Привод CD-ROM, как накопитель информации?

Как уже отмечалось выше, приложения мультимедиа требуют хранения огромных объемов информации, поэтому реальное применение мультимедиа потребовало разработки дисковых накопителей с большой емкостью.

В начале 90-х годов уже были изобретены звуковые компакт диски CD (от слов Compact Disk) с лазерным считыванием информации. При времени проигрывания до 90 минут они имели объем памяти около 700 Мбайт. Принцип записи на музыкальных дисках был цифровой, поэтому на их основе довольно легко были созданы компьютерные компакт-диски. Запись информации на них идет только в заводских условиях, так что пользователь довольствуется только ее считыванием. Отсюда и название дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory - компакт-диски с памятью, доступной только для чтения). Для считывания информации с таких дисков служат дисководы или CD-ROM приводы.

Внешне CD-ROM напоминает накопитель для гибких пятидюймовых дисков. Только вместо щели для установки гибкого диска используется выдвигаемый вручную или автоматически поддон, на который устанавливается компакт-диск. На передней панели CD-ROM обычно устанавливаются и следующие органы управления и контроля: кнопка выброса поддона или кассеты, светодиодный индикатор работы дисковода, регулятор громкости и разъем для подключения стереотелефонов (используются только при проигрывании звуковых CD).

CD-ROM-приводы бывают внешними и внутренними (встроенными). Внешние имеют свой корпус и источник питания и подключаются к ПК через параллельный порт. Помимо того что они дороги, скорость работы таких приводов ограничена пропускной способностью параллельного порта, сейчас они почти не используются. Встроенный привод вставляется в стандартный отсек для пятидюймовых накопителей и закрепляется в нем четырьмя боковыми винтами.

В настоящее время имеется несколько типов CD-ROM. В том числе несколько меньшие по размеру диски фирмы Kodak для хранения множества цветных фотографий. Обычные CD-ROM-приводы позволяют обычно считывать информацию и с таких дисков, а также проигрывать звуковые компакт-диски. Появились и приводы с возможностью однократной и даже многократной записью на компакт-диски специальной конструкции (например магнитооптические), но пока они стоят дорого и на массовых ПК не применяются. То же можно сказать и о новейших типах CD-ROM (например двухслойных и многослойных), имеющих на порядок большую емкость, чем емкость обычных CD-ROM - DVD-диски. Тем не менее Windows 95 может работать с накопителями на DVD-дисках. CD-ROM приводы имеют четыре наиболее важные характеристики:

· тип интерфейса (нестандартный, IDE или SCSI),

· кратность скорости считывания,

· среднее время доступа, размер буферной памяти (кеша).

CD-ROM-приводы с нестандартным интерфейсом сейчас встречаются редко. Для их подключения к ПК нужно применять либо специальную плату-контроллер (с соответствующими переключателями), либо использовать плату аудиоадаптера, имеющую специальный разъем для подключения данного привода. В последнее время разработчики и производители CD-ROM приводов отдают предпочтением их моделям со стандартным интерфейсом (IDE или SCSI). Надо быть осторожны при случайном приобретении CD-ROM-привода, так как несоответствие интерфейсов может сделать покупку вместо радости пустой тратой денег.

Стандарт на мультимедийные компьютеры MPC-1 предусматривал скорость считывания CD-ROM-приводов 150 Кбайт/с. Эта скорость называется одинарной. Стандарт MPC-2 предусматривает двойную скорость, т.е. не менее 300 Кбайт/с. Сейчас уже есть серийные приводы с кратностью скорости считывания до 50.

Еще один важный параметр - среднее время доступа. Он определяет время, которое нужно для поиска заданной информации (обычно файла). Типовые значения этого времени от 0.1 до 0.5 с. Таким образом, это время лучше, чем у накопителей для гибких дисков, но заметно хуже, чем у современных накопителей на жестких дисках (винчестерах). Чем меньше среднее время доступа, тем лучше.

На скорость работы привода в реальных условиях большое влияние оказывает установленная в приводе буферная память. Ее емкость обычно в пределах от 32 Кбайт и у простых и дешевых приводов до 256/512 Кбайт у дорогих моделей. В эту память, именуемую кешем привода, автоматически заносятся наиболее часто используемые данные и по мере необходимости быстро извлекаются из нее. Чем больше емкость кеша (при прочих равных условиях), тем быстрее осуществляется доступ к информации.

На CD-ROMе обычно хранится 640 – 700 кб. информации. Если это компьютерный CD-ROM, данные на нем запаисываются в стандарте файловой системы ОС WINDOWS 98 и доступны любой программе под этой ОС или MS DOS - например NORTON COMMANDER. Естественно данные доступны только для чтения. Звуковые CD-ROMы содержат записи в форматах WAV-файлов с 16 разрядной кодировкой и квантованием звука 44.1 кгц. Полное время звучания - 74 мин. Компьютер автоматически распознает тип CD-ROMа при его монтаже в привод - файловый или звуковой, и при установке звукового автоматически сразу начинает его проигрывать, начиная с первого записанного произведения. Пользователь может управлять порядком проигрывания записей.

DVD - диски

Что такое DVD?

Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео.

Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как digital video disc, это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, появившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как digital versatile disc, т.е. универсальный цифровой диск - более логична.

Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области увеличения емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 640MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB. Чтобы считать DVD диск, Вам придется купить новое устройство, но это новое аппаратное средство будет так же прекрасно считывать Ваши старые диски CD-ROM и звуковые CD.

Что все это означает для пользователя большая емкость новых дисков? Это значит, что у нас появляются поистине неограниченные возможности для обучения и развлечений, для просмотра видеофильмов с потрясающим цифровым качеством изображения и звука. DVD обеспечивает более четкое и качественное изображение, чем лазерный CD-ROM, более насыщенный звук, чем на CD. Более того, DVD дает вам возможность выбора. Вы можете выбрать, с какого ракурса просматривать сцену фильма, благодаря тому, что одна и та же сцена снимается под разными углами положения камеры. Благодаря этому, один и тот же фильм можно смотреть, например, со сценами насилия или без них, а сюжет одного и того же фильма может причудливым образом изменяться. И почти все это уже имеется в продаже! Далее, мы подробнее рассмотрим технологию, которая предлагает нам столько возможностей.

Основы устройства DVD

Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей.

Основное требование, при разработке DVD, было простым: увеличить емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, в следствии чего стало возможным использовать насечки более маленького размера.

В то время, как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780-нанометров (nm), устройства DVD используют лазер с длиной волны 650-nm или 635-nm. Другие нововведения - это новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция каналов. Вместе, эти улучшения дополнительно увеличивают плотность записи.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2. MPEG-2 представляет из себя следующее поколении стандарта на сжатие (компрессию) видео и звуковых данных, обеспечивающего возможность разместить большие объемы информации в меньшем пространстве.

Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group - MPEG). MPEG это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки, например через Internet , формат. По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со коростью 150 килобайт в секунду -- с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель -- и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.

Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение вещей. Как показали исследования, более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений от кадра к кадру. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.

Множество поверхностей DVD

Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7GB. Применение схем удвоения плотности и их комбинирования, позволяет иметь диски большей емкости: от 8.5Gb и 9.4Gb до 17Gb.

Существуют следующие структурные типы DVD:

· Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Кстати, эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.

· Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный): этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

· Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): на таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Нетрудно заметить, что емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.

· Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный): структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).

Заметим, что все приведенные цифры соответствуют емкости, указанной в миллионах байтов; если округлять по другой методике, принимая за основу, что 1Кб=1024 байта, а не 1000 байт, то получатся другие числа: 4.38GB, 7.95GB, 8.75GB, и 15.9GB соответственно.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: