|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Płyty CD: technologie i standardy. Dane referencyjne
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Materiały referencyjne Regularnie czytając prasę komputerową, komunikując się z ludźmi związanymi z komputerami, a także interesując się reklamą tych ostatnich w prasie i telewizji, nietrudno zauważyć gigantyczny postęp, z jakim rozwija się ta gałąź technologii. Wyobraźnię pobudzają coraz bardziej zaawansowane procesory, wysokiej jakości monitory, drukarki, a często także zupełnie nowe produkty. Wiele możliwości technologii obliczeniowej pochodzi z jej urządzeń peryferyjnych. W artykule opisano jeden z rodzajów urządzeń peryferyjnych – urządzenia do długoterminowego przechowywania informacji na optycznych płytach CD. W stosunkowo krótkiej historii informatyki zmieniło się wiele rodzajów nośników, na których można przechowywać informacje w nieskończoność: papierowe karty i taśmy dziurkowane, taśmy magnetyczne, bębny, dyski elastyczne i twarde o różnych rozmiarach i pojemnościach, czy wreszcie magneto- dyski optyczne i dyski optyczne. Producenci zaawansowanych technologicznie akcesoriów do komputerów mają dziś prawdopodobnie wiele obiecujących pomysłów w tej dziedzinie, ale na razie coraz większą popularnością cieszą się dyski magnetooptyczne i optyczne. W tym artykule porozmawiamy tylko o dyskach optycznych, które pojawiły się dość dawno temu, ale są stale udoskonalane i pewnie zyskują coraz większą popularność. Bardziej popularną nazwą dysków optycznych jest „dysk kompaktowy” lub CD-ROM (w skrócie CD). Płyta CD może pomieścić ogromną ilość informacji na małej objętości fizycznej. Niemałe znaczenie ma możliwość wielokrotnego odczytu zapisanych danych bez zużywania nośnika, co wiąże się z brakiem mechanicznego kontaktu urządzenia odczytującego z powierzchnią niosącą informację. Do tego należy dodać stosunkowo niski koszt samych dysków i urządzeń potrzebnych do ich pracy. Te zalety nie mogą nie zainteresować wszystkich, którzy muszą przechowywać ogromne ilości danych przy minimalnym ryzyku utraty. A jest ich coraz więcej. Gdziekolwiek są komputery, tam z pewnością znajdują się potężne programy, archiwa i bazy danych, obrazy i dźwięki przekonwertowane na formę cyfrową. Wygodne jest przechowywanie tego wszystkiego na płycie CD. ZASADY KONSTRUKCJI I DZIAŁANIA Współczesna płyta CD to plastikowy krążek o średnicy około 120 i grubości około 1 mm, posiadający pośrodku otwór o średnicy 15 mm. Wokół otworu znajduje się obszar o szerokości około 10 mm do mocowania we wrzecionie obracającym tarczę. Jedna strona płyty CD jest zazwyczaj pięknie zaprojektowana i zawiera krótką informację o zawartości nagrań. Druga błyszczy i mieni się wszystkimi kolorami tęczy. Posiada inny, wizualnie odróżnialny pierścień wokół obszaru mocowania, na którym wybity jest numer seryjny w kodzie kreskowym lub innym kodzie, często zrozumiałym tylko dla producenta krążka. Następny jest obszar danych, który daje efekt tęczy podczas oglądania w świetle odbitym. Na zewnętrznej krawędzi płyty CD znajduje się przezroczysty pierścień ochronny o małej szerokości [1]. Najpopularniejsze płyty CD mają strukturę przedstawioną na ryc. 1. Cienką warstwę odblaskową 1 aluminium nakłada się na podstawę 2 z tworzywa akrylowego. Metal pokryty jest przezroczystą folią ochronną z poliwęglanu 3. Dane odczytywane są za pomocą wiązki lasera 4. Zwykły proces produkcji płyt CD składa się z kilku etapów: przygotowania danych do nagrania, wykonania płyty-matki (oryginału) i matryc (negatywów płyta główna), replikacja CD.
Informacje nanoszone są na gładką powierzchnię aluminiowego dysku-matki za pomocą wiązki lasera, która zmieniając strukturę metalu (czyli wypalając go), tworzy na nim mikroskopijne wgłębienia. Naprzemienność różnie odbijających wgłębień i płaskich obszarów przedstawia dane w postaci binarnej znanej komputerom. Należy zwrócić uwagę, że wymiary wnęk tworzonych przez wiązkę lasera są bardzo małe – kilkadziesiąt z nich mieści się na odcinku, którego długość nie przekracza grubości ludzkiego włosa [2]. To co następuje przypomina nagrywanie zwykłych płyt gramofonowych. Negatywne kopie płyty-matki służą jako matryce do wyciskania wgłębień niosących informację na powierzchni samej płyty CD, które należy pokryć aluminium, nałożyć warstwę ochronną i wykonać niezbędne napisy. Warto zauważyć, że istnieją inne technologie produkcji płyt CD, w tym płyty wielokrotnego zapisu i wielokrotnego zapisu, z których część zostanie omówiona poniżej. CZYTANIE INFORMACJI Pod płytą CD, włożoną do napędu błyszczącą stroną do dołu i zabezpieczoną w obracającym się trzpieniu, czytnik porusza się po promieniu za pomocą serwomotoru (rys. 2). Składa się z lasera półprzewodnikowego 1, pryzmatu rozdzielającego wiązkę 2 z soczewką 3 skupiającą wiązkę na powierzchni dysku 4 oraz fotodetektora 5. Soczewka wyposażona jest w napędy umożliwiające dokładne dostrojenie położenia wiązki na ścieżkę informacyjną. Wiadomo, że do odczytu wykorzystuje się laser o znacznie mniejszej mocy niż ten, który wykorzystuje się do wypalania wgłębień na powierzchni dysku-matki [3].
Pryzmat kieruje wiązkę odbitą od powierzchni aluminium do fotodetektora. Jeśli odbije się od błyszczącej wyspy pomiędzy wgłębieniami, w obwodzie fotodetektora pojawia się prąd elektryczny, którego obecność interpretowana jest jako logiczna 1. Wiązka wchodząca do wgłębienia jest w większości rozproszona, w wyniku czego oświetlenie fotodetektora i generowany przez niego prąd maleje – rejestrowane jest logiczne 0. Wrażliwa powierzchnia fotodetektora jest podzielona na cztery sektory. Dzięki temu mikroprocesor sterujący napędem może określić, czy belka jest prawidłowo ustawiona. Jeżeli wiązka odchyli się od pożądanej pozycji (a dzieje się tak z reguły na skutek błędów w produkcji płyty CD i napędu), przesunie się również plamka, którą tworzy na powierzchni fotodetektora, w wyniku czego jego sektory będą oświetlone nierównomiernie. Porównując prądy generowane przez każdy element odbiornika, mikroprocesor generuje polecenia korygujące położenie soczewki, a tym samym wiązki na powierzchni warstwy odblaskowej. STRUKTURY DANYCH Jak już wspomniano, dane zapisywane są na płycie CD w postaci sekwencji nacięć i odstępów między nimi, tworzących jedną fizyczną ścieżkę informacyjną. Dokładnie jeden, w przeciwieństwie do zwykłego sposobu nagrywania na dyskach magnetycznych. Ta pojedyncza ścieżka jest spiralą, zaczynającą się od środka dysku i rozwijającą się w kierunku jego krawędzi. W ten sposób płyta CD przypomina nieco tradycyjną płytę gramofonową, różniąc się od niej kierunkiem spirali i bezdotykowym sposobem odczytu danych. Ścieżka rozpoczyna się od obszaru serwisowego niezbędnego do synchronizacji napędu: czytelnik musi „wiedzieć”, kiedy spodziewać się nadejścia poszczególnych zapisanych fragmentów informacji. Tor fizyczny można podzielić na kilka logicznych. Ciągły strumień bitów odczytywany z płyty CD jest dzielony na ośmiobitowe bajty, logicznie łączone w sektory. Każdy sektor składa się z 12 bajtów synchronizacji, czterech bajtów nagłówka zawierającego numer sektora i informację o rodzaju zawartego w nim rekordu, 2048 bajtów głównego obszaru danych i 288 bajtów informacji dodatkowych. Stosowanych jest kilka typów sektorów. Pierwszy z nich przeznaczony jest wyłącznie do cyfrowego nagrywania dźwięku. Drugi jest głównym dla wszystkich płyt CD. Jego nagłówek jest wydłużony do 12 bajtów ze względu na dodatkowy obszar informacyjny. Pozostałą część tego obszaru zajmuje kod wykrywający błędy odczytu danych (cztery bajty) oraz dwa kody umożliwiające ich korektę: P-parity (172 bajty) i Q-parity (104 bajty). W sektorach trzeciego typu do dyspozycji użytkownika oddawany jest obszar dodatkowych informacji. Każdy z nich może więc zawierać aż 2336 bajtów danych, ale bez możliwości kontroli poprawności odczytu i korekcji błędów. Każda ścieżka logiczna składa się z sektorów tylko jednego typu [4]. Pierwsze sektory płyty CD zawierają jej zawartość (Volume Table of Contents, VTOC) - coś w rodzaju tabeli alokacji plików (FAT) na dyskach magnetycznych. Generalnie podstawowy format płyty CD zgodny ze standardem HSG (patrz niżej) pod wieloma względami przypomina format dyskietki, na której ścieżce zerowej wskazane są nie tylko jej główne parametry (liczba ścieżek, sektorów itp.) .), ale zapisywane są także informacje o rozmieszczeniu danych (katalogi i pliki). Obszar systemu zawiera katalogi ze wskaźnikami lub adresami obszarów, w których przechowywane są dane. Istotną różnicą w stosunku do dyskietki jest to, że katalog główny płyty CD zawiera bezpośrednie adresy plików znajdujących się w podkatalogach, co znacznie ułatwia ich wyszukiwanie. Klasyczna „pojedyncza” prędkość odczytu danych, z jaką obecnie obsługują tylko odtwarzacze płyt audio, wynosi 175 KB/s, czyli około 75 sektorów na sekundę. Każda ścieżka logiczna zawierająca 300 sektorów jest odtwarzana z tą prędkością przez 4 sekundy. Cała płyta CD, jeśli składa się wyłącznie z sektorów typu 663,5, zawiera XNUMX MB danych. Komputery korzystają z napędów CD, które zapewniają znacznie większe prędkości odczytu danych, zwiększając prędkość wrzeciona i odpowiednio zmieniając szereg innych parametrów technicznych. Napędy z ośmio- i 12-krotnym wzrostem prędkości są dziś powszechne. Ale są też takie, w których jest ona 16, a nawet 24 razy większa od „pojedynczej”. STANDARDY CD Optyczne płyty CD z muzyką zastąpiły nagrane mechanicznie płyty winylowe w 1982 roku, niemal jednocześnie z pojawieniem się pierwszych komputerów osobistych IBM. Był to efekt współpracy dwóch gigantów branży elektronicznej – japońskiej firmy Sony i holenderskiego Philipsa. Ciekawa jest historia wyboru pojemności CD. Dyrektor generalny Sony, Akio Morita, zdecydował, że nowe produkty powinny spełnić wymagania miłośników muzyki klasycznej. Po przeprowadzeniu ankiety okazało się, że najpopularniejsze w Japonii dzieło klasyczne, IX symfonia Beethovena, trwa około 73 minuty. Najwyraźniej gdyby Japończycy bardziej upodobali sobie krótkie symfonie Haydna lub opery Wagnera, wykonywane w całości przez dwa wieczory, rozwój płyty mógłby potoczyć się inaczej. Ale fakt pozostaje faktem. Zdecydowano, że płyta CD powinna trwać 74 minuty i 33 sekundy. W ten sposób narodził się standard znany jako Czerwona Księga. Nie wszyscy melomani byli zadowoleni z wybranego czasu odtwarzania, ale w porównaniu z 45 minutami krótkotrwałych płyt winylowych był to znaczący krok naprzód. Po przeliczeniu 74 minut muzyki na pojemność informacyjną uzyskano około 640 MB [2]. Obie wymienione firmy odegrały także wiodącą rolę w opracowaniu pierwszego standardu cyfrowego CD, tzw. „Żółtej Księgi”. Powstałe na jego bazie płyty, zdolne do przechowywania oprócz danych audio także danych tekstowych i graficznych, nazwano CD-DA (CD-Digital Audio). Nagłówek CD-DA zawiera informacje pozwalające określić rodzaj nagrywanych danych. Norma nie regulowała jednak formatów zapisu logicznego i plikowego. Ich wybór został całkowicie powierzony firmom produkcyjnym. W rezultacie płytę CD spełniającą wymogi Żółtej Księgi często można było odczytać jedynie na urządzeniu tego modelu, dla którego była przeznaczona. Taka sytuacja, zwłaszcza w połączeniu z ogromnym sukcesem komercyjnym płyty, oczywiście nie mogła nikogo zadowolić. We wspólnym interesie pilną sprawą było znalezienie kompromisu. Drugim de facto standardem dla cyfrowych płyt CD był HSG, czyli po prostu High Sierra. Zwróćmy uwagę na ciekawy szczegół: nazwa pochodzi od hotelu i kasyna w jednym z kalifornijskich miasteczek, gdzie główni producenci płyt CD zbierali się, aby omawiać swoje problemy. Dokument ten miał charakter doradczy i został zaproponowany w celu zapewnienia przynajmniej częściowej zgodności. Zdefiniował zarówno formaty plików logicznych, jak i CD. Niestety, nigdy nie udało się znaleźć odpowiedniego koloru dla książki w standardzie HSG. Okazało się jednak na tyle atrakcyjne, że główne postanowienia międzynarodowej normy ISO 9660, przyjętej nieco później, zbiegły się z HSG. ISO 9660 opisuje system plików CD-ROM. Według standardu pierwszego poziomu przypomina podobny system MS DOS: nazwy plików mogą zawierać maksymalnie osiem znaków i mieć rozszerzenie trzyznakowe oddzielone kropką. Znaki specjalne są zabronione w nazwach (na przykład „~”, „-”, „=”, „+”). Używane są wyłącznie wielkie litery łacińskie, cyfry i podkreślenia. Każdy plik opatrzony jest numerem wersji, który jest oddzielony od rozszerzenia symbolem „;”. Nazwy katalogów nie mogą mieć rozszerzeń. Dozwolone jest zagnieżdżanie do ośmiu katalogów. Norma ISO 9660 poziom 32 dopuszcza nazwy plików o długości do XNUMX znaków, z zastrzeżeniem ograniczeń opisanych powyżej. Płyty CD utworzone zgodnie z tym standardem nie nadają się do użytku w wielu systemach operacyjnych, w tym MS DOS. Zanim przejdziemy do standardów CD, przyjrzyjmy się koncepcji sesji nagraniowej. Większość płyt CD zaliczana jest do kategorii Single Session, gdyż wszystkie dane zapisywane są na nich w jednym cyklu technologicznym, czyli sesji nagraniowej. Jednak po opracowaniu odpowiednich technologii i specjalnych dysków możliwe stało się wykonywanie dodatkowych sesji nagraniowych, dodając nowe porcje danych do już istniejących. Wielosesyjne płyty CD obejmują formaty CD PhotoCD i CD-ROM XA (rozszerzona architektura). Technologia PhotoCD została zaproponowana przez Eastmana Kodaka jako sposób tworzenia i przeglądania fotografii cyfrowych. Obrazy z dowolnych slajdów i negatywów 35 mm można zapisywać cyfrowo na specjalnej płycie, jeden po drugim. Aby jednak w pełni odczytać informacje, potrzebny jest napęd obsługujący PhotoCD. Zwykły użytkownik zgodny z HSG lub ISO 9660 będzie mógł odczytać tylko nagranie wykonane w pierwszej sesji, ponieważ VTOC na początku ścieżki informacyjnej zawiera tylko informację o tym. Standard CD-ROM XA jest kompatybilny z High Sierra i ISO 9660. Zawiera jednak znacznie więcej możliwości. Po pierwsze, umożliwia nagrywanie w wielu sesjach. Po drugie, na tym samym dysku można przechowywać dane graficzne, tekstowe i dźwiękowe, przy czym grafika może obejmować zarówno zdjęcia i animacje, jak i filmy pełnometrażowe. Główną cechą CD-ROM XA jest tzw. przeplatanie bloków heterogenicznych informacji. Np. po pierwszej klatce wideo może nastąpić jej dźwięk, po czym będzie zlokalizowana następna klatka itp. Sprzyja to synchronicznemu odtwarzaniu dźwięku i obrazu oraz znacznie zmniejsza wymaganą głośność bufora pośredniego w porównaniu do wymaganej przy zwykłym układzie danych na dysku. Kolejną cechą standardu XA jest kompresja danych audio, która pozwala na nagranie informacji audio trwającej kilka godzin (zamiast zwykłych 74 minut) na jednej płycie. Chociaż algorytmy kompresji szerokiego zakresu danych są aktywnie wykorzystywane w wielu obszarach informatyki, ta zaleta CD-ROM XA nie jest jeszcze powszechnie wykorzystywana. Kolejna próba kompleksowego uregulowania nie tylko formatów logicznych i formatów plików, ale także zawartości samych plików na cyfrowych płytach CD, podjęta przez firmy Sony i Philips, zaowocowała powstaniem standardu zwanego Zieloną Księgą. Właściwie jest to rozszerzona wersja standardu CD-ROM XA. Napędy zgodne z Green Book odczytują płyty CD-DA, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I i Kodak PhotoCD [2]. Na opis zasługuje wspomniany po raz pierwszy format CD-I (Interactive). Urządzenia audio i wideo w czasie rzeczywistym z zaawansowanymi możliwościami przetwarzania tekstu i grafiki są uważane za źródła interaktywnych informacji dla CD-I. Oczekuje się, że programy komputerowe będą powszechnie stosowane do przetwarzania wszelkiego rodzaju danych. W odniesieniu do zadań informacyjnych i systemowych w formacie CD-I określono możliwe rodzaje danych i sposoby ich kodowania, a także organizację niezbędnych środków obsługi systemów dyskowych. Z technicznego punktu widzenia format CD-I opiera się na technologii CD-ROM, ale dla konsumenta jest bliski CD-DA. Na jednej płycie można łączyć utwory z nagrań CD-DA i CD-I oraz wykorzystywać sprzęt dekodujący CD-DA w systemach CD-I. Płyty w formacie CD-I są najczęściej wykorzystywane w obszarach edukacji (kształcenie na odległość i samokształcenie z wykorzystaniem podręczników, albumów, „mówiących” książek), rozrywki (muzyka z tekstem, notatki, obrazki, gry), rekreacji (rysowanie i rysowanie, tworzenie filmów, animacja w czasie rzeczywistym, pisanie poezji), turystyka (mapy, urządzenia nawigacyjne, informacje o atrakcjach), diagnostyka chorób i wiele innych. Najnowszy, aktualnie obowiązujący standard CD zawarty jest w Pomarańczowej Księdze. W pierwszej części mówimy o magnetooptycznych urządzeniach pamięci masowej (CD-MO), które pozwalają na usuwanie i przepisywanie informacji. Druga część poświęcona jest napędom typu WORM (Write Once Read Many) i CD-R (Recordable). Dane można dodawać tylko do tych urządzeń. Nie ma możliwości usunięcia istniejącego nagrania. Prawie wszystkie obecnie sprzedawane napędy CD spełniają wymagania drugiej części „Pomarańczowej Księgi” – odczytują płyty CD we wszystkich opisanych formatach, także te z możliwością zapisu. Omawiane standardy dotyczą płyt CD odpowiednich do użytku na komputerach osobistych kompatybilnych z IBM. Oczywiście istnieją formaty przeznaczone dla innych systemów, na przykład Macintosh HFS dla komputerów Apple Macintosh, ale nie będziemy się nimi zajmować. W pierwszej części artykułu rozpatrzono niemal wszystkie popularne formaty przechowywania danych na płytach CD-ROM. Jedną z ich cech jest różnica w strukturze systemu plików CD od przyjętego w MS DOS. Dlatego też, aby uzyskać dostęp do zarejestrowanych danych, konieczna jest konwersja ich formatu. Aby rozwiązać ten problem, firma Microsoft wydała specjalny sterownik oprogramowania o nazwie Microsoft CD Extentions (MSCDEX.EXE). Jest to bardzo powszechne, dołączone do MS DOS i prawie wszystkich napędów CD-ROM. Podczas korzystania z programu MSCDEX.EXE system operacyjny traktuje płytę CD tak, jakby był zwykłym dyskiem magnetycznym (z tą różnicą, że dane można tylko odczytać). Aby załadować sterownik plik AUTOEXEC.BAT musi zawierać polecenie (zapisane w jednej linii) MSCDEX /D: nazwa [/D: nazwa2...] [/E] [/K] [/S] [/V] [/L:litera] [/M:liczba] Jego parametry (opcjonalnie - w nawiasach kwadratowych) określają: /D:nazwa [/D:nazwa2...] - nazwy napędów CD - ROM zainstalowanych w komputerze. Muszą odpowiadać parametrom określonym w podobnych parametrach poleceń w pliku CONFIG.SYS, które uruchamiają te dyski. Domyślna nazwa to MSCD001. /E — umożliwia umieszczenie buforów sektorów dysku w pamięci rozszerzonej, jeśli są dostępne. /K - MS DOS może czytać płyty CD przy użyciu kodowania japońskiego alfabetu Kanji. /S — umożliwia dostęp do dysku CD-ROM z lokalnej sieci komputerowej. /V — Podczas uruchamiania program MSCDEX wyświetla na ekranie statystyki. /L:litera - ta litera będzie oznaczać napęd logiczny odpowiadający napędowi CD-ROM. Jeżeli nie jest on określony, sterownik korzysta z pierwszego wolnego. Na przykład w systemie, który ma już napędy A, B i C, domyślnie CD-ROM stanie się dyskiem D, a jeśli występuje parametr /L:H, dyskiem H. Jeśli jest więcej niż jeden napęd CD , reszta otrzyma kolejne niezajęte litery. /M:liczba - jest to liczba buforów sektora CD, które utworzy sterownik. Może ich być od dwóch do 30 (domyślnie jest to 10) i każdy zajmie około 2 KB pamięci. Im więcej buforów, tym wyższa wydajność systemu. MSCDEX.EXE musi być używany w połączeniu ze sterownikami napędu CD - ROM, opisanymi jako urządzenia (DEVICE) w pliku CONFIG.SYS. Sterowniki te są specjalistyczne dla każdego modelu napędu, są z nimi dostarczane i mają również kilka parametrów. Niestety nie sposób wymienić wszystkich opcji [2]. INTERFEJSY Interfejs łączy napęd CD-ROM z komputerem. To jego cechy decydują o szybkości interakcji między tymi urządzeniami. Każdy nowy typ dysku i napędu, który pojawia się na rynku, musi posiadać interfejs pozwalający na przesyłanie dużych ilości danych bez opóźnień i przy minimalnym obciążeniu procesora. Dość często producenci dostarczają napęd CD-ROM wraz z kontrolerem realizującym tzw. interfejs firmowy. Często znajduje się on na karcie dźwiękowej, do której podłączana jest płyta CD-ROM zakupiona w zestawie multimedialnym. Zazwyczaj jest to uproszczona implementacja jednego ze standardów omówionych poniżej. Bardzo rzadko (ze względu na małą prędkość przesyłania danych) stosowana jest komunikacja poprzez port równoległy przeznaczony dla drukarki. Zwykle podłączane są do niego niektóre modele dysków zewnętrznych, ponieważ nie wymaga to otwierania komputera. Port najczęściej konfigurowany jest do pracy w jednym z zaawansowanych trybów: EPP (Enhanced Parallel Port) lub ECP (Extended Capabilities Port). Aby podłączyć dyski CD-ROM do laptopów, często wykorzystuje się ich interfejs do konwerterów równoległych. Wiele napędów CD - ROM jest wyposażonych w interfejs IDE (znany również jako AT - Bus, ATA), który jest wspólny dla twardych dysków magnetycznych (dyski twarde). Jego osobliwością jest realizacja funkcji sterownika w samym napędzie, co sprawia, że podłączenie do komputera jest dość proste. Kilka lat temu firma Western Digital opracowała standard EIDE – Enhanced IDE, który był wspierany przez pięć innych wiodących firm. Umożliwia instalację w komputerze maksymalnie czterech dysków twardych, napędów CD-ROM lub napędów taśmowych. Popularny jest interfejs SCSI (wymawiane „skazi”). Służy do podłączenia wielu urządzeń peryferyjnych, które wymagają dużych prędkości przesyłania danych. Typowa prędkość tego interfejsu wynosi 2...4 MB/s. Fizycznie magistrala SCSI to płaski kabel ze złączami 50-pinowymi. Można do niego podłączyć aż osiem urządzeń peryferyjnych. Norma przewiduje dwie metody przesyłania sygnałów przez magistralę: tryb wspólny i różnicowy. Ten ostatni charakteryzuje się zwiększoną odpornością na zakłócenia i pozwala na zwiększenie jego długości. Aby zapewnić niezakłóconą transmisję sygnału, do linii magistrali należy po obu stronach podłączyć dopasowane obciążenia (zestaw zaprojektowanych do tego celu rezystorów nazywany jest często terminatorem). W wersji SCSI 2 przepustowość jest zwiększana poprzez zwiększenie częstotliwości zegara i redukcję krytycznych parametrów taktowania magistrali poprzez zastosowanie najnowszych układów scalonych i wysokiej jakości kabli. Istnieją ulepszone wersje tego interfejsu: „szybka” i „szeroka” (Szeroka). Ten ostatni zapewnia 24 dodatkowe linie komunikacyjne, a urządzenia są połączone innym kablem (68-żyłowym). W przypadku napędów CD-ROM „szeroki” SCSI-2 praktycznie nie jest używany [5]. Interfejs programowy głównego (hosta) adaptera SCSI zainstalowanego w komputerze zdefiniowany jest przez standard ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), opracowany przez firmę Adaptec, wiodącego producenta tego typu urządzeń. Moduły oprogramowania tego standardu dość łatwo do siebie pasują. Najważniejszym z nich jest menedżer hostów. Są z nim powiązane sterowniki urządzeń. Jeśli sterownik zgodny z ASPI jest dostarczony z napędem CD-ROM wyposażonym w interfejs SCSI, będzie on współpracował ze wszystkimi adapterami hosta (kartami interfejsu) wyprodukowanymi przez firmę Adaptec i większość innych firm. CD DO NAGRYWANIA Nie raz już mówiliśmy, że technologia rozwija się bardzo szybko i to, co wczoraj było nowe, dziś jest czymś znajomym, a jutro jest beznadziejnym archaizmem. Przyjrzyjmy się obiecującym obszarom rozwoju płyt CD. Popularne już dziś płyty CD z możliwością nagrywania stają się coraz popularniejsze. Nie są przeznaczone do masowej replikacji programów i innych informacji, ale do pojedynczych zapisów lub wykonywania niewielkiej liczby kopii. Płyty CD-R (Nagrywalne) w pełni odpowiadają wymaganiom drugiej części Pomarańczowej Księgi. Większość urządzeń nagrywających obsługuje tryb wielu sesji. Strukturę CD - R pokazano na ryc. 3. Składa się z kilku warstw: nośnej poliwęglanu 1, organicznej 2, w której wiązka lasera „wypala” informację, odblaskowej (złotej) 3 i ochronnej 4 odpornego na wpływy zewnętrzne lakieru, na którym naklejana jest etykieta wydrukowano [6].
Stosuje się kilka zasadniczo różnych typów warstw organicznych. Wykonany jest z materiałów o bardzo złożonym składzie chemicznym. Podczas nagrywania płyty CD-R niewielkie obszary 5 warstwy organicznej pod wpływem silnej skupionej wiązki lasera nagrzewają się i zmieniają właściwości optyczne (zaczynają rozpraszać światło). W obszarach nieogrzewanych warstwa pozostaje przezroczysta i podczas odczytu danych przepuszcza światło lasera 6. To ostatnie dociera do złotej warstwy odblaskowej i wracając z powrotem uderza w pryzmat rozdzielacza wiązki, a następnie w światłoczuły czujnik. Współczynnik odbicia światła złota, większy niż aluminium, kompensuje utratę energii wiązki odczytującej w warstwie organicznej. Chociaż metody zapisywania informacji na zwykłych i wielokrotnego zapisu płytach CD są różne, wynik jest taki sam - sekwencja obszarów odblaskowych i nieodblaskowych, które mogą być odczytane przez dowolny napęd CD-ROM. Należy zauważyć, że CD-R ma pewne zalety w porównaniu z podobnymi dyskami WORM, które mają dużą pojemność (dwustronną – do 1,2 GB), ale ze względu na bardzo wysoki koszt nie są powszechnie stosowane [4]. NOWY STANDARD: TECHNOLOGIA DVD Ostatnim typem dysku optycznego, który omówimy w tym artykule, jest DVD. Dziś jest to najnowszy i najbardziej obiecujący standard. Tak jak płyty CD powoli wypierały płyty winylowe, tak w przyszłości płyty DVD będą stopniowo zastępować płyty CD-ROM [6]. Początkowo skrót DVD był odszyfrowywany jako Digital Video Disk, następnie Digital Versatile Disk, a dziś w ogóle nie jest odszyfrowywany. Technologia ta była rozwijana przez bardzo długi czas, ale w końcu osiągnęła punkt, w którym nastąpi jej powszechne przyjęcie. W szczególności na największej rosyjskiej wystawie komputerowej Comtek'98 zaprezentowano kilka płyt wideo wykonanych w technologii DVD [7].
Zewnętrznie płyta DVD przypomina zwykłą płytę CD, ale może pomieścić siedem razy więcej informacji (4,7 GB). Ta wartość jest specyficzna dla płyt jednowarstwowych jednostronnych (SLSS). Pojemność informacyjna dwuwarstwowego jednostronnego (DLSS) wynosi 8,5 GB, jednowarstwowego dwustronnego (SLDS) 9,4 GB, a dwuwarstwowego dwustronnego (DLDS) około 17 GB, czyli 26 razy więcej niż nowoczesny CD-ROM. Dysk DLDS (rys. 4) składa się z dwóch sklejonych ze sobą podłoży 1 o grubości 0,6 mm każde, na które naniesiono warstwy informacyjne i ochronne o grubości kilku mikrometrów. Aby odczytać dane z każdej z warstw informacyjnych, wiązka lasera 4 skupia się na jednej z nich: półprzezroczystej warstwie powierzchniowej 2 lub odblaskowej warstwie głębokiej 3. Dioda laserowa czytnika nie pracuje w zakresie podczerwieni charakterystycznym dla płyt CD (długość fali 780 nm), ale emituje światło czerwone o długości fal 650 i 635 nm, co umożliwiło zmniejszenie wielkości wgłębienia (obszaru zajmowanego na powierzchni roboczej dysku przez jednostkę informacji) o prawie połowę i odpowiednio zmniejszyć odległość między ścieżkami nagrywania. Zwiększone wymagania dotyczące dokładności ogniskowania wymusiły zastosowanie obiektywu o zwiększonej aperturze. Wysoka gęstość zapisu wymagała odpornego na błędy kodowania danych (EFM Plus 8/16) i zastosowania niezawodnego systemu korekcji błędów odczytu (kody Reeda-Solomona) [8]. Istnieje pięć podstandardów DVD (książek): A - DVD - ROM, B - DVD - Video, C - DVD - Audio, D - DVD - WO, E - DVD - RAM. Nietrudno odgadnąć treść każdej z ksiąg. Płyty DVD-ROM zastąpią używane obecnie cyfrowe płyty CD. Nagrywanie ruchomych obrazów DVD-Video w formacie pełnoekranowym nieuchronnie zastąpi domowe kasety wideo z taśmą magnetyczną. DVD - Audio - zamiennik obecnych płyt audio CD. Płyty DVD - WO (Write Once) są podobne do nagrywalnych płyt CD - R. Wielkie nadzieje pokłada się w najbardziej wyrafinowanym technologicznie DVD - RAM. W odległej (lub nie) przyszłości zastąpią one płyty CD – RW (Rewritable – Rewritable) czy CD – E (Erasable), których prototypy dopiero zaczynają pojawiać się na rynku. Przewiduje się, że każdy z wymienionych poniżej standardów będzie miał najbardziej obiecujące perspektywy. Ale naprawdę docenić ich zalety można dopiero po zobaczeniu ich w akcji. Na razie konsumenci powinni być pod wrażeniem deklarowanej ilości informacji zawartych na płytach DVD. literatura
Autorzy: A. Denisenko, A. Bałabanow, Niżny Nowogród
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Router ASUS RT-AC3200 3200 Mb/s ▪ Zasadniczo nowa architektura komputerowa ▪ Klawiatura mechaniczna Hexgears Hyeku F2 ▪ Dyski SSD Toshiba 15 nm Flash
▪ sekcji witryny Elektronika użytkowa. Wybór artykułów ▪ artykuł o grzmocie. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Amfibia turystyczna Amfa. Transport osobisty ▪ artykuł Rosnące pudełka. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony