vanwege hun fijnere structuur bereikt de capaciteit van dvd-schijven gigabytewaarden.

Een dvd kan één of twee bouwzijden hebben, en één of twee bouwlagen aan elke kant. Bij dubbellaagse schijven leest de laserstraal eerst informatie over de onderste, diepere laag en stelt vervolgens opnieuw scherp op de bovenste, doorschijnende laag.

Afhankelijk van het aantal lagen en zijden zijn er verschillende opties (Tabel 1). Het getal in de naam wordt verkregen door de schijfcapaciteit naar boven af ​​te ronden op een geheel getal. De capaciteit kan met het oog worden bepaald: bepaal het aantal werkende zijden en let op hun kleur: dubbellaagse zijden zijn meestal goudkleurig en enkellaagse zijden zijn zilverkleurig. De meest voorkomende is natuurlijk een enkelzijdige, enkellaagse dvd.

U kunt op een dvd ongeveer dezelfde gegevens opnemen als op een cd:

DVD-Video – neem video op op het ene nummer, audio op het andere;

DVD-Audio – bevat niet-gearchiveerde audiogegevens van hoge kwaliteit;

DVD-gegevens – bevat alle door de computer leesbare gegevens;

gemengde inhoud.

Deze gegevens worden op hetzelfde bestandssysteem opgenomen en, in tegenstelling tot cd's, zijn er geen fundamentele verschillen tussen audio-opname en gegevensopname. Dit betekent dat het mogelijk wordt om vervolgens gegevens op audio-DVD-RW op te nemen.

Dvd heeft een veel hogere lees-/schrijfsnelheid voor gegevens: de snelheidseenheid is 1,32 MB/sec, wat 8,8 keer sneller is dan een cd. Dat wil zeggen dat de snelheidsgetallen 4x, 10x, etc. een snelheid betekenen die ongeveer 9 keer groter is dan die van een CD.

DVD kent twee opnamestandaarden: DVD-R(W) en DVD+R(W). Aanvankelijk verscheen DVD-R(W) in 1997. Maar de licentieprijs voor deze technologie was te hoog, en daarom verenigden verschillende fabrikanten zich en ontwikkelden in 2002 de DVD+R(W)-standaard. Er brak een ‘oorlog van formaten’ uit. Maar nu is de intensiteit van de strijd afgenomen, omdat dvd-drives zich voornamelijk hebben geheroriënteerd op het lezen/schrijven van beide formaten. Oude of goedkope spelers kunnen echter maar één standaard ondersteunen, voornamelijk DVD-R(W), die 5 jaar eerder verscheen.

Hoewel de mensheid in de 21e eeuw is overgestapt op het gebruik van flash-geheugen, blijft het cd-formaat nog steeds erg populair en in trek bij gebruikers. Compact discs, zoals de afkorting CD (Compact Disk) betekent, hebben, in tegenstelling tot vluchtige media, een hogere informatiebetrouwbaarheid, lage kosten en 100% compatibiliteit met alle leesapparaten. Het enige verschil dat cd's onderling hebben, is de informatiecapaciteit. Het blijft de vraag welk product van de fabrikant je moet kopen en welke valkuilen je kunt tegenkomen in de race om grote containers.

Wereldstandaard

Weinig mensen weten dat de wereldgemeenschap de creatie van de CD, waarvan de informatiecapaciteit volgens de standaard 650 megabytes bedraagt, te danken heeft aan Sony Corporation. In 1982 creëerden de Japanners een draagbaar audiomedium dat vinylschijven verving. Beethovens 9e symfonie, geliefd bij de meeste Japanners, met een duur van 73 minuten, bepaalde de grootte van de schijf. Bij het converteren van audiogegevens naar megabytes moet de informatiecapaciteit van de cd minimaal 640 MB bedragen.

Gezien de opname van de pauze en aanvullende informatie voor afspeelapparatuur is er ongeveer 10 megabyte bijgekomen. De fysieke grootte van de schijf is 5,25 inch - het huidige ATX-formaat voor alle personal computers.

Basislijn

Ook al is de standaardcapaciteit van een cd 650 megabyte, maar in een winkel in de laatste tijd Het zal moeilijk zijn om zo'n product te vinden. Maar zonder veel moeite kun je ermee kopen informatie capaciteit 700 en 800 megabytes. Dergelijke schijven op de markten van het land zijn niets meer dan een marketingtruc van fabrikanten die proberen aan te trekken potentiële kopers. Het is duidelijk: hoe groter de capaciteit, hoe meer er kan worden geschreven. Alleen de fabrikant zwijgt dat, bij een constante fysieke omvang, een dergelijke capaciteit wordt bereikt dankzij hoge dichtheid opname die niet alle opnameapparaten kunnen produceren. Bovendien kan niet elk afspeelapparaat gegevens van media met een hoge capaciteit correct lezen.

"Loterij" met schijven met hoge dichtheid

Ook al spreekt de fabrikant over 100% compatibiliteit van zijn schijven met allerlei soorten multimedia-apparaten, de koper moet weten dat de mogelijkheid bestaat dat de speler of computer de muziek niet correct kan afspelen of gegevensbestanden niet kan openen. En hoe groter de CD-capaciteit, hoe groter dit risico. Schijven met een opnamedichtheid van 700 megabytes zijn erg populair op de binnenlandse markt. Trekt gebruikers aan lage kosten. Dergelijke schijven kunnen zonder problemen door vrijwel alle apparaten worden beschreven en gelezen.

Maar bij cd's met een opnamedichtheid van 800 megabytes kunnen er problemen optreden. Niet elk schrijfapparaat is in staat informatie correct op een medium vast te leggen. Afgaande op talrijke beoordelingen gelooft de gebruiker vaak dat dit het probleem is schrijf schijf en, hem uitscheldend, vermoedt hij dat niet eens in dit geval De fabrikant is verantwoordelijk voor het produceren van een cd van lage kwaliteit.

Over de fabrieken

Het is grappig dat de meerderheid van de kopers de voorkeur geeft aan dure en bekende merken, waarvan de namen en logo's op het oppervlak van de media zijn gedrukt, waarbij goedkope, weinig bekende cd's, waarvan de informatiecapaciteit geschikt is voor de consument, volledig worden genegeerd. Vaak is er geen verschil tussen een dure en een goedkope schijf, omdat ze dezelfde fabrikant en hetzelfde batchnummer hebben. Het draait allemaal om reclame. De ene verkoper maakt reclame voor zijn product en verhoogt de prijs, terwijl de ander schijven tegen lage kosten verkoopt. Een voorbeeld zijn schijven van BASF en Intenso. Het prijsverschil is enorm, en de cd komt uit dezelfde batch. Voordat u media koopt, moet u niet op de sticker letten, maar op beoordelingen over de fabrikant. Onlangs, dankzij hoge concurrentie Er wordt veel marketingonderzoek uitgevoerd, waarvan de resultaten worden opgepikt door computertijdschriften en internetbronnen, zodat de koper geen problemen zou moeten hebben met het vinden van informatie.

We zullen het hebben over cd's, waarvan de maximale informatiecapaciteit niet meer is dan 700 megabytes. Na de populaire media te hebben bestudeerd, kunnen we concluderen dat er de afgelopen decennia geen significante veranderingen hebben plaatsgevonden op de optische mediamarkt.

Serieuze merken hebben hun posities alleen maar versterkt, en fabrieken van producten van lage kwaliteit kunnen alleen dankzij reclame overeind blijven. Wat betreft de soorten schijven naar capaciteit kunt u gerust uw voorkeur geven aan de merken Mitsui, HP, Sony&Philips, 3M, Verbatim en FujiFilm. Professionals raden af ​​om cd's te kopen van merken als Princo, Memorex, Arita, BASF, Dysan, MMore en JTEC. Dat doen niet alleen de vervoerders slechte kwaliteit hebben veel fouten tijdens het afspelen, en de grootte van de cd is feitelijk 5-20 megabytes kleiner dan wat de verkoper op de verpakking vermeldde.

Actieve laagkleur

Als je bij een verkoper koopt, kun je vaak horen dat de kwaliteit van de opname op een cd-medium rechtstreeks afhangt van de kleur van de actieve laag: hoe donkerder deze is, hoe beter de informatieveiligheid, ongeacht het type schijf in termen van capaciteit. Door de koper te verzekeren dat zwarte muziek-cd's met een beschermende vinyllaag, hoewel ze een orde van grootte duurder zijn, eeuwen meegaan, is de deal met succes afgerond. In werkelijkheid verschijning De schijf, inclusief de kleur van de actieve laag, wordt gemaakt volgens de eisen die de klant aan de fabrikant stelt. Naast indicatoren als capaciteit is er een kolom 'ontwerp', waarin de kleur van de actieve laag wordt aangegeven. Maar de kolom ‘actief laagmateriaal’ is verantwoordelijk voor de houdbaarheid. Goedkope cyanine kan bijvoorbeeld direct worden vernietigd zonnestralen over tien jaar, en met dure ftalocyanine kun je over een eeuw probleemloos informatie van de schijf lezen.

Schrijfsnelheid

De grootte van een CD gaat altijd vergezeld van een aanduiding die op het schrijfapparaat kan worden ingesteld bij het opnemen van informatie op optische media. Zonder op de technologie in te gaan, is het voor elke gebruiker belangrijk om te weten dat hoe hoger dit cijfer, hoe minder tijd er zal worden besteed aan alle soorten schijven met een capaciteit die verschillende tijdsindicatoren hebben, die enigszins van elkaar verschillen. Gemiddeld duurt de opname bij “1x”-snelheid ongeveer 40 minuten, en een schijf met de parameter “52x” wordt in één minuut opgenomen.

Naast de mogelijkheden van de schijf moet u niet alleen op de schrijfsnelheidskenmerken letten schrijfapparaat, die op het voorpaneel zijn aangegeven. Lees ook de instructies van het apparaat waarop u de cd wilt afspelen. Veel autoradio's kunnen bijvoorbeeld geen muziek afspelen van media die zijn opgenomen met een snelheid van meer dan 24x.

Mogelijkheden van de beschermende laag

Een spontane aankoop op de markt of in een winkel dwingt je tot het maken van een mooi vormgegeven cd. Een foto van je favoriete personage of de titel van een film trekt meteen de aandacht en de schijf voegt iets toe aan je thuiscollectie. In ieder geval is iedereen ooit op het idee gekomen dat het naast het vastleggen van informatie op een medium leuk zou zijn om het uiterlijk van een cd te ontwerpen door je eigen tekening of foto op het oppervlak aan te brengen. Er is geen probleem hiermee. Het volstaat om een ​​schijf aan te schaffen met de aanduiding “Printable”. Het oppervlak van de beschermlaag is voorzien van een speciale coating die inkt van een inkjetprinter kan absorberen, vergelijkbaar met mat fotopapier. Voor het toepassen van een afbeelding heeft u uiteraard een printer nodig waarvan de functionaliteit het afdrukken op cd's ondersteunt.

Visitekaartje schijf

IN grote zaken Volgens de regels van goede omgangsvormen tussen partners of contractanten moet het voorstel de vorm hebben van een visuele presentatie, waarmee veel zakenmensen zich in hun vrije tijd vaak graag vertrouwd maken. IN postbus de presentatie kan verloren gaan tussen het volume e-mail, en het is onbetaalbaar om gratis flashdrives uit te delen aan potentiële partners. In dergelijke gevallen zal een visitekaartjeschijf u redden. Veel drukkerijen bieden deze service aan. Op normaal formaat gesneden visitekaartje Op verzoek van de klant kan de fabrikant een logo of contactgegevens aan de cd toevoegen. Voor zo'n CD is de informatiecapaciteit niet kritisch. 120-180 megabytes beschikbaar voor opname zijn voldoende om meerdere presentaties op te nemen. Zo'n visitekaartje, hebben niet-standaard maten, kan zonder problemen op elke optische schijflezer worden afgespeeld.

Over MiniDiscs

Het miniformaat van cd's is nog steeds behoorlijk populair onder bezitters van videocamera's en audiospelers met een formaatfactor van 8 cm standaard typen Qua capaciteit kan zo'n CD niet meer dan 210 megabytes aan media bevatten. Maar de prijs breekt records en overschrijdt meerdere keren de kosten van de duurste 5,25-inch cd's. Het draait allemaal om de fabrikant. Zoals uit de praktijk en talrijke tests blijkt, produceert de fabrikant, die voldoet aan de eisen van bedrijven die audio- en videoapparatuur produceren, een schijf hoogste kwaliteit. Elke gebruiker kan hiervan overtuigd worden; vergelijk gewoon de kenmerken verschillende schijven door te testen met gespecialiseerde software.

» [Informatica-examen][Ticket nr. 6]

Computergeheugenapparaten. Opslagmedia (floppy disks, harde schijven, cd-rom/r/rw-schijven, dvd's, enz.)

Hoofdfunctie extern geheugen Een computer is de mogelijkheid om een ​​grote hoeveelheid informatie (programma's, documenten, audio- en videoclips, enz.) langdurig op te slaan. Een apparaat dat informatie kan opnemen/lezen, wordt een station of schijfstation genoemd en informatie wordt opgeslagen op media (bijvoorbeeld diskettes).

Op diskettestations magnetische schijven(platte schijven of diskettes) en schijven aan hard magnetisch schijven (HDD's of harde schijven) vormen de basis voor het opnemen, opslaan en lezen van informatie magnetisch principe, en in laserschijfstations - het optische principe.

Flexibele magnetische schijven.

Flexibele magnetische schijven worden in een plastic behuizing geplaatst. Dit opslagmedium wordt een diskette genoemd. De diskette wordt in de diskdrive gestoken, die de disk met een constante hoeksnelheid roteert. De magneetkop van de drive wordt op een specifiek concentrisch spoor van de schijf geïnstalleerd, waarop informatie wordt geschreven (of gelezen).

De informatiecapaciteit van de diskette is klein en bedraagt ​​slechts 1,44 MB. De snelheid van het schrijven en lezen van informatie is ook laag (ongeveer 50 KB/s) vanwege de langzame rotatie van de schijf (360 rpm).

Om informatie te bewaren moeten flexibele magnetische schijven worden beschermd tegen blootstelling aan sterke magnetische velden en hitte, omdat dit kan leiden tot demagnetisatie van de media en verlies van informatie.

Harde magnetische schijven.

Harde schijf (HDD - Harde schijf Drive) verwijst naar een niet-vervangbare schijf magnetische opslagapparaten. De eerste harde schijf werd in 1973 door IBM ontwikkeld en had een capaciteit van 16 KB.

Harde magnetische schijven zijn enkele tientallen schijven die op één as zijn geplaatst en zijn ingesloten metalen behuizing en roterend met hoge hoeksnelheid. Vanwege de meerdere sporen aan elke kant van de schijven en grote hoeveelheid schijfinformatiecapaciteit harde schijven kan tienduizenden keren groter zijn dan de informatiecapaciteit van diskettes en honderden GB bereiken. De snelheid van het schrijven en lezen van informatie van harde schijven is vrij hoog (ongeveer 133 MB/s) vanwege de snelle rotatie van de schijven (7200 rpm).

Een harde schijf wordt vaak een harde schijf genoemd. Er is een legende die uitlegt waarom harde schijven er was zo'n mooie naam. De eerste harde schijf die begin jaren zeventig in Amerika werd uitgebracht, had een capaciteit van 30 MB aan informatie op elke schijf werkoppervlak. Tegelijkertijd had het repeteergeweer van O. F. Winchester, algemeen bekend in Amerika, een kaliber van 0,30; Misschien rommelde de eerste harde schijf tijdens de werking als een machinegeweer of rook hij naar buskruit - het is niet duidelijk, maar vanaf dat moment begonnen ze harde schijven harde schijven te noemen.

Tijdens de werking van de computer treden er storingen op. Virussen, stroomstoringen, softwarefouten- dit alles kan schade veroorzaken aan de informatie die op uw harde schijf is opgeslagen. Schade aan informatie betekent niet altijd het verlies ervan. Het is dus handig om te weten hoe deze op de harde schijf is opgeslagen, omdat deze dan kan worden hersteld. Als het opstartgebied bijvoorbeeld door een virus is beschadigd, is het helemaal niet nodig om de hele schijf te formatteren (!), maar nadat u het beschadigde gebied hebt hersteld, gaat u verder normaal werk met het behoud van al uw waardevolle gegevens.

Harde schijven gebruiken tamelijk kwetsbare en miniatuurelementen. Om informatie en de functionaliteit van harde schijven te behouden, is het noodzakelijk om ze tijdens gebruik te beschermen tegen schokken en plotselinge veranderingen in de ruimtelijke oriëntatie.

Laserdrives en -schijven.

Begin jaren 80 kondigde het Nederlandse bedrijf Philips een revolutie aan op het gebied van geluidsweergave. De ingenieurs hebben iets bedacht dat nu extreem populair is: laserschijven en spelers.

De afgelopen jaren zijn computer compact disc (CD)-lezers, cd-roms genoemd, een vrijwel essentieel onderdeel van elke computer geworden. Dit gebeurde omdat verschillende softwareproducten een aanzienlijke hoeveelheid ruimte in beslag begonnen te nemen, en het leveren ervan op diskettes onbetaalbaar en onbetrouwbaar bleek te zijn. Daarom werden ze op cd's geleverd (dezelfde als gewone muziek).

Laserschijfstations maken gebruik van het optische principe van het lezen van informatie. Op laserdiscs CD (CD - Compact Disk, compact disc) en DVD (DVD - Digital Video Disk, digitale videoschijf) wordt informatie opgenomen op één spiraalvormig spoor (zoals op een grammofoonplaat), met afwisselende secties met verschillende reflectiviteit . De laserstraal valt op het oppervlak van de roterende schijf en de intensiteit van de gereflecteerde straal hangt af van de reflectiviteit van het baanvak en neemt de waarden 0 of 1 aan.
Om de veiligheid van informatie te garanderen, moeten laserschijven worden beschermd tegen mechanische schade(krassen), maar ook tegen vervuiling.

Laserschijven slaan informatie op die tijdens het productieproces erop is vastgelegd. Het is onmogelijk om nieuwe informatie naar hen te schrijven. Dergelijke schijven worden geproduceerd door stempelen. Er zijn cd-r- en dvd-r-schijven waarop informatie slechts één keer kan worden geschreven. Op CD-RW- en DVD-RW-schijven kan informatie vele malen worden geschreven/herschreven. Schijven van verschillende typen kunnen niet alleen worden onderscheiden door markeringen, maar ook door de kleur van het reflecterende oppervlak.

Branden op cd's en dvd's met gewone cd-roms en dvd-roms is niet mogelijk. Hiervoor heeft u CD-RW- en DVD-RW-apparaten nodig waarmee eenmaal-lezen-schrijven en lezen-schrijven-herschrijven mogelijk zijn. Deze apparaten hebben een redelijk krachtige laser waarmee je de reflectiviteit van oppervlakken tijdens het opnameproces kunt veranderen.

De informatiecapaciteit van een cd-rom bereikt 700 MB, en de leessnelheid van informatie (tot 7,8 MB/s) is afhankelijk van de rotatiesnelheid van de schijf. Dvd-schijven hebben een veel grotere informatiecapaciteit (enkellaagse, enkelzijdige schijf - 4,7 GB) vergeleken met cd-schijven, omdat Er wordt gebruik gemaakt van lasers met een kortere golflengte, waardoor de optische sporen dichter kunnen worden geplaatst. Er zijn ook dubbellaagse dvd's en dubbelzijdige dvd's. Momenteel bereikt de leessnelheid van dvd-stations met 16 snelheden 21 MB/s.

Apparaten gebaseerd op flash-geheugen.

Flash-geheugen is een niet-vluchtig type geheugen waarmee gegevens op chips kunnen worden geschreven en opgeslagen. Apparaten op basis van flash-geheugen hebben geen bewegende delen, wat een hoge gegevensbeveiliging garandeert bij gebruik in mobiele apparaten.

Flash-geheugen is een chip die erin wordt geplaatst miniatuur geval. Om informatie te schrijven of te lezen, worden schijven via een USB-poort op een computer aangesloten. De informatiecapaciteit van geheugenkaarten bereikt 1024 MB.

In conventionele CD-ROM-stations wordt tijdens het technologische productieproces informatie naar de schijf geschreven en is het onmogelijk om deze te wijzigen, bijvoorbeeld om nieuwe informatie te schrijven. De technologische vooruitgang heeft het in de loop van de tijd echter mogelijk gemaakt om compact discs te ontwikkelen met speciale media waarmee informatie één keer door de gebruiker kan worden geschreven (opneembare schijven, CD-Recordable - CD-R) en meervoudige opname (herschrijfbare schijven, CD-ReWritable - CD-RW) in speciale opslagapparaten.

Opneembare cd's bieden een aanzienlijk gebruikersvoordeel ten opzichte van andere verwijderbare geheugentechnologieën, zoals magneto-optische opslag. Het ligt in de compatibiliteit van cd-media: CD-R-stations en CD-RW kunnen bijna alle soorten CD-ROM's lezen, en schijven die zijn opgenomen in CD-R- en CD-RW-stations kunnen gewone CD-ROM-stations en nieuw DVD-ROM-stations. Een ander voordeel zijn de lage kosten van het medium. Het belangrijkste nadeel van schijven zijn hun herschrijfbaarheidsbeperkingen; Natuurlijk zijn CD-R-schijven helemaal niet herschrijfbaar, en tot voor kort moesten CD-RW-schijven opnieuw worden geformatteerd om de ruimte te herstellen die werd ingenomen door "verwijderde" bestanden toen de schijf vol raakte. Concurrerende technologieën bieden echter eenvoudige drag-and-drop-functionaliteit zonder deze beperking. Zelfs nu herschrijfbaar CD-RW-schijven is verre van perfect, wat leidt tot een afname van de schijfcapaciteit.

Formaten

In 1984 ontwikkelde de International Standards Organization (ISO) het ISO 9660-gegevensformaat. Het werd aangenomen als een platformonafhankelijk protocol voor bestandsnaamgeving en mapstructuren. Bestandsnamen zijn beperkt tot hoofdletters, cijfers en het onderstrepingsteken "_". Directorynamen konden maximaal acht tekens bevatten zonder extensie, en submappen waren slechts acht diep. Onder Windows 95 kan de standaard worden genegeerd, maar oudere cd-rom-stations kunnen dergelijke "niet-standaard" schijven niet aan.

Elke cd heeft inhoudsopgave(Inhoudsopgave - TOC), die informatie over de tracks bevat. Orange Book lost problemen op met opneembare cd's waarbij daaropvolgende opnamesessies op dezelfde schijf TOC-updates vereisen. Bij het Photo-CD-formaat van Kodak hoeft u de schijf niet eerst met afbeeldingen te vullen; u kunt later afbeeldingen toevoegen totdat de schijf vol is. De informatie op de Photo-CD wordt gepresenteerd in het Yellow Book CD-ROM-formaat en kan vervolgens door elk multi-sessiestation worden gelezen.

Echter het formaat ISO-bestanden De 9660, zoals gebruikt door cd- en cd-r-schijven, maar ook door originele schijf- of enkele sessiestandaarden, is niet ontworpen om gegevens in kleine stappen toe te voegen. Het opnemen van meerdere sessies op schijf resulteert in een verspilling van ongeveer 13 MB schijfruimte in elke sessie, en de oorspronkelijke standaard beperkte het aantal nummers dat op schijf kon worden geplaatst tot 99. Deze beperkingen werden vervolgens overwonnen. universeel schijfformaat(Universal Disc Format - UDF) ISO 13346, ontwikkeld door de Technology Association optisch geheugen(Optische Opslag Technologie Vereniging - OSTA). Deze besturingssysteemonafhankelijke standaard voor het opslaan van gegevens optische media, inclusief CD-R-, CD-RW- en DVD-apparaten, maakt gebruik van een opnieuw ontworpen mapstructuur die het efficiënt opnemen van een enkel bestand (of pakket- pakket).

CD's hebben een diameter van 12 cm en een centraal gat van 15 mm in diameter. Audio- of computergegevens worden opgeslagen vanaf een straal van 25 mm (na het inloopgebied van de sessie) tot een straal van 58 mm, waar het uitloopgebied van de sessie begint. De Orange Book-standaard op CD-R verdeelt de cd feitelijk in twee gebieden: regio systemisch gebruik (Systeemgebruiksgebied - SUA) en informatie gebied(Informatiegedeelte). Als het informatiegebied fungeert als gedeelde opslagruimte, dan gedraagt ​​de SUA zich vrijwel hetzelfde opstartsector harde schijf, die de eerste 4 mm van het CD-oppervlak in beslag neemt. Het vertelt de lezer welke informatie hij kan verwachten en is zelf verdeeld in twee delen: gebied voor vermogenskalibratie(Vermogenskalibratiegebied - PCA) en regio programma geheugen (Programmageheugengebied - PMA):

• Op elke schijf fungeert het PCA-gebied als testbed voor de laser van de CD-recorder. Elke keer dat een schijf in een CD-R-station wordt geplaatst, wordt een laser op het oppervlak van de PCA gericht om het optimale vermogen in te stellen om de CD te branden. Op optimale waarde Het vermogen wordt beïnvloed door verschillende factoren: opnamesnelheid, vochtigheid, omgevingstemperatuur en het type schijf dat wordt gebruikt. Elke keer dat een schijf wordt gekalibreerd, wordt de telgebiedbit ingesteld op "1" en zijn er maximaal 99 kalibraties per schijf toegestaan.
• Het PMA-gebied slaat gegevens op voor het opnemen van maximaal 99 tracknummers en hun start- en stoptijden (voor muziek) of sectoradressen voor het starten van databestanden op de dataschijf.

Het informatiegebied, dat gegevens bevat, is verdeeld in drie gebieden:

• Het sessie-inloopgebied bevat digitale stilte op het hoofdkanaal plus de inhoudsopgave (TOC) subcode Q-kanaal. Hiermee kan de laserleeskop de putten controleren en audio- of computergegevens synchroniseren vóór de start van het programmagebied. De lengte van het initiële sessiegebied wordt bepaald door de noodzaak om een ​​inhoudsopgave (TOC) op te slaan voor maximaal 99 nummers.
• Het programmagebied bevat maximaal 76 minuten aan gegevens, verdeeld over maximaal 99 tracks. De feitelijke bits en bytes worden anders op een CD opgeslagen dan u zou verwachten. Op traditionele media vormen acht bits een byte standaard eenheid gegevens. Op CD codeert een proces genaamd Eight To Fourteen Modulation (EFM) elk 8-bits teken als 14 bits plus 3 samenvoegbits. De EFM-gegevens worden vervolgens gebruikt om de putten op de schijf te bepalen. De koppelbits zorgen ervoor dat de put- en landlengtes niet minder dan 3 en niet meer dan 11 kanaalbits bedragen, waardoor het effect van jitter en andere vervormingen wordt verminderd. Dit is slechts de eerste stap in een complexe procedure waarbij fouten worden gecorrigeerd, waarbij bits, frames, sectoren en logische segmenten worden verbonden die pieken en dalen op een cd omzetten in machinaal leesbare gegevens.
• Het sessie-lead-outgebied bevat digitale stilte of nulgegevens. Het definieert het einde van het CD-programmagebied.

Naast het hoofddatakanaal heeft de CD acht subcodekanalen, aangeduid met "P" tot en met "W", afgewisseld met het hoofdkanaal en beschikbaar voor gebruik door audio-CD- of CD-ROM-spelers. Toen de eerste cd werd ontwikkeld, werd er subcode opgenomen om besturingsgegevens op de schijf te plaatsen, en was het gebruik van het hoofdkanaal beperkt tot audio- of cd-rom-gegevens. Het P-kanaal toont het begin en einde van elke track, het Q-kanaal bevat tijdcodes (minuten, seconden en frames), TOC (in het startgedeelte van de sessie), tracktype en catalogusnummer. Kanalen R tot en met W worden vaak gebruikt voor grafische afbeeldingen. Naarmate de technologie is verbeterd, is het basiskanaal feitelijk voor verschillende andere gegevenstypen gebruikt, en de nieuwe dvd-specificatie elimineert cd-subcodekanalen volledig.

CD-R-schijven

Schijven met schrijf eens en meervoudig lezen (Write Once/Read Many - WORM) werden eind jaren 80 van de vorige eeuw ontwikkeld. Bij het schrijven van gegevens naar een WORM-schijf creëert een laser met laag vermogen fysieke markeringen op het oppervlak van de media die niet kunnen worden gewist, d.w.z. Er wordt één keer opgenomen. De foto links laat het zien algemeen beeld CD-R-station. In feite ziet het er niet anders uit dan een gewoon CD-ROM-station.

De kenmerken van opneembare cd's werden in 1990 gedefinieerd door de Orange Book II-standaard en Philips was de eerste die medio 1993 CD-R uitbracht. Het maakt gebruik van dezelfde technologie als WORM, waardoor de reflectiviteit van een organische kleurstoflaag die reflecterend aluminium vervangt een gewone cd-band. In het begin was de de facto standaard voor CD-R-media cyaninekleurstof en de metaalgestabiliseerde derivaten ervan. Na enige tijd werd het vervangen door ftalocyaninekleurstof, die minder gevoelig was voor bederf door gewoon licht, waaronder ultraviolet, fluorescerend en zonlicht. Deze kleurstoffen zijn lichtgevoelige organische verbindingen die vergelijkbaar zijn met de kleurstoffen die worden gebruikt om foto's te maken. Mediafabrikanten gebruiken verschillende kleurstoffen in combinatie met kleurstofdikte, reflectiviteit en groefstructuur om opnameparameters te verfijnen voor een breed scala aan schrijfsnelheden, opnamelaservermogen en levensduur van media. Om enkele eigenschappen van de aluminiumfilm van standaard-cd's na te bootsen en de kleurstof te beschermen, is deze bedekt met een microscopisch kleine reflecterende laag (gemaakt van een gepatenteerde zilverlegering of goud). Het gebruik van duurzame metalen reflectoren elimineert het risico op corrosie en oxidatie. Mediafabrikanten hebben onderzoeken naar de duurzaamheid van media uitgevoerd met behulp van industriële tests en wiskundige modelleringstechnieken. Uit deze onderzoeken bleek dat de levensduur van de schijven varieert van 70 tot 200 jaar. In de praktijk varieert een betrouwbare gegevensbewaring echter van 5 tot 10 jaar.

De kleur van een CD-R-schijf houdt verband met de kleur van de specifieke kleurstof die in de opnamelaag wordt gebruikt. Deze basiskleurstof verandert van kleur wanneer er een reflecterende coating (zilver of goud) wordt toegevoegd. Sommige combinaties van kleurstof en reflecterende coating zien er groen uit, andere blauw en andere geel. Groen-gouden schijven combineren bijvoorbeeld een gouden reflecterende laag met een cyaankleurstof, wat resulteert in een gouden kleur aan de labelzijde en een groene kleur aan de opnamezijde. Taiyo Yuden produceerde de originele groen-gouden cd's met cyaninekleurstof die werden gebruikt bij het opstellen van de Orange Book-standaard. Mitsui Toatsu Chemicals heeft een proces uitgevonden om goud-goud-cd's te produceren. Zilverblauwe cd-r's, geproduceerd volgens een door Verbatim gepatenteerd proces, verschenen voor het eerst in 1996. Medio 1998 bracht Ricoh "Platinum" zilver-zilverschijven uit, die een verbeterde ftalocyaninekleurstof gebruiken.

De schijf heeft een spiraalvormig spoor, dat tijdens het productieproces wordt gevormd, waarop gegevens worden geschreven. Dit zorgt ervoor dat de recorder in hetzelfde spiraalpatroon beweegt als een gewone cd. Er wordt opgenomen van de binnenkant van de schijf naar de buitenkant. De spiraalvormige baan maakt 22.188 omwentelingen op het oppervlak van de CD, wat overeenkomt met ongeveer 600 baanomwentelingen per millimeter.

In plaats van mechanisch op een compact disc te drukken, schrijft een CD-R-station gegevens naar de schijf door de laser te gebruiken om putten fysiek in een organische kleurstof te "branden". Bij verwarming boven kritische temperatuur Het door een chemische reactie “uitgebrande” gebied wordt ondoorzichtig (of absorberend) en reflecteert vervolgens minder licht dan gebieden die niet door de laser zijn verwarmd. Het systeem simuleert goede reflectie licht van het land op een gewone CD en verstrooiing vanuit de put, dus gegevens op een CD-R-schijf worden weergegeven door "verbrande" en "onverbrande" gebieden, vergelijkbaar met de weergave van gegevens door putten en landen op een gewone CD. Vandaar, CD-R-schijf Kan in een gewone cd-speler worden gebruikt, net als een gewone cd.

Een CD-R-schijf is echter strikt genomen geen WORM-schijf. Bij beide typen schijven is het niet mogelijk om gegevens te wissen (zodra een CD-R is geschreven, is de kleurverandering in een gebied permanent), maar met een CD-R-schijf kunnen meerdere opnamesessies worden uitgevoerd op verschillende gebieden op de schijf. schijf. De enige beperking is dat volgende sessies alleen cd-rom-drives met meerdere sessies kunnen lezen; alles wat na de eerste sessie is opgenomen, wordt niet “gezien” door oude schijven.

De kosten van cd-recorders zijn aanzienlijk gedaald vergeleken met het midden van de jaren negentig van de vorige eeuw, en de parameters zijn verbeterd. Medio 1998 werden schijven uitgebracht die met een snelheid van 4x konden schrijven en met een snelheid van 12x konden lezen (ook wel C4X/12XT genoemd); Er zijn geavanceerde cd-masteringprogramma's voor hen beschikbaar. Tegen eind 1999 waren de prestaties van cd-r-drives toegenomen tot 8X/24x, en tegelijkertijd vond er een overgang plaats naar meer veelzijdige cd-rw-drives. Hoe hoger de schrijfsnelheid, hoe meer de drive underruns moet bufferen - de gevaarlijkste van alle cd-schrijffouten. Om de kans op onderbelasting te verkleinen, is er een cache met een capaciteit van 256 KB tot 2 MB in de schijf ingebouwd. Snelle apparaten kunt u het opnameproces vertragen tot 2x snelheid en zelfs tot 1x snelheid. Dit is vooral handig om onderbelastingsfouten te voorkomen bij het rippen van cd-roms van lage kwaliteit.

Toen de kosten van CD-R-drives de kosten van snelle CD-ROM-drives naderden, werden CD-R-drives op grote schaal gebruikt als opslagapparaat en als back-upapparaat. Deze schijven hebben echter verschillende voordelen ten opzichte van alternatieve technologieën.

CD-R-schijven hebben doorgaans een speelduur van 63 of 74 minuten, wat overeenkomt met een capaciteit van 550 MB en 650 MB, en zijn zeer goedkope media. Het wijdverbreide gebruik van cd-rom-drives betekent dat schijven op verschillende pc's kunnen worden gelezen, waardoor cd-r-schijven een handig transportmedium zijn grote bestanden. In tegenstelling tot tape zijn CD-R-schijven een apparaat met willekeurige toegang, waardoor ze sneller kunnen worden afgespeeld archiefmateriaal; schijven zijn duurzamer dan tapecartridges en worden niet beïnvloed door magnetische velden. Ten slotte kunt u op één schijf een verscheidenheid aan gegevens opslaan, zoals video's, foto-cd-afbeeldingen, afbeeldingen, geluid en algemene gegevens.

Het CD-R-formaat is echter niet vrij van compatibiliteitsproblemen. In tegenstelling tot conventionele CD's komt het reflecterende oppervlak van een CD-R-schijf exact overeen met de laserlengte van 780 nm van een conventionele CD-ROM-drive. Als u een cd-r-schijf in een dvd-rom-station van de eerste generatie plaatst, reflecteert deze bij 650 nm niet voldoende licht om de gegevens betrouwbaar te kunnen lezen. Vervolgens werd dit probleem opgelost in aandrijvingen met koppen die waren ontworpen voor twee golflengten.

Het echte nadeel van CD-R-schijven is echter dat het schrijfproces onomkeerbaar is. De media kunnen niet worden gewist om opnieuw te worden beschreven. Alleen door de sessie "open" te laten, d.w.z. Zonder naar de hele schijf te schrijven, kunt u geleidelijk gegevens toevoegen. Dit is uiteraard niet geschikt voor gegevensback-up. Enige tijd na intensief onderzoek Philips en Sony kondigde in 1997 een andere cd-standaard aan: herschrijfbare schijven (CD-Rewritable - CD-RW).

CD-RW-schijven

Als resultaat van de gezamenlijke inspanningen van Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical Corporation, Philips, Ricoh en Sony bieden CD-RW-drives de gebruiker de mogelijkheid om naar onnodige gegevens te schrijven of individuele bestanden te verwijderen. De Orange Book III-standaard garandeert cd-rw-compatibiliteit met de algemene compact disc-familie, evenals compatibiliteit met nieuwe dvd-rom-drives.

CD-RW-schijftechnologie is afhankelijk van optisch fase verandering(faseverandering), maar in tegenstelling tot magneto-optische schijftechnologie zijn hier geen magnetische velden bij betrokken. De media zelf zijn niet te onderscheiden van CD-R-schijven vanwege hun metaalachtige uiterlijk. grijs en heb hetzelfde basisstructuur, zoals cd-r-schijven, maar met aanzienlijke verschillen. De CD-RW-schijfdrager met faseverandering bestaat uit een polycarbonaatsubstraat met een spiraalvormige groef voor servogeleiding, absolute tijdinformatie en andere gegevens, waarop doorgaans vijf lagen worden afgezet. De opnamelaag bevindt zich tussen diëlektrische lagen, die tijdens het opnameproces overtollige warmte uit de laag verwijderen met een faseverandering. In plaats van een opnamelaag met kleurstof op een CD-R-schijf, CD-RW-schijf Meestal wordt een kristallijne verbinding gebruikt die bestaat uit een mengsel van zilver, indium, antimoon en tellurium. Dit nogal exotische mengsel heeft een ongebruikelijke eigenschap: bij verhitting tot één temperatuur en afgekoeld wordt het kristallijn, maar bij verhitting tot hogere temperatuur en daaropvolgende afkoeling wordt het amorf. Door de kristallijne gebieden kan de gemetalliseerde laag de laserstraal beter reflecteren; het niet-kristallijne gebied absorbeert de laserstraal en er vindt geen reflectie plaats.

Om deze effecten in de opnamelaag te bereiken, gebruikt de CD-RW-recorder er drie verschillende machten laser:

• Het maximale laservermogen, "Write Power" genoemd, creëert een niet-kristallijne (absorberende) toestand van de opnamelaag.
• Middelmatig vermogen, genaamd "Erase Power", smelt de opnamelaag en verandert deze in een reflecterende kristallijne toestand.
• Het minimale vermogen, "Read Power" genoemd, verandert de toestand van de opnamelaag niet, zodat deze kan worden gebruikt om gegevens te lezen.

Bij het schrijven verwarmt een gerichte laserstraal met "Write Power" selectief delen van het materiaal met een faseverandering boven het smeltpunt (500-700 graden Celsius), zodat alle atomen in dit gebied snel in een vloeibare toestand veranderen. Vervolgens wordt bij voldoende snelle afkoeling de willekeurige vloeibare toestand "bevroren" en wordt de zogenaamde amorfe toestand verkregen. Het amorfe gebied van het materiaal wordt samengedrukt, waardoor een put ontstaat op het punt van inslag van de laserstraal en leidt naar het herkenbare oppervlak van de compact disc. Wanneer een laserstraal met "Erase Power" de faseveranderingslaag gedurende voldoende tijd (meer dan de minimale kristallisatietijd) verwarmt tot een temperatuur onder de smelttemperatuur, maar boven de kristallisatietemperatuur (200 graden Celsius), keren de atomen terug naar een geordende staat, d.w.z. kristallijne staat. De opname gebeurt in één keer met een gefocusseerde laserstraal; soms wordt deze modus aangeroepen directe nasynchronisatie(direct overschrijven) en het opnameproces voor een schijf kan duizenden keren worden herhaald.

Wanneer de gegevens worden geregistreerd en de amorfe gebieden minder licht reflecteren, detecteert een laserstraal met "Read Power" het verschil tussen de landen en putten op de schijf. Je moet er rekening mee houden dat de schijf minder licht reflecteert dan cd-rom- en cd-r-schijven, waardoor cd-rw-schijven alleen kunnen worden gelezen in spelers die de nieuwe MultiRead-specificatie ondersteunen. Zelfs dvd-rom-stations die het UDF-bestandsformaat gebruiken, hebben een cd-rw-kop met dubbele golflengte nodig om te kunnen lezen.

CD-RW-stations kunnen zowel CD-R- als CD-RW-schijven branden, zodat de gebruiker de meest geschikte media kan kiezen. Halverwege 1998 konden stations lezen met een snelheid van 6x en CD-R- en CD-RW-schijven schrijven met een snelheid van 4x. Tegen het einde van hetzelfde jaar werd een 16-voudige leessnelheid bereikt. Eind 2000 beste schijven kon schrijven met een snelheid van 10/12x en cd-rom lezen met een snelheid van 32x.

Hoewel het UDF-formaat gebruikers de mogelijkheid biedt om bestanden over te dragen met behulp van slepen en neerzetten en laten vallen), is het werken met CD-RW-schijven niet zo eenvoudig als het werken met harde schijf. Ten eerste worden, als gevolg van beperkingen van de UDF-standaard en het bijbehorende stuurprogramma, wanneer gegevens van een CD-RW-schijf worden verwijderd, de overeenkomstige gebieden van de schijf eenvoudigweg gemarkeerd voor verwijdering en zijn ze niet onmiddellijk toegankelijk. U kunt een schijf gebruiken totdat de volledige capaciteit ervan is uitgeput en vervolgens de hele schijf wissen met de functie voor serieel wissen om opslagruimte vrij te maken. In hardwarematige zin wordt het wissen van schijven bereikt door het oppervlak te verwarmen tot een lagere temperatuur, maar gedurende een langere tijd, waardoor de schijf terugkeert naar een kristallijne toestand.

De evolutie van de UDF-standaard en verbeteringen aan het stuurprogramma hebben de situatie aanzienlijk verbeterd, waardoor CD-RW-drives vergelijkbaar zijn geworden met, maar niet identiek, aan diskettes of harde schijven.

Universeel schijfformaat

De ISO 9660 cd-rom-standaard heeft bepaalde beperkingen die hem ongeschikt maken voor dvd, cd-rw en andere nieuwe schijfformaten. De UDF ISO 13346-standaard heeft tot doel deze beperkingen op te heffen. In het bijzonder is batchschrijven niet volledig compatibel met logische bestanden ISO-systeem 9660 omdat het vereist dat je precies weet welke bestanden tijdens een sessie zijn geschreven om padtabellen en primaire volumedescriptors te genereren, die de fysieke locatie van bestanden op schijf aangeven. Met UDF kunt u geleidelijk bestanden toevoegen aan een CD-R- of CD-RW-schijf, bestand voor bestand, zonder noemenswaardige overheadverliezen, met behulp van batch schrijven(pakketschrijven). In UDF blijft het virtuele adres hetzelfde, zelfs als een bestand wordt overschreven. Aan het einde van elke burst-schrijfsessie schrijft de UDF naar schijf virtuele toewijzingstabel(Virtuele toewijzingstabel - BTW), die de fysieke locatie van elk bestand beschrijft. Elke nieuw gemaakte BTW-tabel bevat gegevens uit de vorige BTW-tabel, waardoor u alle bestanden kunt lokaliseren die ooit naar schijf zijn geschreven.

Medio 1998 waren er twee versies van de UDF ontwikkeld en waren toekomstige versies gepland. UDF versie 1.02 is de versie voor DVD-ROM-stations en dvd-video; UDF versie 1.5 is een superset die ondersteuning voor CD-R- en CD-RW-schijven toevoegt. Windows 98 ondersteunt UDF versie 1.02. Als het besturingssysteem UDF 1.5 echter niet ondersteunt, is dit vereist speciale chauffeur UDF om batchschrijven naar herschrijfbare cd's mogelijk te maken. Het DirectCD V2.0-stuurprogramma van Adaptec was het eerste stuurprogramma dat burst-schrijven en willekeurig wissen ondersteunde aparte bestanden op CD-RW-media. Met het DirectCD V2.0-stuurprogramma kunt u twee soorten pakketten opnemen: vaste lengte en variabele lengte. Pakketten met een vaste lengte zijn geschikter voor CD-RW ter ondersteuning van willekeurig wissen, omdat het moeilijk (en langzaam) is om een ​​groot en voortdurend veranderend bestandssysteem bij te houden, tenzij de pakketten naar vaste locaties zijn geschreven.

UDF 1.5 is echter verre van perfect. Naast de problemen die gepaard gaan met het gebrek aan ondersteuning voor het besturingssysteem, zijn er nog andere problemen. Het grootste nadeel is dat pakketten met een vaste lengte (32 KB in de UDF-standaard) een grote hoeveelheid schijfruimte in beslag nemen. De beschikbare capaciteit van een CD-RW-schijf die is geformatteerd voor opname met een vaste lengte, wordt teruggebracht tot ongeveer 550 MB. In de praktijk wordt de capaciteit van een UDF-geformatteerde schijf echter nog verder verminderd als gevolg van de ingebouwde functies van het DirectCD-stuurprogramma om de levensduur van de CD-RW-media te verbeteren.

Elk bepaald gedeelte op een CD-RW-schijf kan ongeveer 1.000 keer worden gewist en herschreven (dit aantal werd al snel verhoogd tot 10.000). Hierna kan het gebied niet meer gebruikt worden. Het DirectCD-stuurprogramma is echter ontworpen om herhaaldelijk schrijven en wissen van hetzelfde fysieke gedeelte te voorkomen met behulp van een techniek die 'sparing' wordt genoemd. Dit verlengt de levensduur van de schijf aanzienlijk, maar gaat ten koste van overheadinformatie die de effectieve capaciteit van de schijf vermindert. Zelfs als een bepaald gedeelte op een CD-RW-schijf niet is gebrand, kan het DirectCD-stuurprogramma dit als "onbruikbaar" markeren en negeren (dit is vergelijkbaar met de manier waarop slechte sectoren op een harde schijf worden afgehandeld).

Naast het capaciteitsprobleem ondersteunen niet alle CD-R- en CD-RW-stations batchschrijven, en kunnen alleen MultiRead CD-ROM-stations en OSTA-gecertificeerde stations batchgewijs geschreven schijven lezen. Hiervoor is de gratis UDF Reader van Adaptec nodig, waarmee veel MultiRead CD-ROM-stations schijven kunnen lezen die in UDF 1.5-formaat zijn geschreven. Het is belangrijk op te merken dat dit programma vereist is naast het DirectCD-stuurprogramma, dat alleen vereist is voor cd-recorders.

MultiRead-specificatie

Opgenomen nummers op een CD-RW-schijf worden op dezelfde manier gelezen als nummers op conventionele CD's door overgangen tussen hoge en lage reflectie te detecteren en de gaten tussen de overgangen te meten. Het enige verschil is dat de reflectie zwakker is dan bij gewone cd's. Dit betekent dat CD-RW-schijven niet door veel oudere CD-ROM-stations of CD-spelers kunnen worden gelezen.

Om dit probleem aan te pakken, is het nuttig om rekening te houden met de oorspronkelijke CD-reflectiviteitsspecificaties: minimaal 70% voor land en maximaal 28% voor putten. Deze specificaties werden begin jaren tachtig geïntroduceerd om betrouwbare metingen door laaggevoelige fotodiodes te garanderen. Moderne fotodiodes kunnen echter veel kleinere verschillen in reflectie detecteren en zulke strikte specificaties zijn niet langer nodig.

Een CD-RW-schijf heeft een reflectiviteit van 15-25% voor land. Daarom werkt een CD-RW-drive op ongeveer een derde van de reflectiecoëfficiënt van de originele CD-specificatie. Voor moderne fotodiodes is deze omstandigheid echter geen probleem. Om de opgenomen gegevens betrouwbaar te kunnen lezen, is alleen extra versterking vereist. De MultiRead-specificatie, ontwikkeld door Philips en Hewlett-Packard en goedgekeurd door de OSTA Association, bevat alle noodzakelijke correcties en elimineert alle compatibiliteitsproblemen.

Bovendien voldoet het maximale en minimale reflectievermogen van een CD-RW-schijf aan de CD-specificatievereisten voor een minimale modulatie van 60%. Kijkend naar de toekomst is de CD-RW-faseveranderingstechnologie aanzienlijk onafhankelijk van de golflengten van de opname- en leeslasers. CD-RW-schijven kunnen worden gelezen door 650 nm-lasers, die in dvd-systemen worden gebruikt, maar ook door moderne 780 nm-lasers, die in andere cd-stations worden gebruikt.

BURN-Proof-technologie

Onderbelasting van de buffer(buffer underrun) is het moeilijkste probleem bij het branden op cd's. Het kan voorkomen wanneer u een CD probeert te "branden" terwijl u andere taken uitvoert of wanneer u van een "langzame" bron naar een snelle "bestemming" schrijft. Wanneer het brandproces begint, is het belangrijk dat de gegevens die worden geschreven, tot het einde van het proces te allen tijde beschikbaar zijn om naar de cd te schrijven. Onderbenutting van de buffer treedt op wanneer computersysteem kan gedurende het gehele opnameproces geen constante gegevensstroom naar de opnamemedia handhaven. Om de kans op buffer-underruns te verkleinen, hebben alle moderne opnamestations een ingebouwde databuffer die binnenkomende data opslaat in buffers. snelle opslag uit een potentieel te trage gegevensbron.

Eind 2000 verschenen er CD-RW-drives, die een dergelijke combinatie van hardware en software als onderdeel van de drive gebruikten, waardoor het probleem van onderbenutting van de buffer volledig werd opgelost. BURN-Proof-technologie (Buffer UndeRuN-Proof-technologie), ontwikkeld en gepatenteerd door Sanyo, bewaakt voortdurend de status van de gegevensbuffer van de schijf, zodat de opname op een specifiek punt kan worden gestopt wanneer een dreiging van bufferonderbelasting wordt gedetecteerd. Wordt doorgaans gedetecteerd wanneer een buffer onder een bepaalde drempel van de maximale capaciteit wordt gevuld. Het opnemen wordt hervat nadat de buffer voldoende vol is, maar eerst beweegt de optische kop van de schijf naar de gewenste sector.

De belangrijkste functie van het externe geheugen van een computer is de mogelijkheid om een ​​grote hoeveelheid informatie (programma's, documenten, audio- en videoclips, enz.) langdurig op te slaan. Een apparaat dat informatie kan opnemen/lezen, wordt een station of schijfstation genoemd en informatie wordt opgeslagen op media (bijvoorbeeld diskettes).

Bij magnetische diskdrives (FLMD's of diskettes) en harde magnetische diskdrives (HDD's of harde schijven) is het opnemen, opslaan en lezen van informatie gebaseerd op het magnetische principe, en bij laserdrives op het optische principe.

Flexibele magnetische schijven.

Flexibele magnetische schijven worden in een plastic behuizing geplaatst. Dit opslagmedium wordt een diskette genoemd. De diskette wordt in de diskdrive gestoken, die de disk met een constante hoeksnelheid roteert. De magneetkop van de drive wordt op een specifiek concentrisch spoor van de schijf geïnstalleerd, waarop informatie wordt geschreven (of gelezen).

De informatiecapaciteit van de diskette is klein en bedraagt ​​slechts 1,44 MB. De snelheid van het schrijven en lezen van informatie is ook laag (ongeveer 50 KB/s) vanwege de langzame rotatie van de schijf (360 rpm).

Om informatie te bewaren moeten flexibele magnetische schijven worden beschermd tegen blootstelling aan sterke magnetische velden en hitte, omdat dit kan leiden tot demagnetisatie van de media en verlies van informatie.

Harde magnetische schijven.

Harde schijf (HDD - Hard Disk Drive) verwijst naar niet-verwijderbare magnetische schijfstations. De eerste harde schijf werd in 1973 door IBM ontwikkeld en had een capaciteit van 16 KB.

Harde magnetische schijven zijn enkele tientallen schijven die op één as zijn geplaatst, ingesloten in een metalen behuizing en met hoge hoeksnelheid roteren. Vanwege de vele tracks aan elke kant van de schijven en het grote aantal schijven kan de informatiecapaciteit van harde schijven tienduizenden keren groter zijn dan de informatiecapaciteit van diskettes en honderden GB bereiken. De snelheid van het schrijven en lezen van informatie van harde schijven is vrij hoog (ongeveer 133 MB/s) vanwege de snelle rotatie van de schijven (7200 rpm).

Een harde schijf wordt vaak een harde schijf genoemd. Er is een legende die uitlegt waarom harde schijven zo'n mooie naam kregen. De eerste harde schijf, begin jaren zeventig in Amerika uitgebracht, had een capaciteit van 30 MB aan informatie op elk werkoppervlak. Tegelijkertijd had het repeteergeweer van O. F. Winchester, algemeen bekend in Amerika, een kaliber van 0,30; Misschien rommelde de eerste harde schijf tijdens de werking als een machinegeweer of rook hij naar buskruit - het is niet duidelijk, maar vanaf dat moment begonnen ze harde schijven harde schijven te noemen.

Tijdens de werking van de computer treden er storingen op. Virussen, stroomstoringen, softwarefouten - dit alles kan schade veroorzaken aan de informatie die op uw harde schijf is opgeslagen. Schade aan informatie betekent niet altijd het verlies ervan. Het is dus handig om te weten hoe deze op de harde schijf is opgeslagen, omdat deze dan kan worden hersteld. Als het opstartgebied bijvoorbeeld door een virus is beschadigd, is het helemaal niet nodig om de hele schijf te formatteren (!), maar nadat u het beschadigde gebied hebt hersteld, kunt u de normale werking voortzetten met behoud van al uw waardevolle gegevens.

Harde schijven gebruiken tamelijk kwetsbare en miniatuurelementen. Om informatie en de functionaliteit van harde schijven te behouden, is het noodzakelijk om ze tijdens gebruik te beschermen tegen schokken en plotselinge veranderingen in de ruimtelijke oriëntatie.

Laserdrives en -schijven.

Begin jaren 80 kondigde het Nederlandse bedrijf Philips een revolutie aan op het gebied van geluidsweergave. De ingenieurs hebben iets bedacht dat nu extreem populair is: laserschijven en spelers.

De afgelopen jaren zijn computer compact disc (CD)-lezers, cd-roms genoemd, een vrijwel essentieel onderdeel van elke computer geworden. Dit gebeurde omdat verschillende softwareproducten een aanzienlijke hoeveelheid ruimte in beslag begonnen te nemen, en het leveren ervan op diskettes onbetaalbaar en onbetrouwbaar bleek te zijn. Daarom werden ze op cd's geleverd (dezelfde als gewone muziek).

Laserschijfstations maken gebruik van het optische principe van het lezen van informatie. Op laserdiscs CD (CD - Compact Disk, compact disc) en DVD (DVD - Digital Video Disk, digitale videoschijf) wordt informatie opgenomen op één spiraalvormig spoor (zoals op een grammofoonplaat), met afwisselende secties met verschillende reflectiviteit . Een laserstraal valt op het oppervlak van een roterende schijf en de intensiteit van de gereflecteerde straal hangt af van de reflectiviteit van het spoorgedeelte en krijgt waarden van 0 of 1. Om informatie te behouden, moeten laserschijven worden beschermd tegen mechanische schade ( krassen), maar ook tegen vervuiling. Laserschijven slaan informatie op die tijdens het productieproces erop is vastgelegd. Het is onmogelijk om nieuwe informatie naar hen te schrijven. Dergelijke schijven worden geproduceerd door stempelen. Er zijn cd-r- en dvd-r-schijven waarop informatie slechts één keer kan worden geschreven. Op CD-RW- en DVD-RW-schijven kan informatie vele malen worden geschreven/herschreven. Schijven van verschillende typen kunnen niet alleen worden onderscheiden door markeringen, maar ook door de kleur van het reflecterende oppervlak.

Branden op cd's en dvd's met gewone cd-roms en dvd-roms is niet mogelijk. Hiervoor heeft u CD-RW- en DVD-RW-apparaten nodig waarmee eenmaal-lezen-schrijven en lezen-schrijven-herschrijven mogelijk zijn. Deze apparaten hebben een redelijk krachtige laser waarmee je de reflectiviteit van oppervlakken tijdens het opnameproces kunt veranderen. De informatiecapaciteit van een cd-rom bereikt 700 MB, en de leessnelheid van informatie (tot 7,8 MB/s) is afhankelijk van de rotatiesnelheid van de schijf. Dvd-schijven hebben een veel grotere informatiecapaciteit (enkellaagse, enkelzijdige schijf - 4,7 GB) vergeleken met cd-schijven, omdat Er wordt gebruik gemaakt van lasers met een kortere golflengte, waardoor de optische sporen dichter kunnen worden geplaatst. Er zijn ook dubbellaagse dvd's en dubbelzijdige dvd's. Momenteel bereikt de leessnelheid van dvd-stations met 16 snelheden 21 MB/s.

Apparaten gebaseerd op flash-geheugen.

Flash-geheugen is een niet-vluchtig type geheugen waarmee gegevens op chips kunnen worden geschreven en opgeslagen. Apparaten op basis van flash-geheugen hebben geen bewegende delen, wat een hoge gegevensbeveiliging garandeert bij gebruik in mobiele apparaten.

Flash-geheugen is een chip in een miniatuurverpakking. Om informatie te schrijven of te lezen, worden schijven via een USB-poort op een computer aangesloten. De informatiecapaciteit van geheugenkaarten bereikt 1024 MB.