Содержание
Введение: Несколько слов по теме. 1
Общее представление о работе привода. 2
Физические форматы CD-R дисков (секторов) 3
Методы записи: Track-at-Once, Disc-at-Once, и Packet Writing. 5
Как устроен привод CD-ROM?. 7
Технические аспекты CD-R дисков. 8
Разновидности CD-R дисков. 9
Используемые интерфейсы: IDE и SCSI. 10
Параметры CD-приводов. 11
DVD и дисковые комбайны.. 12
Справочная информация. 14
Введение: Несколько слов по теме
Записываемые компакт-диски или CD-R это диски, произведенные по технологии, позволяющей пользователю самому записать свой собственный компакт-диск в одном из индустриальных форматов. Для того, чтобы произвести запись необходимо соответствующее устройство CD-R – рекордер (recorder), подключенное к персональному компьютеру, и соответствующее программное обеспечение.
В основном здесь применяются технологии, основанные на изменении отражающих свойств вещества подложки компакт-диска под действием луча лазера. Кстати, заметим, что перезаписываемые компакт-диски в несколько раз дороже обычных. Дело в том, что в качестве светоотражающего слоя в них используется уже не алюминий, а золото. Между прочим, подобные компакт-диски обычно служат как мастерные для дальнейшего тиражирования. Тем не менее в ряде случаев CD-R-диски можно использовать и для долговременного архивирования какой-либо ценной информации. Заметим, что читать CD-R-диск можно и на обычном приводе, но, разумеется, только первый сеанс записи. Когда смотришь на не полностью записанный CD-R, область с информацией выглядит более темной и она легко различима. Писать информацию привод начинает от внутренних логических дорожек к внешним (от меньших по диаметру к большим).
На этих носителях можно создавать компакт-диски всех индустриальных стандартов, включая аудио и видео CD, диски с данными CD-ROM. Записываемые CD-R диски позволяют хранить весьма большой объем информации: до 650 Мб данных или 74 минуты высококачественного звучания. Это приблизительно столько же информации, сколько содержат 470 трехдюймовых дискет высокой плотности или 240 тысяч страниц машинописного текста.
Сегодня устройства для записи CD - CD recorder'ы, в том числе благодоря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение. Среди их применений наиболее интересные это хранение и перенос больших объемов информации, надежное архивирование данных, хранение видео и аудио информации, резервные копии важного ПО. Для однократной записи используются так назыаемые "золотые" диски. Их покрытие позволяет осуществлять однократную запись информации лазерным лучом. Длинна волны лазерного луча (как и при чтении) составляет 780нм, а интенсивность более чем в 10 раз сильнее. Стандартный объем диска составляет 74 минуты или 650 Мбайт. Пожалуй самым интересным является стоимость - около $0.003 за 1 Мегабайт еще и с теоретически вечным сроком хранения! Однако даже по сравнению с традиционно используемыми ленточными накопителями технология CD-R (а тем более и новая CD-RW - многократная запись на CD) интереснее по цене, возможностям, часто скорости.
Общее представление о работе привода
Считывание информации с компакт-диска, так же как и запись, происходит при помощи лазерного луча, но, разумеется, меньшей мощности. Сервомотор по команде внутреннего микропроцессора привода перемещает отражающее зеркало. Это позволяет точно позиционировать лазерный луч на конкретную дорожку. Такой луч, попадая на отражающий свет островок, через расщепляющую линзу отклоняется на фотодетектор, который интерпретирует это как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается - фотодетектор фиксирует двоичный ноль (цифровая информация представляется чередованием впадин (неотражающих пятен) и отражающих свет островков).
В то время как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, то есть с неизменной угловой скоростью (CAV, Constant Angular Velocity), компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении (CLV, Constant Linear Velocity). Таким образом, чтение внутренних сторон осуществляется с увеличенным, а наружных - с уменьшенным числом оборотов. Именно этим обуславливается достаточно низкая скорость доступа к даным для компакт-дисков по сравнению, например, с винчестерами.
Принципы однократной записи и перезаписи
Для однократной записи используются так называемые "болванки", представляющие собой обычный компакт-диск, в котором отражающий слой выполнен преимущественно из золотой или серебряной пленки, а между ним и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные питам.
Для облегчения слежения за инфоpмационной доpожкой в пpоцессе записи диски CD-R изготовляются со вспомогательной pазметкой. Пpи считывании слежение пpоизводится, как обычно, по записанной доpожке питов. Hекотоpые веpсии пpогpаммного обеспечения (напpимеp, CDR Publisher) позволяют записывать загpужаемые диски. Для загpузки с таких дисков BIOS компьютеpа должен поддеpживать эту возможность (последние веpсии AWARD и Phoenix BIOS).
На CD-R организуется та же информационная структура, что и на штампованных дисках - TOC и набор дорожек различных типов. Это позволяет при помощи соответствующего программного обеспечения записывать звуковые, фото- и видеодиски, которые могут затем проигрываться в бытовых звуковых и видеопроигрывателях. Однако отражающая способность зеркального слоя и четкость питов у дисков CD-R ниже обычного, отчего некоторые устройства могут работать с ними неуверенно.
В перезаписываемых дисках используется промежуточный слой из органической пленки, изменяющей под воздействием луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего меняется прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической восстанавливает кристаллическое состояние. Существующие диски выдерживают от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже штампованных и однократных CD, что затрудняет их считывание в обычных приводах. Для чтения CD-RW формально необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприемника (Auto Gain Control), хотя некоторые обычные приводы CD-ROM и бытовые проигрыватели способны читать их наравне с обычными дисками. Способность привода читать CD-RW носит название Multiread; ранние приводы маркировались "CD-E Enabled".
Перезаписываемый диск может иметь такую же структуру дорожек и файловую систему, что и CD-R, либо на нем может быть организована специальная файловая система UDF (Universal Disk Format - универсальный дисковый формат), позволяющая динамически создавать и уничтожать отдельные файлы на диске.
Физические форматы CD-R дисков (секторов)
Благодоря своему происхождению, количество и местонахождение информации на CD измеряется в форме минута:секунда:сектор. Каждая секунда содержит 75 секторов. Объем информации, записываемой на диск зависит от физического формата диска, который вы записываете.
Ниже приведены форматы физических секторов для различных типов дисков (объем всегда дополняется до 2352 байт).
| CD-DA (CD-Digital Audio ) |
| 2352 bytes user data (music) |
| CD-ROM Mode 1 |
|||||
| 12 bytes sync |
4 bytes header |
2048 bytes user data |
4 bytes EDC |
8 bytes blank |
276 bytes ECC |
| CD-ROM Mode 2 (этот формат реально не используется) |
||
| 12 bytes sync |
4 bytes header |
2336 bytes user data |
| CD-ROM XA / CD-I (Mode 2 Form 1 – часто называется "Mode 2") |
|||||
| 12 bytes sync |
4 bytes header |
8 bytes subheader |
2048 bytes user data |
4 bytes ECD |
276 bytes ECC |
| CD-ROM XA / CD-I (Mode 2 Form 2) |
|||
| 12 bytes sync |
4 bytes header |
2324 bytes user data |
4 bytes ECD |
Самая главная информация из этой таблицы, что сектор данных (не музыки или видео) всегда содержит 2048 байт информации. Т.е. для любых сегодняшних дисков с файлами (записываемых в форматах CD-ROM Mode 1 или CD-ROM XA Mode 2 Form 1) всегда имеем 2048 байт на сектор. Таким образом для 74-минутного записываемого диска получаем 74 мин x 60 сек x 75 секторов x 2 kb = 660.000 kb = 650 Mb. Хотя для мультимедийных данных (в основном видео - CD-I) можно применить CD-ROM XA Mode 2 Form 2, формально получив больший объем. Однако в этом случае информация записывается без ECC, что нормально для видео и недопустимо для данных.
Запись на CD-R и CD-R
W
Запись дисков CD-R выполняется только при помощи специальных программ - Easy CD, CD Creator, CD Publisher и т.п. Процесс записи одной сессии представляет собой единую операцию, которая не может быть прервана, иначе диск будет испорчен. Для обеспечения равномерности поступления записываемой информации на лазер все приводы имеют буфер, исчерпание данных в котором (Underrun) приводит к аварийному прерыванию записи. Исчерпание данных в буфере может быть вызвано запуском параллельных процессов, работой системы виртуальной памяти (swapping), захватом процессора "нечестными" драйверами устройств, зависанием программы или ОС. К сбою записи приводят также механические толчки привода.
Различается два основных режима записи CD-R: DAO (Disk At Once - весь диск за один прием) и TAO (Track At Once - одна дорожка (сессия) за один прием). При записи методом TAO лазер включается в начале каждой дорожки и отключается в ее конце; в точках включения и выключения лазера формируются серии специальных кадров - run-in, run-out и link, предназначенные для связывания дорожек между собой. Стандартный промежуток содержит 150 таких кадров (2 секунды). При записи методом DAO лазер включен на протяжении записи всего диска.
Диск, записанный за один прием, является наиболее универсальным и считывается любыми CD-ROM с любым файловым диспетчером, однако после записи невозможно дописывание новых данных на диск, а режим DAO поддерживается не всеми записывающими приводами. Этот режим также не желателен для записи мастер-дисков для последующего тиражирования путем штамповки - большинство типовых станков для изготовления матриц воспринимают только непрерывно записанные оригиналы.
В режиме TAO пишутся многосессионные диски, допускающие последующую дозапись данных; при этом для сессии записывается только зона Lead In (открытая сессия). При записи каждой последующей сессии предыдущая закрывается путем записи зоны Lead Out, за которой следует Lead In новой сессии. На эти две зоны расходуется дополнительно 13.5 Мб (6750 кадров) дискового пространства.
По стандарту, чтобы нормально считываться во всех устройствах, диск должен быть закрыт (Closed) путем записи выводной зоны. Закрытие диска повышает вероятность его успешного считывания в других приводах (подавляющее большинство современных приводов не обращают внимания на закрытость диска), однако лишает возможности дописывания дополнительных сессий.
Перед началом записи необходимо сформировать полный список входящих в сессию файлов; последующее добавление файлов на диск возможно лишь в виде дополнительных сессий. Приводы CD-ROM, не поддерживающие многосессионную запись, считывают с диска только первую TOC - соответственно, с их помощью можно считывать лишь файлы первой сессии. Многосессионные CD-ROM считывают только последнюю TOC, поэтому последняя TOC в многосессионном диске должна содержать ссылки и на файлы предыдущих сессий. Для этого при записи очередной сессии применяется опция импортирования сессий (Import Track) для создания полной общей TOC. Совпадающие по именам каталоги при этом объединяются, как при дописывании на обычный диск. Адресация файлов в любом случае ведется в пределах всего диска, поэтому объединению подвергаются только TOC. Файлы сессий, которые не были импортированы при создании очередной сессии, в результирующем каталоге присутствовать не будут и обычное обращение к ним будет невозможным, однако многие программы записи на CD-R позволяют выборочно считывать отдельные сессии диска. То же самое позволяет делать одна из версий MSCDEX - MDCDEX, или Adaptec Session Selector (из комплекта Easy CD Creator), при условии поддержки со стороны привода.
Если запись на однократный многосессионный диск по какой-либо причине была прервана, в ряде случаев имеется возможность использовать оставшееся свободным пространство диска. Для этого требуется программа записи, имеющая опцию закрытия сессии (Close Track/Session), после чего нужные данные записываются очередной сессией без импорта прерванной сессии (предшествующие ей сессии могут быть импортированы).
Поскольку конечная видимость каждого файла определяется процессом импорта TOC, возможно исключение из каталога отдельных файлов и выборочная замена файлов с совпадающими именами. Старая копия файла продолжает оставаться на диске в одной из предшествующих сессий, однако в новый каталог помещается ссылка на новый экземпляр. Выборочное исключение файлов предыдущих сессий в каталог новой сессии дает эффект их "удаления". Видимость "удаленных" таким образом файлов впоследствии может быть "восстановлена" путем их импорта в новые сессии.
Для записи CD-RW может применяться их предварительное форматирование - разбивка на секторы, подобно магнитным дискам. После форматирования диск CD-RW может использоваться, как обычный сменный диск - стандартные файловые операции копирования, удаления и переименования преобразуются драйвером привода CD-RW в серии операций перезаписи секторов диска. Благодаря этому для работы с дисками CD-RW не требуется специального программного обеспечения, кроме драйвера привода с поддержкой UDF (например, Adaptec DirectCD) и программы начальной разметки.
Некоторые версии записывающих программ (например, CDR Publisher, WinOnCD с версии 3.0 или Adaptec Easy CD Creator с версии 3.0) позволяют записывать загружаемые диски. Для загрузки с таких дисков BIOS компьютера должен поддерживать эту возможность (последние версии AWARD и Phoenix BIOS). Загружаемая часть CD-ROM записывается в виде образа загрузочной дискеты или винчестера, из которого при загрузке BIOS системной платы эмулирует диск A:.
Методы записи: Track-at-Once, Disc-at-Once, и Packet Writing
Существуют три основных метода записи на компакт диски. Они очень связаны с физическим и логическим (или файловой системой) форматами в котором записывается диск. Эти методы:
Track-at-Once (включая Variable-Gap Track-at-Once)
Disc-at-Once (включая Session-at-Once)
Packet Writing
I. Track-at-Once
В режиме Track-at-Once, записывающий лазер выключается после записи каждой дорожки и снова включается, если надо записать еще одну, даже если несколько дорожек записываются подряд в одной операции записи. Дорожки, записанные в режиме Track-at-Once разделены промежутками (gaps). Если за музыкальной дорожкой следует дорожка с данными, промежуток составляет 2 или 3 секунды. Между музыкальными дорожками промежуток обычно 2 секунды. Все современные CD recorder'ы поддерживают этот режим.
II. Variable-Gap Track-at-Once
Некоторые новые рекордеры позволяют вручную установить размер промежутка между дорожками в режиме Track-at-Once. Эту возможность также должно поддерживать ПО. Обычно этот параметр можно установить в диапазоне от 0.03 до 8 секунд.
III. Disc-at-Once
В режиме записи Disc-at-Once, одна или более дорожек записываются без выключения лазера, и диск закрывается (closed). Запись Disc-at-Once требует чистый диск и не может быть использована для multisession дисков. Не все CD рекордеры поддерживают этот режим, а некоторые требуют новоге firmware для правильной поддержки. Этот режим нужен, например, для записи аудиодисков без промежутков между дорожками (хотя признаем, что такие встречаются не редко). Частично это можно компенсировать использованием Variable-Gap Track-at-Once.
Формат Disk-at-Once просто необходим при изготовлении мастер-копии (т.е. если с золота будет штамповаться аллюминий - на самом деле не совсем верно, но смысл этот), т.к. устройства для изготовления матриц обычно не переносят GAP-ов.
IV. Session-at-Once
Режим Session-at-Once используется в основном для CD Extra. В этом режиме сначала в один проход записывается первая сессия с несколькими аудио дорожками, затем лазер выключается, но диск не закрывается. Затем записывается вторая сессия (с данными) и диск закрывается.
V. Packet Writing
Это новый метод записи на CD небольшими порциями, снимающий многие ограничения. Программа Adaptec DirectCD поддерживает этот режим в соответствии со стандартной UDF спецификацией. Не все CD рекордеры поддерживают packet writing. Не все современные устройства CD-ROM могут читать записанные в этом режиме диски, в некоторых ситуациях может потребоваться драйвер UDF.
VI. Fixed-Length и Variable-Length Packets
В режиме packet writing можно записывать информацию двумя способами: пакеты могут быть фиксированной длинны (fixed-length) или переменной (variable-length). Пакеты фиксированной длинны больше подходят для дисков CD-RW для поддержки выборочного стирания (random erase). Недостаток такого метода в том, что использование длинны пакета 32Кб (как требует стандарт), вызывает слишком расточительное использование места на диске. Стандартная емкость дисков CD-RW, отформатированных с fixed-length packets составляет около 500Мб.
Пакеты переменной длинны (Variable-length packets) экономят место, т.к. размер пакета может изменяться в зависимости от количества записываемых данных. Это более полезно при записи на стандартные CD-R диски, поскольку они являются write-once, и нет необходимости отслеживать свободное пространство, когда файлы "удаляются" (на CD-R дисках файлы не могут быть физически удалены, однако можно сделать их невидимыми).
Как устроен привод CD-ROM?
Типовой пpивод состоит из:
· платы электроники
Hа плате электpоники pазмещены все упpавляющие схемы пpивода, интеpфейс с контpоллеpом компьютеpа, pазъемы интеpфейса и выхода звукового сигнала. Большинство пpиводов использует одну плату электpоники, однако в некотоpых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогательные небольшие платы.
· шпиндельного двигателя
Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с постоянной или пеpеменной линейной скоpостью. Сохpанение постоянной линейной скоpости тpебует изменения угловой скоpости диска в зависимости от положения оптической головки. Пpи поиске фpагментов диск может вpащаться с большей скоpостью, нежели пpи считывании, поэтому от шпиндельного двигателя тpебуется хоpошая динамическая хаpактеpистика; двигатель используется как для pазгона, так и для тоpможения диска. Hа оси шпиндельного двигателя закpеплена подставка, к котоpой после загpузки пpижимается диск. Повеpхность подставки обычно покpыта pезиной или мягким пластиком для устpанения пpоскальзывания диска. Пpижим диска к подставке осуществляется пpи помощи шайбы, pасположенной с дpугой стоpоны диска; подставка и шайба содеpжат постоянные магниты, сила пpитяжения котоpых пpижимает шайбу чеpез диск к подставке.
· системы оптической считывающей головки
Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее пеpемещения. В головке pазмещены лазеpный излучатель, на основе инфpакpасного лазеpного светодиода, система фокусиpовки, фотопpиемник и пpедваpительный усилитель. Система фокусиpовки пpедставляет собой подвижную линзу, пpиводимую в движение электpомагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой гpомкоговоpителя. Изменение напpяженности магнитного поля вызывают пеpемещение линзы и пеpефокусиpовку лазеpного луча. Благодаpя малой инеpционности такая система эффективно отслеживает веpтикальные биения диска даже пpи значительных скоpостях вpащения. Система пеpемещения головки имеет собственный пpиводной двигатель, пpиводящий в движение каpетку с оптической головкой пpи помощи зубчатой либо чеpвячной пеpедачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напpяжением: пpи чеpвячной пеpедаче - подпpужиненные шаpики, пpи зубчатой - подпpужиненные в pазные стоpоны паpы шестеpней.
· системы загpузки диска
Система загpузки диска выполняется в двух ваpиантах: с использованием специального футляpа для диска (caddy), вставляемого в пpиемное отвеpстие пpивода, и с использованием выдвижного лотка (tray) - 4, на котоpый кладется сам диск. В обоих случаях система содеpжит двигатель, пpиводящий в движение лоток или футляp, а также механизм пеpемещения pамы, на котоpой закpеплена вся механическая система вместе со шпиндельным двигателем и пpиводом оптической головки, в pабочее положение, когда диск ложится на подставку шпиндельного двигателя. Пpи использовании обычного лотка пpивод невозможно установить в иное положение, кpоме гоpизонтального. В пpиводах, допускающих монтаж в веpтикальном положении, констpукция лотка пpедусматpивает фиксатоpы, удеpживающие диск пpи выдвинутом лотке.
Hа пеpедней панели пpивода обычно pасположены кнопка Eject - 6 для загpузки/выгpузки диска, индикатоp обpащения к пpиводу - 7 и гнездо для подключения наушников - 1 с электpонным или механическим pегулятоpом гpомкости - 2. В pяде моделей добавлена кнопка Play/Next - 5 для запуска пpоигpывания звуковых дисков и пеpехода между звуковыми доpожками; кнопка Eject пpи этом обычно используется для остановки пpоигpывания без выбpасывания диска. Hа некотоpых моделях с механическим pегулятоpом гpомкости, выполненным в виде pучки, пpоигpывание и пеpеход осуществляются пpи нажатии на тоpец pегулятоpа.
Большинство пpиводов также имеет на пеpедней панели небольшое отвеpстие - 3, пpедназначенное для аваpийного извлечения диска в тех случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - напpимеp, пpи выходе из стpоя пpивода лотка или всего CD-ROM, пpи пpопадании питания и т.п. В отвеpстие нужно вставить шпильку или pаспpямленную скpепку и аккуpатно нажать - пpи этом снимается блокиpовка лотка или дискового футляpа, и его можно выдвинуть вpучную.
Технические аспекты CD-R дисков
CD-R диск вполне может быть уподоблен многослойному пирогу: кроме весьма важного активного слоя, на котором собственно и производится запись информации, существует еще светоотражающий слой, располагающийся над активным. Именно от него в той или иной степени отражается при чтении луч лазера, проходящий через активный слой. Соответственно, в зависимости от силы отраженного луча, читающее устройство воспринимает результат в виде логического 0 или логической 1. В качестве отражающего слоя используется тончайшая пластинка из промышленного золота, однако в последнее время имеется выраженная тенденция на переход к серебру. Ведь серебро не только значительно дешевле золота, но и обладает большим коэффициентом светоотражения (70 и 80 процентов соответственно). Таким образом, при замене золота на серебро решается задача улучшения совместимости (часто употребляется разговорный термин “читаемость”) дисков с одновременным их удешевлением.
Защитный слой – слой, наносимый поверх светоотражающего и используемый для механической защиты CD-R диска. Тут тоже возможны варианты: в простейшем случае защитный слой являет собой покрытие лаком. Это мало надежно не только с точки зрения механики – лак легко обдирается, – но и с точки зрения химии: надпись, сделанная на диске маркером, может привести к потере информации из-за проникновения чернил сквозь тонкий слой лака – начнется химическая реакция, столь пагубная для диска.
Более серьезные защитные покрытия состоят в нанесении дополнительного слоя, ограждающего другие слои CD-R диска как от механических, так и от неблагоприятных химических воздействий. Как пример можно привести покрытие InfoGuard носителей фирмы Kodak. Оно не только защищает диск и придает ему привлекательный внешний вид, но и позволяет безбоязненно делать на нем надписи.
Особое место занимают покрытия для печа
Завершая рассмотрение структуры строения CD-R диска следует упомянуть и об основе на которой, собственно, располагаются активный, светоотражающий и защитный слои. Это обычный пластиковый кружок, за исключением того, что характеристики пластмассы должны быть таковы, чтобы луч лазера, проходящий сквозь него, должным образом фокусировался и не вызывал разрушений основы.
Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area). За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавление диска (table of content). Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.
Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица. В отличие от, например, винчестеров, дорожки которых представляют собой концентрические окружности, компакт-диск имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от внутреннего диаметра к наружному. Тем не менее, одна физическая дорожка может быть разбита на несколько логических.
Разновидности CD-R дисков
В общем и целом все множество CD-R дисков делятся на brand-name (BN) версии и версии для производства (OEM). Диски BN-версий характеризует то, что они выпускаются с уже нанесенным на поверхность диска логотипом производителя и полиграфической вставкой. Такие диски обычно продаются в розницу и являются приемлемым решением для тех, кто собирается хранить на них архивы данных, время от времени создавать музыкальные сборники и т.п. Надписи на таких дисках возможно наносить специальным маркером или фломастером. Диски BN продаются упакованными в пластиковые коробки (jewel case), затянутые защитной пластиковой пленкой. 10 дисков обычно собираются в коробку.
Диски для производства или OEM, не имеют на своей внешней поверхности ни логотипа, ни каких прочих надписей и графических элементов. Поверхность “чистая”. И хотя на ней так же как и на поверхности дисков BN можно делать надписи маркером, OEM-диски предназначены все же для печати на их поверхности текста и графики с помощью специальных CD-принтеров или нанесения собственного логотипа методом шелкографии или офсетной печати. Упаковываются OEM-диски таким образом, чтобы было возможно максимально удобно включить их в производственную технологическую цепочку. Наиболее распространенным типом упаковки являются стопки (bulk) и стопки на осях (spindle): в первом случае некоторое количество дисков (обычно 100) упакованы в термоусадочную пленку, в картонной коробке 6 стопок, а, следовательно, 600 дисков; во втором случае диски насажаны на специальную ось (обычно это 125 дисков) и собраны в коробки по 500 дисков в каждой.
Следует отметить, что диски для производства (OEM) более многофункциональны в смысле нанесения на них надписей тем или иным способом и дешевы, нежели диски brand-name, которые имеет смысл приобретать только тогда, когда общая месячная потребность в дисках не превосходит нескольких десятков штук и нет никаких специальных требований к их оформлению.
Используемые интерфейсы: IDE и SCSI
Попробуем посмотреть, чем отличаются устройства CDROM с IDE (ATAPI) и SCSI интерфейсами. Для сравнения была выбрана 12x модель фирмы Pioneer, поскольку существуют ее модификации для обоих интерфейсов. Заметим, что не всегда хорошая модель на IDE является хорошей и для SCSI. Например самый быстрый (в свое время) жесткий диск серии Quantum Fireball в SCSI варианте показывает производительность ниже среднего среди недорогих SCSI дисков. В большинстве случаев SCSI устройства, которые "произошли" от своих IDE - двойников скорее всего не реализуют все возможности интерфейса и поэтому проигрывают по скорости. В то же время сравнимые по объему жесткие диски SCSI существенно дороже чем IDE.
| ЧТО ЛУЧШЕ?
|
||
| IDE-привод
|
SCSI-привод
|
|
| Достоинства |
- низкая цена - простая установка |
- надежная работа - возможность работы в фоновом режиме - практически полное отсутствие проблемы "опустошения буфера" - не занимает второй IDE-контроллер - более качественная запись - не требует оптимизации ОС - возможность безопасной записи на более высоких скоростях |
| Недостатки |
- единолично занимает второй IDE-контроллер - требует оптимизации ОС - отнимает все процессорные ресурсы при осуществлении записи |
- более сложная установка - высокая цена - необходимость в дополнительном контроллере |
Возможности
Кроме очень специальных приложений IDE и SCSI устройства обеспечивают абсолютно одинаковые возможности и поддерживают одни и те-же стандарты. Отличия могу быть только обусловленные интерфейсом, а не самим устройством. Например, количество подключаемых устройств, необходимые драйвера, пиковая скорость передачи и т.д.
Параметры CD-приводов
Скорость передачи данных и время доступа к информации
Максимальная скорость вращения диска определяет скорость передачи данных с диска. Скорость передачи данных (dats-transfer rate) зависит от двух факторов - плотности данных и скорости вращения диска. Под плотностью в данном случае понимают количество бит (впадин) на дюйм (или миллиметр). Так, для 16-битного стереосигнала качества аудио-CD (частота 44.1 кГц) скорость должна быть 1.4 Мбита/с. Разделив это значени на число бит в байте (8), мы получим 176.4 Кбайта/с - усредненное значение для скорости передачи данных. Стандарт МСР1 определяет скорость передачи данных как 150 Кбайт/с, МСР 2 - 300 Кбайт/с. В настоящее время наибольшее распространение получили приводы, использующие технологию удвоения скорости вращения диска. Именно в этом случае скорость передачи достигает значения 300 Кбайт/с. Подобные устройства удовлетворяют спецификации МСР 2, поскольку имеют время поиска менее 400 мс. Сравнительно недавно появились модели приводов с утроенной, учетверенной и даже ушестеренной скоростью вращения. Пионером в технологии увеличения скорости являются, например, фирмы NEC и Plextor.
При выполнении реальных прикладных задач большая часть времени тратится на поиск данных или на доступ к определенной части диска с требуемой информацией. Поэтому время доступа к информации существенно влияет на производительность привода CD-ROM и является определяющим фактором. Сейчас по скорости передачи данных приводы CD-ROM уже вплотную приблизились к жестким магнитным дискам, а по скорости доступа к информации они по-прежнему уступают им. Поэтому гораздо выгоднее считывать с CD-ROM большие файлы, чем работать с множеством мелких файлов, разбросанных по всему диску.
Для существенного ускорения передачи данных от CD-ROM разработчиками используется технология кэширования, т.е. такая технология, когда привод и/или компьютер заранее производят чтение нужной информации и хранят ее во временном буфере, чтобы потом без задержек переслать процессору. Реализация этой технологии существенно влияет на общую производительность устройства.
Скорость записи
Термин “скорость записи” определяет, насколько быстро данные могут быть записаны на CD-R диск. Маркировка 1х, 2х, 4x показывает, во сколько раз быстрее устройство записывает данные по сравнению с односкоростным эталоном. Под одной скоростью понимается скорость передачи данных равная 150 Кб/сек. Таким образом, маркировка 2х значит, что данные могут записываться со скоростью 300 Кб/сек, а 4х – 600 Кб/сек. Необходимо принять во внимание, что реальная скорость может различаться в зависимости от режимов записи, так как к примеру данные записываются в режиме 2048 байт на блок, а звуковая информация в режиме 2352 байта на блок.
Обычно маркировка приводов CD-ROM состоит из одной цифры, показывающей с какой скоростью данные могут быть считаны. Маркировка CD-рекордеров содержит две цифры: первая – скорость записи, вторая – скорость считывания (например 4x8 для CD-рекордера Panasonic 7502B). Если же маркировка состоит из трех цифр, то это значит, что такой привод может работать еще и с CD-RW дисками, возможная скорость записи на которые – вторая цифра в маркировке.
Объем хранимой информации
На большинстве дисков указана их максимальная вместимость в мегабайтах данных (обычно 650 при размере блока 2048 байт). На дисках некоторых производителей (например, Maxell) вместимость в рекламных целях указывается в миллионах байтов (680), что означает те же 650 Мб. Отдельные диски маркируются цифрой 780, что обозначает емкость диска в звуковых секторах (74 минуты по 176 кб). При записи в формате mode 2 за счет большей величины блока данных возможна запись более 650 Мб. 63- и 74-минутные компакт-диски позволяют хранить различный объем данных. 74-минутные диски, соответственно, позволяют хранить больше информации, чем 63-минутные. В самых первых устройствах записи использовались только 63-минутные диски. Современное же поколение устройств записи может работать с обоими типами дисков. Вряд ли можно что-либо сэкономить при использовании 63-минутных дисков, так как в настоящее время почти все производители предлагают оба типа дисков по одной цене.
Размер блока данных и внутреннего буфера
Под размером блока данных (data block size) понимают минимальное количество байт, которые передаются на компьютер через интерфейсную карту. Иначе говоря, это единица информации, с которой оперирует контроллер привода. Минимальный размер блока данных в соответствии со спецификацией МРС равен 16 Кбайт. Поскольку файлы на компакт-диске обычно достаточно большие, то промежутки между блоками данных ничтожно малы.
Размер буфера - размер внутреннего буфера (кэш-памяти),в который считываются файлы перед их передачей. Стандарт МРС устанавливает размер буфера в 64 Кбайт, а это в буфере будет находиться около 0.4 секунды 16-битного стереосигнала качества CD-Audio (частоты 44.1 кГц). Для скоростных устройств размер буфера может достигать 256 Кбайт и даже 2 Мбайта.
DVD и дисковые комбайны
Цифровой универсальный диск DVD (Digital Versatile Disc) считается самым перспективным форматом архивирования и записи больших объемов информации. Он был специально разработан, чтобы преодолеть ограничения по качеству записи и емкости Video CD, аудио-компакт-дисков и даже кассет домашних видеомагнитофонов. Требования к формату DVD сложились еще в сентябре 1995 года и основывались на соглашении между несколькими крупнейшими компаниями в области цифрового видео, такими как Sony, Philips, Toshiba и Matsushita. DVD внешне похож на обычные CD. На самом деле, единственное, что их объединяет, это диаметр, равный 12 см (есть и 8 см, но он куда менее распространен), и оптическая природа хранения информации.
DVD (тогда еще Digital Video Disc) задумывался как цифровой носитель для видеофильмов и лишь потом был назван универсальным. Тогда казалось, что с приходом DVD у кинопрокатчиков появится прекрасная возможность защитить фирменную продукцию от пиратов, которая (на мой взгляд, благодаря «встречным» технологиям азиатских фирм) с треском провалилась (и слава богу!), не успев родиться. Как всегда, кто-то вкладывает сотни миллиардов в разработку самолета-невидимки, а кому-то требуются всего десятки миллионов на разработку технологии его обнаружения. Краткая история такова: разработчики DVD придумали размещать на видеодисках зональный код, который мог бы распознаваться плейером и MPEG-декодером. Предполагалось, что воспроизведение диска, купленного в Америке, будет блокироваться плейером, установленным в Восточной Европе или Азии. Но на практике это могло нанести удар, пожалуй, только по легальным пользователям. Например, честно купленный в США видеофильм не будет воспроизводиться в России. Ну разве так делается?
Сегодня существует уже около полутора десятков официальных форматов цифровых универсальных дисков, включая различные типоразмеры. Самыми распространенными (потому что стандарты утверждены) можно считать DVD-Video и DVD-ROM. Диск DVD-Video может содержать целый фильм с цифровым звуком и изображением и может быть просмотрен как на соответствующем проигрывателе, подсоединенном к телевизору, так и на компьютере с DVD-приводом. Для комфортного просмотра видеофильмов в формате DVD необходим MPEG-2-декодер или мощный процессор, позволяющий работать с программным проигрывателем (программно декодировать MPEG-2). На видеокомпакт-диске DVD имеется также специальная звуковая дорожка с возможностью записи нескольких каналов (левого, правого, центрального, двух каналов объемного звучания и сабвуфера). Эта система аналогична Dolby Digital AC-3. Помимо этого имеется и стандартный стереоканал. Воспроизведение DVD-видеофильмов производится на стандартной скорости 1х, которая для DVD составляет 1385 Кбайт/с. Здесь главное — не перепутать с 1х для CD-ROM, которая составляет 150 Кбайт/с. Современные приводы DVD-ROM для работы с данными используют скорости около 12х, достигая пиковой скорости передачи данных в 16,6 Мбайт/с.
Диски DVD-ROM содержат только информацию, так что их можно использовать исключительно на компьютере. Поддержка файловой структуры на физическом уровне одинакова у обоих типов, но отличается от традиционных дисков CD-ROM. При этом DVD-диски могут быть разной емкости. Как мы знаем, классические CD-ROM-диски содержат до 650 Мбайт информации или 74 минуты музыки. Емкость же DVD зависит от их конструкции.
CD и DVD сохраняют информацию при помощи серии микроуглублений, формирующих спиральные дорожки начиная от центра диска. Однако на DVD эти микроуглубления более маленькие и, следовательно, более плотно прилегают друг к другу. Кроме того, сами треки (дорожки) DVD располагаются гораздо плотнее, что позволяет разместить на диске почти в семь раз больше данных, чем на обычном CD-ROM. Для чтения данных с DVD применяется точно сфокусированный лазер с меньшей длиной волны, чем излучают диоды обычных приводов CD-ROM (635-650 нанометров против 780 нм у CD).
Каждый DVD-диск может иметь на одной стороне два слоя, хранящих информацию, один над другим. Первый слой полупрозрачен, и лазер читает его без проблем. Для чтения содержимого второго слоя необходимо так перефокусировать лазер, чтобы луч проходил через первый слой и отражался только от второго. Таким образом, емкость диска увеличивается вдвое, а сложность конструкции привода существенно возрастает. И наконец, информацию на DVD можно записывать с двух сторон (а каждая из сторон может содержать два уровня). Теперь уже емкость диска увеличена в четыре раза по сравнению с классическими однослойным и односторонним. Единственное неудобство заключается в том, что переворачивать диск приходится вручную. Сводка о форматах 12-сантиметровых DVD приведена в таблице.
DVD и дисковые комбайны DRW
Для объединения дисководов оптических дисков CD и DVD в одном приводе около года назад были разработаны так называемые дисковые комбайны (combo-drive), именуемые также DRW (что удобно, но, строго говоря, неправильно). Напомним, что современные комбайны совмещают в себе сразу четыре функции: обычный CD-проигрыватель, средство однократной записи CD-R, устройство для перезаписи дисков CD-RW и DVD-проигрыватель
Первые дисковые комбайны DRW, способные записывать диски CD-R/RW и воспроизводить носители форматов CD-ROM и DVD, появились на рынке менее года назад. Эти модели были довольно сырыми, и в них чувствовался конфликт технологий — между DVD- и CD-составляющими. В современных дисковых комбайнах разработчикам удалось добиться совместимости различных механизмов чтения/записи, но при этом пришлось пойти на компромисс. В частности, DVD имеют более высокое время доступа (в 2-3 раза), чем CD-приводы. Это закономерно, поскольку DVD изначально проектировался для быстрого чтения непрерывных потоков данных, то есть длинных файлов — видео например. А чтобы резво перескакивать с одного участка диска на другой, нужна поистине прецизионная механика и интеллектуальная головка. Поэтому в дисковых комбайнах первой волны время поиска при чтении CD-ROM всегда существенно большее, чем на специализированных CD-приводах. Вообще, режимы работы с CD у комбайна еще долго будут несколько уступать по производительности отдельным специализированным дисководам СD-ROM/R/RW.
Впрочем, задача дискового комбайна — не обеспечить производительность, достойную Книги рекордов Гиннесса, а стать комплексным, совместимым решением, заведомо более дешевым и удобным, чем покупка и размещение нескольких отдельных специализированных дисководов. Один из первых дисковых комбайнов AOpen DRW-6424, испытанный в тестовой лаборатории «КомпьютерПресс», обладал следующими показательными техническими характеристиками: время доступа для CD-ROM < 120 мс (очень плохо), а для DVD-ROM < 200 мс; производительность при записи: CD-R — 6х (1х = 150 Кбайт/с), CD-RW — 4х (1х = 150 Кбайт/с); производительность при чтении: DVD — до 4х (для DVD 1х = 1385 Кбайт/с), CD — до 24х (1х = 150 Кбайт/с).
Сегодня модели дисковых комбайнов можно пересчитать по пальцам. Усредненная модель современного комбайна условно обладает следующими характеристиками: внутренний E-IDE/ATAPI-интерфейс, буфер объемом 2 Мбайт, работа на скоростях 4х CD-R, 4х CD-RW, 24х CD Read и 4х DVD. Несколько лучше характеристики модели от фирмы Ricoh (модель MP9120A), которая способна записывать в режиме CD-R со скоростью 12х, в режиме CD-RW — 10х, читать лазерные диски при 32х и имеет 8х DVD. Фаворитом у авторов аппаратных Web-ресурсов на сегодняшний день является недавно выпущенный внешний комбайн от компании Addonics MOBILE DVD/CD-RW. Он отличается не только тем, что является единственным внешним дисководом со столь широким спектром функций, но и тем, что способен работать на высоких скоростях: 12х CD-R, 10х CD-RW, 32х CD-ROM и 8х DVD. Подключаться к компьютеру DRW от Addonics может через различные интерфейсы — это и ATAPI PCMCIA (PC Card), и USB, и даже FireWire.
Справочная информация
Какие диски являются лучшими для записи: "золотые", синие или зеленые ?
Цвет диска определяется типом органического материала, который прожигается лазером CD-рекордера и цветом прозрачной основы . Тип органического материала , в свою очередь определяется технологией производства той или иной фирмы. Исторически сложилось так, что диски определенного типа (то бишь цвета) начали производиться раньше и, соответственно, первые модели CD-рекордеров были оптимизированы именно под них. Выпускаемые в настоящее время профессиональные модели CD-рекордеров , например фирмы "YAMAHA", перед каждым сеансом записи калибруют и оптимизируют мощность луча лазера под определенную скорость записи на специальной служебной области CD-R диска, поэтому для таких CD-рекордеров практически нет проблем совместимости с теми или иными типами дисков и , соответственно , нет особых предпочтений.
Что означают цифры, нанесенные на CD-R диске ?
Указанная на CD-R диске цифра (цифры) скорости записи обычно означает , если не указано иное , не максимальную скорость , а лишь ту скорость (скорости) записи, на которую этот диск сертифицирован,. Дело в том, что процессы , происходящие в CD-R диске при записи на различных скоростях несколько отличаются друг от друга; и CD-R диск великолепно записывающийся на 4-ех кратной (4х) скорости совсем не обязательно даст хорошие результаты при скоростях записи 1х и 2х, если конечно он не сертифицирован на эти скорости; соответственно верно и обратное. Несмотря на то, что как правило запись ведется на максимальной для данного CD-рекордера скорости , может возникнуть ситуация, когда по каким либо причинам (например при нехватке времени или места на винчестере) придется записывать диск "на лету" и для гарантированно надежной записи придется снизить скорость до 2х , а то и до 1х - вы должны быть уверены, что ваш диск сертифицирован и для этих скоростей записи.
Какова надежность и длительность хранения данных, записанных на CD-R диск ?
CD-R диск по своим оптическим свойствам максимально приближен к дискам ,произведенным заводским способом ("штампованным") дискам. Поэтому качественный CD-R диск , записанный на соответствующей скорости на качественном CD-рекордере должен и будет читаться на любом качественном CD-ROMе на любой скорости. С точки зрения же долговечности и сохранности данных CD-R диски превосходят "штампованные" диски уже хотя бы потому, что в качестве отражающего слоя в первых применяются стабильные и долговечные благородные металлы в отличие от легко окисляющегося алюминия в "штампованных" дисках. Ведущие производители CD-R дисков обычно приводят гарантированный срок хранения данных не менее 100 лет, при условии надлежащего обращения.
Насколько CD-R диски защищены от механических повреждений ?
На первый взгляд компакт-диск вообще и CD-R диск в частности вещь хрупкая - его легко поцарапать или "заляпать" пальцами. Это верно лишь отчасти, на самом деле следы от пальцев не самое страшное для диска, не столь страшны даже царапины на прозрачной основе диска. Дело в том, что структура CD-R диска представляет из себя своего рода многослойный пирог: прозрачная основа; тонкая органическая пленка, прожигаемая лазером; отражающий металлизированный слой; защитные лаковые слои; слой с логотипом и маркировкой диска. Как видно из вышесказанного, считывающий луч лазера фокусируется в глубине прозрачной основы диска и поэтому практически "не замечает" царапины, обычно затрагивающие лишь верхний слой основы. Правда надо учитывать следующее - речь идет о небольших и в основном о поперечных царапинах(т.е. идущих по радиусу диска). Длинные продольные(идущие по окружности) царапины все же могут вызвать ошибки записи/чтения из-за сбоев в системе слежения луча лазера за дорожкой. Как это ни странно звучит, гораздо легче серьезно повредить CD диск со стороны маркировки - ведь именно там, всего лишь в сотых долях миллиметра от поверхности находятся отражающий и прожигаемый слои. Достаточно чиркнуть ручкой или провести с легким усилием ногтем по поверхности слабозащищенного диска и вы либо соскоблите все информационные слои, либо продавите их , что в итоге приведет к порче диска.
К счастью, существуют диски, сводящие практически к "нулю" возможность повреждения диска подобным образом. Например диски фирмы "Traxdata" имеют 2 слоя защиты от механических и тепловых воздействий. Один из этих слоев наносится с использованием метода ульрафиолетового отверждения (аналогично применяемого в стоматологии при пломбировании). Даже тонкий слой материала, полученного таким образом, обладает уникальной твердостью, препятствующей случайной механической порче диска. Конечно, не рекомендуется писать по поверхности даже таких дисков обычным карандашом или ручкой; разумнее использовать специальный CD-R маркер, имеющий мягкий стержень и заправленный специальными быстровысыхающими чернилами, не разрушающими защитные слои дисков.
Можно ли дозаписывать информацию на CD-R диск и насколько это удобно?
Действительно, до последнего времени запись на CD-R диски можно было осуществлять только с помощью специализированых программ. Каждая так называемая сессия дозаписи на CD-R диск отнимала до 17 МБ под служебную информацию. С появлением новых моделей CD-рекордеров, поддерживающих режим пакетной записи, многие из вышеперечисленных неудобств были устранены. Пользователь, имея один из этих CD-рекордеров может установить специальный драйвер для ОС Windows 95; после этого CD-рекордер становится виден ОС и всем программам как логический диск, доступный не только для чтения , но и для записи. При этом пользователь может загрузить например свой документ c CD-R диска в текстовый редактор, внести изменения и сохранить его как обычно на том же CD-R диске; или же например указать программе BackUp CD-рекордер как логический диск для хранения данных. При пакетной записи проявляется главное преимущество пакетной записи - CD-R диски дополняются сколь угодно малыми пакетами данных (информации) сколь угодно много раз, не расходуя при этом напрасно служебную информацию.