Optikai lemezek olvasása. Az adathordozók típusai, osztályozásuk és jellemzőik
1. Bemutatkozás
3.1. A versenytársak műszaki jellemzői
4. Az optikai adattárolás fejlesztésének kilátásai.
5. Optikai meghajtók összehasonlító elemzése
5.1 ASUS DRW-1608P
5.2 NEC ND-3540A
6. Biztonsági óvintézkedések a számítógéppel végzett munka során
6.1 Munkahelyi szervezet
6.2 Biztonsági óvintézkedések
Következtetés
Felhasznált irodalom jegyzéke
1. Bemutatkozás
Az optikai adattárolás jelentős változásokon ment keresztül az elmúlt néhány évben. Ma az optikai meghajtó a PC szerves része – ez határozza meg a választott téma relevanciáját.
Az optikai meghajtó a PC szerves részévé vált, mert... különféle szoftvertermékek (elsősorban játékok és adatbázisok) kezdtek jelentős helyet foglalni, hajlékonylemezen történő szállításuk pedig megfizethetetlenül drágának és megbízhatatlannak bizonyult. Ezért elkezdték optikai lemezeken szállítani (ugyanúgy, mint a hagyományos zenei lemezeken), és egyes játékok és programok közvetlenül az optikai lemezről működnek, anélkül, hogy a merevlemezre kellene másolni.
Ezenkívül a modern számítógép egy nagy teljesítményű multimédiás központ, amely lehetővé teszi zene lejátszását és filmek nézését.
A dolgozat célja az optikai tárolóeszközök tanulmányozása. A tanulmány során a következő kérdéseket vizsgáljuk meg:
¾ Az optikai tárolók létrejöttének története
¾ Az optikai tárolás fejlődésének története
¾ Az optikai tárolás fejlesztésének kilátásai
¾ Optikai meghajtók összehasonlító elemzése
¾ Biztonsági óvintézkedések a számítógéppel végzett munka során
2. Az optikai meghajtó létrehozásának története
Az optikai lemezek gyakorlatilag egyidősek a személyi számítógépekkel. És még saját szüleik is vannak - bakelitlemezek. Az 1982-es évet tekintik az optikai lemezek korszerű technológiájába való belépésének évének. Ekkor kezdett új fejlesztésekbe a két legnagyobb cég, a Philips és a Sony. A Sony ügyvezető igazgatója, Akio Morita, aki a híres Walkman lejátszó szerzőjével is vált híressé, úgy vélte, hogy az ilyen lemezeket klasszikus zenehallgatásra kell tervezni. A hangzás időtartamára pedig Beethoven 9. szimfóniájának játékideje volt a mérce, ami hozzávetőlegesen 73 perc. Úgy döntöttek, hogy a normál játékidő 74 perc 33 másodperc lesz. Így született meg a „Vörös könyv” szabvány, amely a CD-DA (CD-Digital Audio) lemezszabványt írta le. Sőt, elődje egy átlagos, 45 perces időtartamú bakelit lemez standardja volt, amely a CD-éhoz képest rosszabb hangminőséget és médiateljesítményt mutatott. A Vörös Könyv szabvány kialakításában a Sony mellett a Philips is részt vett. Szigorú követelményeket vezettek be a méretre, a hangminőségre, az adatkódolási módszerre és az egyetlen spirálsáv használatára vonatkozóan.
A CD-DA-n az adatok a következők szerint jelennek meg.
Szerkezetileg a teljes lemez három fő részre osztható: bevezető (bemeneti zóna, amely a lemez szerkezetével és tulajdonjogával kapcsolatos összes információt tárol), PMA (Program Memory Area - maga az adat) és kivezetés (lead). zóna, amely szinte csak "nullákból" áll, és lényegében a lemez végét jelzi).
Minden információ CD-DA-ra kerül rögzítésre sávok formájában, amelyeket 2 másodperces előrés választ el egymástól. 99 ilyen szám lehet, és mindegyik 99 darabra osztható. A sávok fogalma némileg másodlagos, de kiválóan alkalmas a lemezszerkezet legegyszerűbb leírására.
Valójában a lemezen lévő információk blokkszegmensek formájában jelennek meg, amelyek szabványos méretűek (2352 bájt) és 75 blokk/másodperc szabványos olvasási sebességgel rendelkeznek. Vagyis ha két másodperces résről beszélünk, akkor 150 „üres” szegmensblokkot értünk. Maguk a sávok információval töltött blokkokból állnak.
A blokkszegmens viszont 98 mikrokockából áll, amelyek mindegyike 24 bájt (192 bit) méretű. 24 bájt tartalmazhatja a jobb és bal csatorna hat diszkrét mintájának értékeinek leírását. A megadott 2352 bájt értéket pedig úgy kaphatjuk meg, hogy 98-at egyszerűen megszorozzuk 24-gyel. Tehát, ha erről a szegmensméretről beszélünk, akkor csak tisztán hanginformációról beszélünk.
3. Az optikai tárolás fejlődésének története
A Philips és a Sony által kifejlesztett új specifikáció a digitális adatok CD-n való tárolására „Yellow Book” néven vált ismertté, maguk az adathordozók pedig CD-ROM (Read Only Memory) néven váltak ismertté. Egy 2352 bájtos blokkszegmenst alakítottak át. Vagyis a szabvány által biztosított Mode 1 típusok digitális számítógépes adatok tárolására szolgálnak, és Mode 2 - tömörített grafikus, szöveges és hangadatok. Az 1-es módú blokk szektor a korrekciós és hibajavítási EDC/ECC (Hibaészlelési kód/Hibajavító kód) információkat tárol, és ez a leggyakoribb. Minden szektorban 288 bájt van lefoglalva hibajavításra és javításra. Ennek eredményeként 2064 bájt marad az információ számára, amelyből 12 bájt van lefoglalva a szinkronizálásra és 4 bájt a szektor fejlécére.
Így a minimális alapegység CD-DA formátumban egy műsorszám, CD-ROM-ban pedig egy szegmens.
Eszköztároló eszközök a CD-ROM-on.
A „Piros” és a „Sárga” könyvben leírt két szabvány megjelenése után egy jelentős probléma volt: a médiát szigorúan a meghajtótípusokhoz kötötték. Vagyis a hang és a digitális adatok kombinációja akkor még nem valósult meg. Megjelentek a vegyes formátumú lemezek, amelyek CD-ROM-ról és CD-DA-ról egyaránt tárolnak adatokat. Ráadásul az első adatot (CD-ROM) a lemez elejére írták. Ez nem teljesen kényelmes, mivel az audiomeghajtók megpróbálják beolvasni az első számot, ami károsíthatja az audioberendezést, és a CD-ROM meghajtók nem tudják egyszerre olvasni a programot és lejátszani a hangot.
1985 novemberében a vezető CD-ROM-gyártók képviselői találkoztak, hogy megvitassák a kompatibilitás és az összes adathordozó közös fájlrendszer-struktúrájának kérdését. Vagyis szabvány kellett a fájlrendszerhez, az írási és olvasási struktúrához stb. Készült egy dokumentum, amely a CD-k logikai és fájlformátumát meghatározó specifikáció (specifikációs név - HSG) volt. A dokumentum tanácsadó jellegű volt, és bár később sokat meghatározta a technológiai ipar egészét, soha nem volt könyvszíne. A HSG specifikációs formátumjavaslat nagyrészt egy nulla sávot vagy rendszersávot tartalmazó floppy lemez szerkezetének ábrázolásán alapult, amely adatokat tárol az adathordozó típusáról és annak fájlszerkezetéről könyvtárakkal, alkönyvtárakkal és fájlokkal. A CD egy kicsit másképp van felszerelve. Vagyis minden ilyen típusú adat a szolgáltatási és rendszerterületen tárolódik. Az első az adathordozó és a meghajtó közötti szinkronizáláshoz szükséges információkat tárolja. A második - a fájlstruktúra és az alkönyvtárak fájlok közvetlen címei vannak feltüntetve, ami csökkenti a keresési időt.
Három évvel később (1988) elfogadták az ISO-9660 nemzetközi szabványt, amelynek főbb rendelkezései nagyon hasonlítottak a HSG-reprezentációhoz. Ez a szabvány a CD-ROM fájlrendszert írta le, és három szintje volt. Az első szint valahogy így néz ki:
A fájlnevek legfeljebb 8 karakter hosszúak lehetnek;
A fájlnevek csak nagybetűket, számokat és "_" karaktert tartalmaznak;
Speciális karakterek nem megengedettek a fájlnevekben - "-,~,=,+";
A könyvtárneveknek nem lehet kiterjesztése;
A fájlok nem töredezettek.
Az ISO-9660 második és harmadik szintje csak megkönnyíti és bővíti az első képességeit. Különösen a második szinten törölték el a fájl- és könyvtárnevekre vonatkozó korlátozásokat (például már megengedett 32 karakter hosszúságú nevek létrehozása), a harmadik szinten pedig már lehetséges a fájlok töredezettsége. Érdemes megjegyezni, hogy az ISO-9660 első szintű szabványosítja elsősorban az MS-DOS és HFS (Apple Macintosh) fájlrendszer formátumokat. A második szint ezekben a rendszerekben már nem olvasható.
Az Apple Macintosh esetében külön szabvány létezik a HFS (Hierarchical File System) fájlrendszer-formátumhoz. Ennek a számítógépes platformnak saját speciális fájlrendszer-hierarchiája van, ezért van kereslet erre a szabványra. Egyszerre több fájlrendszer-formátum is írható egy lemezre.
Az 1991-ben kidolgozott specifikáció Orange Books néven jelent meg. Ketten vannak. Az első szabványosítja a mágneses-optikai tárolóeszközöket, amelyek képesek törölni és átírni az információkat. A második könyv az egyszer írható meghajtókról szól, amelyek csak újraírhatók. Vagyis a második könyvben a CD-R-ről (Rögzíthető) beszélünk. Fokozatosan a modern technológiák lehetővé tették a lemezek újraírását. CD-RW-ről (Újraírható) vagy CD-E-ről (Erasable) beszélünk, ami lényegében ugyanaz. Ezek az adathordozók és meghajtók valószínűleg az első Orange Books alá tartoznak.
1993-ban megjelent a White Book, amely szabványosított egy új terméket - Video CD-t, amelyet a JVC, a Matsushita, a Sony és a Philips közösen fejlesztettek ki. Ez a szabvány a JVC által kifejlesztett karaoke videorendszeren alapul. Az új formátum 72 percnyi videó tárolását teszi lehetővé sztereó hanggal. A tömörítési formátum sokak számára ismerős - MPEG (Motion Picture Experts Group). Az első műsorszám CD-ROM/XA formátumban kerül rögzítésre, majd egy tömörített videót tartalmazó adatblokk következik. A fehér könyv szabványa révén elért eredmények alapján a szakértők ezt követően jelentős változtatásokat hajtottak végre a zöld könyvön.
A múlt század végén az addigra 8X/24X írási/olvasási sebességet elérő CD-R meghajtókat felváltották az univerzálisabb CD-RW meghajtók, amelyek nem csak egyszer írható lemezek rögzítését tették lehetővé, hanem újraírhatóakat is.
Ellentétben a CD-R lemezek aktív rétegének kialakítására használt szerves festékekkel, a CD-RW-ben az aktív réteg egy speciális polikristályos ötvözet (ezüst-indium-antimon-tellurium), amely magas hőmérsékleten (500-700) folyékony halmazállapotúvá válik. °C). ) lézeres fűtés. A folyékony területek utólagos gyors lehűlésével amorf állapotban maradnak, így tükrözőképességük eltér a polikristályos területektől. Az amorf területek visszaállítása a kristályos állapotba az olvadáspont alatti, de a kristályosodási pont felett (kb. 200 °C) gyengébb hevítéssel történik. Az aktív réteg felett és alatt két dielektrikum (általában szilícium-dioxid) réteg található, amelyek a felvételi folyamat során eltávolítják a felesleges hőt az aktív rétegből; a tetején mindezt fényvisszaverő réteg borítja, a teljes „szendvicset” pedig egy polikarbonát alapra visszük fel, amelyben a fej pontos pozícionálásához, cím- és időinformációk hordozásához szükséges spirális mélyedéseket nyomják.
Mi lehet információhordozó? Valami, amin minden megőrzhető, amire emlékeznünk kell, mert az emberi emlékezet rövid életű. Őseink a papír megjelenéséig fontos adatokat hagytak a földön, a kőn, a fán és az agyagon. Ez olyan anyagnak bizonyult, amely megfelel az adathordozóval szemben támasztott legfontosabb követelményeknek. Könnyű volt, strapabíró, kényelmes a jegyzetekhez és kompakt.
Ezek a modern követelmények adathordozó – optikai(ezek CD-k vagy lézerlemezek). Igaz, az átmeneti szakaszban (a XX. század elejétől), a papír és a lemezek között, a mágnesszalag sokat segített nekünk. De az ő ideje lejárt. Ma az információ legkényelmesebb és legmegbízhatóbb tárolója és tárolása a lemezek.
Hogyan lehet információkat lemezre tenni? Évtizedek óta ismerjük a „kazetta rögzítésének” fogalmát. Most már a lemezekről is beszélünk. Csak ez a folyamat sokkal egyszerűbb és olcsóbb lett.
Ma arról fogunk beszélni optikai adathordozó: készülék, rögzítési technológia, főbb különbségek.
A CD-R volt a legelső írható optikai adathordozó. Csak egyszer volt lehetőségük rögzíteni. Az adatok mentése a munkaréteg lézerrel történő felmelegítésével történt, ami kémiai reakciót váltott ki (t? = 250 °C-on). Ebben a pillanatban sötét foltok képződnek a fűtési területeken. Innen származik az „égetés” fogalma. A DVD-R lemezeken az írás hasonló módon történik.
Kicsit más a helyzet az újraíró funkcióval rendelkező CD, DVD és Blu-ray lemezeknél. Felületükön nem keletkeznek ilyen sötét pöttyök, mert a munkaréteg nem festék, hanem speciális ötvözet, amelyet lézerrel 600°C-ra melegítenek. Ezután a lemez felületének lézersugárnak kitett részei sötétebbek lesznek, és visszaverő tulajdonságokkal rendelkeznek.
Jelenleg az optikai adathordozók kínálatában úttörőnek tekinthető CD lemezek mellett olyan lemezek jelentek meg, mint a DVD és a Blu-ray. Az ilyen típusú lemezek különböznek egymástól. Például a kapacitás. Egy Blu-ray lemezen legfeljebb 25 GB, a DVD-n 5 GB, a CD-n pedig legfeljebb 700 MB adat tárolható. A következő különbség az adatok olvasásának és írásának módja a Blu-ray meghajtókban. A folyamatért egy kék lézer a felelős, amelynek hullámhossza másfélszer rövidebb, mint a CD vagy DVD meghajtók vörös lézere. Éppen ezért a Blu-ray lemezek felületére, amely területe megegyezik más típusú lemezekkel, sokszorosára nagyobb információ rögzíthető.
Laserdisc formátumok
A fent felsorolt három lézerlemeztípust formátumuk szerint is osztályozhatjuk:
1. A CD-R, CD-RW lemezek egyforma méretűek (legfeljebb 700; néha 800 MB, de az ilyen lemezeket nem minden eszköz tudja olvasni). Az egyetlen különbség az, hogy a CD-R egy egyszer írható lemez, a CD-RW pedig újrafelhasználható.
2. A DVD-R, DVD+R, valamint DVD-RW formátumú lemezek csak a DVD-RW lemezek többszöri átírásának képességében térnek el, de egyébként a paraméterek megegyeznek. 4,7 GB egy szabványos DVD lemez kapacitása, 1,4 GB pedig egy 8 cm átmérőjű DVD kapacitása.
3. DVD-R DL, DVD+R DL – kétrétegű lemezek, amelyek 8,5 GB információ tárolására alkalmasak.
4. Formátumok A BD-R - Blu-ray lemezek egyrétegűek, kapacitásuk 25 GB, a BD-R DL - A Blu-ray lemezek kétrétegűek, kapacitásuk 2-szer nagyobb.
5. Formázza a BD-RE, BD-RE DL Blu-ray lemezeket – újraírható, akár 1000-szer.
A „+” és „-” jelekkel ellátott lemezek a formátumviták maradványai. Kezdetben úgy gondolták, hogy a „+” (például DVD+R) a számítástechnikai ipar vezető szerepe, a „-” (DVD-R) pedig a fogyasztói elektronikai cikkek minőségi szabványa. Manapság szinte minden berendezés könnyen felismeri mindkét formátumú lemezt. Egyiküknek sincs nyilvánvaló előnye egymással szemben. Az előállításukhoz használt anyagok is azonosak
mik azok az optikai lemezek
Maga a lemez, amelyet otthon információk rögzítésére használnak, méretében nem különbözik az iparilag gyártott lemezektől. Az összes optikai adathordozó szerkezete többrétegű.
- Mindegyik alapja egy szubsztrát. Polikarbonátból készül, amely ellenáll a különféle külső környezeti hatásoknak. Ez az anyag átlátszó és színtelen.
- Ezután jön a munkaréteg. Írható és újraírható lemezeknél összetételében különbözik. Előbbinél szerves festék, utóbbinál speciális, fázisállapotot megváltoztató ötvözet.
- Ezután jön a fényvisszaverő réteg. A lézersugár visszaverésére szolgál, és alumíniumot, aranyat vagy ezüstöt tartalmazhat.
- A negyedik egy védőréteg. Csak a CD és Blu-ray lemezeket fedi védőréteg, ami kemény lakk.
- Az utolsó réteg a címke. Így nevezik a felső lakkréteget, amely gyorsan felszívja a nedvességet. Ennek köszönhető, hogy minden tinta, amely a nyomtatási folyamat során a lemez felületére esik, gyorsan megszárad.
az információ lemezre átvitelének folyamata
Most egy csepp tudományos elmélet. Minden optikai adathordozónak van egy spirál alakú sávja, amely a lemez közepétől a széléig fut. A lézersugár ezen az úton rögzíti az információkat. A lézersugárral történő „égés” során keletkező foltokat „gödröknek” nevezzük. A felszín érintetlen területeit "földeknek" nevezik. A bináris nyelvben a 0 a gödör, az 1 a föld. Amikor elkezdődik a lemez lejátszása, a lézer minden információt beolvas róla.
A „gödrök” és a „földek” fényvisszaverő képessége eltérő, ezért a meghajtó könnyen megkülönbözteti a lemez összes sötét és világos területét. És ez ugyanaz az egyesek és nullák sorozata, amely minden fizikai fájlban benne van. Fokozatosan lehetővé vált a fókuszálás pontosságának növelése a lézersugár hullámhosszát csökkentő technológiák fejlesztésének köszönhetően. Most ugyanarra a lemezterületre, mint korábban, sokkal nagyobb mennyiségű információt helyezhet el, mert a lézer és a munkaréteg közötti távolság közvetlenül függ a hullámhossztól. Rövidebb hullám - rövidebb távolság.
lemezek írásának módjai
- A lemez otthoni rögzítése lézersugár segítségével történik. „Égetésnek” vagy „vágásnak” is nevezik.
A lemezek ipari gyártása során történő rögzítést bélyegzésnek nevezik. Ily módon nagy mennyiségben készülnek zene-, film- és számítógépes játékok felvételeit tartalmazó lemezek. A bélyegzés során a lemezre kerülő összes információ sok apró bemélyedésből áll. Valami hasonló történt, amikor gramofon lemezeket készítettek.
a rögzítési folyamat megszervezése optikai adathordozón
1. szakasz. Médiatípus felismerés. Beraktuk a lemezt, és megvárjuk, amíg a felvevő tájékoztatást ad a megfelelő rögzítési sebességről és a legoptimálisabb lézersugár teljesítményről.
2. szakasz. A felvételt vezérlő program lekérdezi a felvevőt a használt adathordozó típusáról, a szabad hely mennyiségéről és a lemez írási sebességéről.
3. szakasz. Megjelöljük a program által kért összes szükséges adatot, és összeállítjuk a lemezre írást igénylő fájlok listáját.
4. szakasz. A program minden adatot továbbít a felvevőnek, és figyeli a teljes égési folyamatot.
5. szakasz A felvevő beállítja a lézersugár teljesítményét, és elindítja a rögzítési folyamatot.
Még az azonos formátumú adathordozók esetében is jelentősen eltérhet a felvétel minősége. Ahhoz, hogy a felvétel minősége jó legyen, ügyeljen a felvételen megadott sebességre. Van egy „aranyszabály” - kevesebb hiba alacsonyabb sebességnél, és fordítva. Maga a felvevő, vagyis a modellje is jelentős szerepet játszik.
aláírás optikai lemezeken
A félreértések elkerülése érdekében tanácsos azonnal aláírni egy olyan lemezt, amelyen valamilyen információ található. Ezt különböző módon lehet megtenni:
- szöveg nyomtatása üres felületekre, amelyek felülete lakkozott, és lehetővé teszi szövegek és képek nyomtatását egy speciális tálcával ellátott MFP segítségével.
- felvevő használatával, speciális technológiákkal támogatva, amelyek szöveget és egyszínű képet visznek fel egy speciális felületre. Az ilyen lemezek költsége 2-szer magasabb lehet, mint az egyszerű lemezek költsége;
- önállóan, kézzel készített aláírás (speciális markerrel);
- LabelTag technológia – a szöveg közvetlenül a lemez munkafelületére kerül. Előfordulhat, hogy a felirat nem mindig olvasható;
- külön nyomtatott matricák bármelyik nyomtatóra. Használatuk nem javasolt, mert... károsíthatják a lemez felületét, és lejátszás közben leválhatnak.
az optikai adathordozók tárolási időtartama
Az új lemezek címkéin egy pont látható, amely jelzi, hogy mennyi ideig lehet adatokat tárolni ezen az adathordozón. Néha ez a szám 30 évnek felel meg. A valóságban egy ilyen időszak szinte lehetetlen. Létezése során a lemez különféle ütéseknek és sérüléseknek lehet kitéve. Ha otthon rögzítették, az eltarthatósága még tovább csökken. Csak az ideális tárolási feltételek teszik lehetővé, hogy a lemezeken lévő összes adatot biztonságban és épségben tartsa.
Információhordozók – információk rögzítésére, tárolására és későbbi reprodukálására szolgáló anyagok.
Közepes tárhely - egy meghatározott információs rendszer szigorúan meghatározott része, amely az információk közbenső tárolására vagy továbbítására szolgál.
Közepes tárhely az a fizikai környezet, amelyben rögzítik.
Az adathordozó lehet papír, fotófilm, agysejtek, lyukkártyák, lyukszalagok, mágnesszalagok és lemezek vagy számítógépes memóriacellák. A modern technológia egyre több új típusú adathordozót kínál. Az információk kódolására használják az anyagok elektromos, mágneses és optikai tulajdonságait. Olyan médiákat fejlesztenek ki, amelyekben az információkat akár az egyes molekulák szintjén is rögzítik.
Az összes számítógépes adathordozó a következőkre oszlik:
1. Perforált – papíralapúak, az információk ütések formájában kerülnek be a megfelelő sorba és oszlopba. Az információ mennyisége 800 bit vagy 100 KB.
2. Mágneses adathordozó – rugalmas mágneslemezeket és kazettás mágnesszalagokat használnak.
3. (kompaktlemezek) egy fémezett műanyag kompakt lemez, 120 mm átmérőjű és 1,2 mm vastag. Az egyik oldalán fényvisszaverő alumínium réteg található, amelyet védőlakkkal vonnak be a sérülések elkerülése érdekében. Az információkat egy lézersugár rögzíti és olvassa le a középponttól spirálisan futó pályán.
Optikai adathordozók– (kompaktlemezek) 120 mm átmérőjű fémezett műanyag lemez. És 1,2 mm vastag. Az egyik oldalán fényvisszaverő alumínium réteg található, amelyet védőlakkkal vonnak be a sérülések elkerülése érdekében. Az információkat egy lézersugár rögzíti és olvassa le a középponttól spirálisan futó pályán.
Az optikai lemezek típusai:
1. CD ROM (Compact Disk Read Only Memory) – információrögzítési képesség nélküli kompakt lemez.
2. CD-R (Compact Disk Recordable) – olyan CD, amely képes egyszeri információ rögzítésére.
3. CD-RW (Rewritable Compact Disk) – olyan CD, amely képes többszörös információrögzítésre.
4. DVD (Digital Versatile Disk) – digitális többrétegű lemez nagy mennyiségű információ rögzítésére (akár 18 GB-ig).
ELŐNYÖK: Megbízhatóság. Nagy mennyiségű információ rögzítésének képessége. Kopásmentes.
Kompakt lemez (CD) egy 120 mm (4,75 hüvelyk) vagy 80 mm (3,1 hüvelyk) átmérőjű és 1,2 mm vastagságú korong. A löket mélysége 0,12 µm, szélessége 0,6 µm. Az ütések spirálisan helyezkednek el, a középponttól a perifériáig. A lökethossz 0,9-3,3 µm, a pályák közötti távolság 1,6 µm. A kompakt lemezek három-hat rétegből állnak. Egy szabványos 5 hüvelykes lemez 650–700 MB információt, 74–80 percnyi kiváló minőségű sztereó hangot tartalmazhat 44,1 kHz-es mintavételezési frekvenciával és 16 bites digitalizálási mélységgel, vagy hatalmas mennyiségű hangot MP3 formátumban. A három hüvelykes lemezek körülbelül 180 MB információt tárolnak. Néha léteznek „névjegykártyáknak” nevezett lemezek. Megjelenésében és méretében névjegykártyára hasonlítanak, de valójában három hüvelykes lemezek, mindkét oldalon vágva. Egy ilyen CD 10 és 80 MB közötti tárhelyet tud tárolni.
Az 1970-es évek végén a Sony és a Philips közösen megkezdte az optikai adathordozók egységes szabványának kidolgozását. A Philips hozta létre a lézerlejátszót, a Sony pedig az optikai adathordozóra való rögzítés technológiáját. A Sony Corporation javaslatára a lemez mérete 12 cm volt, mert... ez a kötet tette lehetővé Beethoven Kilencedik szimfóniájának teljes felvételét. 1982-ben a Vörös Könyv elnevezésű dokumentumban közzétették a lézerlemezeken történő információfeldolgozás, -rögzítés és -tárolás szabványát, valamint a lemez fizikai paramétereit, azaz: 1. A lemez fizikai mérete. 2. Lemezszerkezet és adatszervezés. 2. Adatok rögzítése egyetlen adatfolyamban a központtól a perifériáig. 3. Olvassa le az adatokat állandó lineáris sebességgel (Constant Linear Velocity, CLV).
A lemezen lévő összes adat keretekre van osztva. Minden keret 192 bitből áll a zene számára, 388 bitből a modulációs és hibajavító adatokhoz, valamint egy vezérlőbitből. 98 képkocka alkot egy szektort. A szektorokat egy sávba egyesítik. Egy lemezre legfeljebb 99 műsorszám rögzíthető.
Az információ rögzítése és olvasása során, amikor a lézersugár a középpontból a perifériába mozog, a lemez forgási sebessége ↓. Erre azért van szükség, hogy azonos mennyiségű információ olvasható és írható legyen ugyanannyi idő alatt. Ezért a CLV technológia használata nélkül például zeneművek lejátszásakor az előadás sebessége megváltozna.
A lézerlemezek bakelitlemezekhez képest viszonylag kis mérete miatt kompakt lemezeknek, röviden CD-nek (Compact Disk) nevezték őket. Az első CD-ket zene rögzítésére és lejátszására tervezték, és akár 74 percnyi kiváló minőségű sztereó hangot tudtak tárolni. Az ilyen lemezek szabványát CD-DA-nak (Compact Disk Digital Audio) hívták.
A számítástechnikai ipar fejlődésével felmerült az igény olyan technológiára, amely nem csak a digitális hang, hanem a különféle adatok CD-n történő tárolását is lehetővé teszi. A számítógépes programok nem fértek el a hajlékonylemezeken, és a felhasználói fájlok mennyisége egyre nagyobb lett.
1984-ben kiadták a Yellow Book nevű szabványt. A Sony és a Philips cégek átszervezték a CD-k szerkezetét, és új hibajavító kódokat kezdtek alkalmazni - EDC (Error Detection and Correction) és ECC (Error Correction Code). Az adatelhelyezés fő egysége a szektor volt. Egy szektor a következőket tartalmazza: 12 bájt a szinkronizáláshoz, 4 bájt a fejlécekhez, 2048 bájt a felhasználói adatokhoz és 288 bájt a hibajavításhoz. A CAV (Constant Angular Velocity) technológiát számítógépes adatok olvasására fejlesztették ki. A CAV technológia lehetővé teszi, hogy gyorsabban olvassa be az információkat a lemezről, mint a CLV technológia, mivel az adatáramlás növekszik, ahogy a lézersugár a középpontból a perifériára halad. A modern CD-meghajtók mindkét technológiát támogatják. A számítógépes lézerlemezeket CD-ROM-nak nevezték – Compact Disk ReadOnly Memory (szó szerint „csak olvasható memória CD-ken”). Az 1990-es évek végén a CD-meghajtó minden számítógép szabványos elemévé vált, és a programok túlnyomó többségét CD-n kezdték terjeszteni.
A fogyasztói piac gyorsan bővült, a gyártási mennyiségek növekedtek, és a legnagyobb gyártók elkezdték fejleszteni a technológiát, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy bármilyen információt önállóan rögzítsen CD-re. 1988-ban Tajio Yuden kiadta a világ első CD-R-jét (Compact Disk Recordable). A CD-felvevők tervezőinek legnagyobb kihívása az erősen fényvisszaverő anyagok megtalálása. Tajio Yuden sikeresen teljesítette a feladatot. Az ezekhez a meghajtókhoz használt arany-cianin ötvözet fényvisszaverő képessége több mint 70%. Ugyanez a cég kifejlesztett egy módszert egy aktív szerves réteg felvitelére a lemez felületére, valamint egy technológiát a lemez sávokra osztására.
A DVD, DVD-R, DVD-RW, CD, CD-R és CD-RW lemezeket különböző cégek gyártják: AMD, Amedia, Digitex, HP, Imation, MBI, Memorex, Philips, Smartbuy, Sony, TDK, Verbatim .
DVD szerkezet.
1995 decemberében a DVD-konzorciumban egyesült 10 vállalat hivatalosan bejelentette egyetlen egységes szabvány - a DVD - létrehozását. A DVD rövidítés először a Digital Video Disc rövidítése volt, de később a jelentése Digital Versatile Disc-re változott. A lemez teljes mértékben kompatibilis volt a Red Book és a Yellow Book szabványokkal. A DVD megjelenésében megegyezik a CD-vel, de lehetővé teszi 24-szer nagyobb, azaz akár 17 GB-os információ rögzítését. Ez a lemez fizikai jellemzőiben bekövetkezett változásoknak és az új technológiák alkalmazásának köszönhetően vált lehetővé. A pályák közötti távolság 0,74 μm-re, a gödrök geometriai méretei egyrétegű korong esetén 0,4 μm-re, kétrétegű korong esetén 0,44 μm-re csökkentek. Az adatterület nőtt, a szektorok fizikai méretei csökkentek. Egy hatékonyabb hibajavító kódot, az RSPC-t (Reed Solomon Product Code) alkalmaztak, és lehetővé vált a hatékonyabb bitmoduláció. A DVD technológia hatalmas számú formátumot és négyféle mintát kínál két méretben. Ennek a szabványnak a lemeze lehet egyoldalas vagy kétoldalas. Mindkét oldalon egy vagy két munkaréteg lehet.
Az egyrétegű DVD-k írása hasonló a CD-íráshoz, de a kétrétegű lemezek írása jelentősen eltér a korábban leírt folyamattól.
A DVD-2 és DVD-9 típusú kétrétegű lemezek két munkaréteggel rendelkeznek az információk rögzítésére. Ezeket a rétegeket speciális áttetsző anyaggal választják el. Funkciójának ellátásához egy ilyen anyagnak egymást kizáró tulajdonságokkal kell rendelkeznie: jól tükrözze a lézersugarat a külső réteg leolvasásakor, és ugyanakkor a lehető legátlátszóbbnak kell lennie a belső réteg olvasásakor. A Philips és a Sony vállalatok felkérésére a 3M olyan anyagot készített, amely megfelel a következő követelményeknek: 40%-os fényvisszaverő képességgel és a szükséges átlátszósággal. A DVD-k 0,6 mm vastagok. A CD-kkel való fizikai kompatibilitás érdekében a DVD-re egy 0,6 mm vastag polikarbonát hátlapot is ragasztottak.
A CD specifikációja nem tartalmaz másolásvédelmi mechanizmust – a lemezek szabadon másolhatók és lejátszhatók. 2002-től kezdődően azonban különböző nyugati lemezkiadó cégek elkezdtek másolásvédett CD-ket készíteni. Szinte minden módszer lényege abban rejlik, hogy a lemezre írt adatokba szándékosan hibákat viszünk be, így a lemez lejátszható háztartási CD-lejátszón vagy zeneközponton, számítógépen nem. Az eredmény egy macska-egér játék: az ilyen lemezek nem minden háztartási lejátszón olvashatók, de egyes számítógépeken olvashatók, kiadnak szoftvereket, amelyek lehetővé teszik akár védett lemezek másolását stb. A hanglemezipar azonban nem feladja a reményt, és továbbra is próbáljon ki újabb és újabb módszereket.
Vannak mágneses-optikai lemezek is : FLOPTICAL = FLOPPY (hajlékonylemez) + OPTIKAI.
A magneto-optikai lemez felületét speciális anyag borítja, melynek tulajdonságai a hőmérséklet és a mágneses terek hatására megváltoznak. Mindezek a lemezek különböznek egymástól az átmérőben és a munkafelületek számában. Az információ mennyisége legfeljebb 10 GB.
A CD-k, DVD-k és Blu-ray lemezek olyan optikai adathordozók, amelyek elektronikusan tárolhatnak filmeket, zenéket vagy egyéb digitális adatokat. Elsősorban digitális kóddal működnek. Ezek az adathordozók egyrészt digitális információs és kommunikációs technológiák, másrészt technikai eszközök a digitális tartalom bármilyen típusú digitalizálásához, számításaihoz, rögzítéséhez, archiválásához, feldolgozásához, továbbításához és bemutatásához.
A CD és a DVD rövidítések, de a Blu-ray lemez fogalma kissé eltérő jellegű.
A CD a Compact Disc rövidítése.
A DVD a Digital Video Disc rövidítése. Kicsit később megjelent a „digitális sokoldalú lemez” (angolul: Digital Versatile Disc) név, mivel a DVD-vel nem csak videót lehet rögzíteni.
A Blu-ray Disc nevét a kék lézerről kapta (a fehér lézerrel ellentétben), amely információkat olvas ki a lemezről, és információkat is ír.
A CD-ROM (CD-ROM) régóta a számítógépek közötti információátvitel fő médiuma. Most gyakorlatilag feladta ezt a szerepet az ígéretesebb szilárdtestalapú adathordozóknak, amelyek sokkal gyorsabban működnek és kevesebb helyet foglalnak.
Sztori
Az optikai rögzítés ötlete először 1965-ben jelent meg az amerikai Battelle Memorial Institute-ban, Ohio államban. Ez a technológia akkoriban még rendkívül primitív volt – fényképészeti módszerrel sötét pontokat és vonalakat vittek fel a lemezre. Az információ olvasásához a lemezt speciális lámpával világították meg. A technológia megalapítója James Russell amerikai fizikus volt. De ahogy az lenni szokott, egy fillért sem keresett találmányával. A tudós 1970-ben szabadalmaztatta technológiáját. Felvetette azt az ötletet is, hogy lézert használjon fényforrásként.
A Compact Disc-t 1979-ben fejlesztette ki a Sony. A Sony saját PCM jelkódolási módszerét alkalmazta - Pulse Code Modulation, amelyet korábban a digitális professzionális magnókban használtak. 1982-ben megkezdődött a CD-k tömeges gyártása a németországi Hannover melletti Langenhagen város üzemében. Az első kereskedelmi zenei CD megjelenését 1982. június 20-án jelentették be.
A Philips szerint 25 év alatt több mint 200 milliárd CD-t adtak el világszerte. Annak ellenére, hogy egyre többen választják a zenei fájlok online vásárlását, az IFPI szerint a CD-eladások még mindig a zeneeladások mintegy 70%-át teszik ki.
A Microsoft és az Apple Computer jelentősen hozzájárult a CD-k népszerűsítéséhez. John Sculley, az Apple Computer akkori vezérigazgatója 1987-ben azt mondta, hogy a CD-k forradalmasítják a személyi számítógépek világát. Az egyik első CD-t használó tömeges multimédiás számítógép/szórakoztató központ az Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), később a CD-ket a Panasonic 3DO és Amiga CD32 játékkonzolokban használták. Első szabvány
|
|
1979-ben a Philips és a Sony megállapodást kötött egy új média közös fejlesztéséről. Egy évvel később a vállalat új szabványt vezetett be CD-DA (Compact Disk Digital Audio) néven. 12 centiméter átmérőjű korong volt, játékideje alig több mint egy óra. A formátum meglepően sikeresnek és kényelmesnek bizonyult. Gyorsan elnyerte mind a gyártók, mind a vásárlók szívét.
A CD-formátum 15 éve feltétel nélkül uralja a piacot. Ez idő alatt megszűnt csak zenei lemez lenni, és univerzális tárolóeszközzé vált. A múlt század 90-es éveinek közepére azonban az információmennyiség, amelyet egy CD tartalmazhat, nagyon kevéssé vált. 
Az új formátumú lemezek nem különböztek a hagyományos CD-ktől. De az információ mennyisége 650 MB-ról 4,7 GB-ra nőtt. Az is fontos, hogy a DVD-lejátszók problémamentesen lejátszhassák a hagyományos CD-ket, ezért nem volt probléma a szabványokkal. A DVD megjelenésének köszönhetően lehetővé vált a kiváló minőségű hang és kép otthoni beszerzése. A formátum gyorsan népszerűvé vált. Ma a DVD Forum több mint 250 vállalatot foglal magában a világ minden tájáról. Azt pedig már nem tudom elhinni, hogy valamikor más elemzők tréfásan „Dead, Very Dead”-ként fejtették meg a DVD nevét, előre jelezve a szabvány közelgő halálát.
Néhány szabványosítási probléma csak az első írható DVD-k megjelenésekor merült fel. Két szabvány jelent meg a világon - a DVD+R és a DVD-R. Mindegyiknek megvoltak a maga előnyei és hátrányai, amelyek az átlagos felhasználó számára nem voltak egyértelműek. A felhasználók azonban nem találkoztak különösebb problémával. Csak meg kellett győződnie arról, hogy a megvásárolt lemezt a meglévő lejátszója támogatja-e (a DVD-R-ek gyakoribbak voltak). Igen, elég gyorsan megjelentek a mindkét szabványt támogató univerzális lejátszók és felvevők. Ma még nem minden felhasználó tud a különféle szabványok létezéséről.
A DVD megismételte a CD történetét. A rendkívül speciális lemezek (a DVD-t eredetileg csak videóval való munkára fejlesztették ki) univerzális adathordozóvá váltak. A játékosok költsége több száz dollárról több tucatra csökkent. Magának a médiának az árát fillérekre becsülik.
Az optikai lemezek osztályozása
Mindegyik médiacsoportban három fő lemeztípus található:
1. csak olvasható lemezek (CD-ROM, DVD-ROM);
2. egyszer írható lemezek (CD-R, DVD-R, DVD+R, DVD-R DL, DVD+R DL);
3. újraírható lemezek (CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM).
Optikai lemez
Optikai lemez
műanyag lemez formájú adathordozó hang (CD), képek (videolemez), alfanumerikus információk (CD-ROM, DVD) stb. rögzítésére és reprodukálására lézersugár segítségével. Az első optikai lemezek 1979-ben jelentek meg. A Philips hang rögzítésére és lejátszására készítette őket. Az optikai lemez egy merev, optikailag átlátszó alapból áll, amelyre egy vékony munkaréteget és egy további védőréteget visznek fel. Az optikai olvasási módszernek köszönhetően az optikai lemezek sokkal tartósabbak, mint a gramofonlemezek. A szabványos CD átmérője 120 mm (4,5 hüvelyk), vastagsága - 1,2 mm, a középső furat átmérője - 15 mm. A CD-k nagyon tartós átlátszó műanyagból – polikarbonátból vagy polivinil-kloridból – készülnek. A lemez egyik oldalára címke került, a másik oldalon pedig szivárványszínekben csillogó tükörfelület található. Ez egy rögzítési zóna, amelynek spirális pályája különböző hosszúságú gödrökből áll. A két szomszédos spirálsáv közötti távolság 1,6 mikron, azaz a felvételi sűrűség 100-szor nagyobb, mint egy hagyományos gramofon lemeznél. A gödrök szélessége 0,6-0,8 µm, hosszuk változó. A rögzített digitális jel „1” sorozatának hosszát tükrözi, és 0,9 és 3,3 µm között változhat. A gödrök formájában megjelenő információkat egyik oldalon átlátszó lemezanyag, másik oldalon műanyagréteg és címke védi a mechanikai sérülésektől. A mechanikus hangrögzítéshez képest számos előnnyel rendelkezik: nagyon nagy a felvételi sűrűség, valamint a médium és az olvasóeszköz közötti mechanikai érintkezés teljes hiánya a felvételi és lejátszási folyamat során. A zenei CD-ket gyárilag rögzítik. A gramofonlemezekhez hasonlóan ezeket is csak hallgatni lehet. Lézersugár segítségével a jeleket digitálisan rögzítjük egy forgó optikai lemezen. A felvétel eredményeként a lemezen egy spirális sáv képződik, amely miniatűr barázdákból és sima területekből áll. Lejátszási módban egy sávra fókuszált lézersugár mozog a forgó optikai lemez felületén, és beolvassa a rögzített információkat. Ebben az esetben a mélyedéseket egyesekként, a fényt egyenletesen visszaverő területeket pedig nullákként olvassuk le.
A CD-ről származó információk érintés nélküli beolvasása optikai fejjel vagy lézeres hangszedővel történik. Az optikai fej egy félvezető lézerből, egy optikai rendszerből és egy fotodetektorból áll, amely a fényt elektromos árammá alakítja. Az olvasó lézersugár egy spirális pályára összpontosul, amelynek mélységei a korongban helyezkednek el. A fej soha nem érintkezik a lemezzel – mindig szigorúan meghatározott távolságra van tőle, biztosítva, hogy a gödrök nyomvonala az optikai rendszer fókuszában legyen.
A multimédiás technológia lehetővé teszi, hogy szöveget és grafikát hanggal és mozgóképekkel kombináljon személyi számítógépen. Az ilyen multimédiás számítógépekben az optikai CD-ROM-okat (Compact Disk Read Only Memory) tárolóeszközként használják. Külsőleg nem különböznek a lejátszókban és zenei központokban használt audio CD-ktől.
Egy CD-ROM kapacitása eléri a 650 MB-ot, kapacitását tekintve a hajlékonylemezek és a mágneses merevlemez (merevlemez) között köztes helyet foglal el. A CD-k olvasására CD-meghajtót használnak. A CD-n lévő információ ipari környezetben csak egyszer íródik, személyi számítógépen pedig csak olvasható. A játékok, enciklopédiák, művészeti albumok, térképek, atlaszok, szótárak és segédkönyvek széles választéka jelenik meg CD-ROM-on. Mindegyikük kényelmes keresőmotorokkal van felszerelve, amelyek lehetővé teszik a szükséges anyagok gyors megtalálását. Két CD-ROM memóriakapacitása elegendő a Nagy Szovjet Enciklopédia méreténél nagyobb enciklopédia befogadására.
Az információs optikai CD-k egyedi (ún. CD-R) és többszörös (ún. CD-RW) információk rögzítésére szolgálnak egy speciális meghajtóval felszerelt személyi számítógépen. Ez lehetővé teszi, hogy a magnóhoz hasonlóan otthoni felvételeket készítsenek rajtuk. A CD-R lemezekre csak egyszer lehet felvenni, de CD-RW-re többször is, ugyanúgy, mint egy mágneslemezre vagy kazettára, törölheti az előző felvételt, és újat készíthet a helyére.
1 – CD; 2 – áttetsző bevonat, amely megvédi a CD-re nyomtatott információkat a sérülésektől; 3 – fényvisszaverő bevonat (maga az adathordozó); 4 – védőréteg; 5 – fókuszálás; 6 – lézersugár; 7 – optikai elosztó; 8 – fotodetektor; 9 - ; 10 – a lemezt forgató villanymotor
A meglévő CD-ket egy új adathordozó szabvány - DVD (Digital Versatile Disc vagy általános célú digitális lemez) váltja fel. Nem különböznek a CD-ktől. Geometriai méreteik megegyeznek. A DVD-lemezek közötti fő különbség a több tízszer nagyobb felvételi sűrűség. Ez a rövidebb lézerhullámhossznak és a fókuszált sugár kisebb foltméretének köszönhetően érhető el, ami lehetővé tette a sávok közötti távolság felére csökkentését. A DVD-szabványt úgy határozták meg, hogy az olvasóeszközök jövőbeli modelljeit úgy fejlesztik ki, hogy figyelembe vegyék a CD-lemezek korábbi generációinak lejátszási képességét, azaz a „visszafelé kompatibilitás” elvének megfelelően. 1995-ben a Philips kifejlesztette a CD-visszajátszási technológiát. A DVD szabvány lehetővé teszi a videolejátszási idő jelentős növelését és minőségének javítását a meglévő CD-ROM-okhoz képest. A DVD-meghajtók a CD-ROM-meghajtókról származó frissítések.
Enciklopédia "Technológia". - M.: Rosman. 2006 .
Nézze meg, mi az „optikai lemez” más szótárakban:
Műanyag vagy alumínium lemez formájú adathordozó, amely hang (CD), képek (videó), alfanumerikus információk stb. rögzítésére és/vagy lejátszására szolgál lézersugár segítségével. Rögzítési sűrűség St. 108…… Nagy enciklopédikus szótár
optikai lemez- Optikai technológiával olvasott digitális adatokat tartalmazó lemez. [GOST 25868 91] Berendezések témakörök. periféria feldolgozó rendszerek információ HU optikai lemez... Műszaki fordítói útmutató
OPTIKAI LEMEZ a számítástechnikában: kompakt tárolóeszköz, amely egy lemezből áll, amelyre információkat írnak és olvasnak lézer segítségével. A leggyakoribb típus a CD ROM. Az audio CD-k is képviselik a ... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár
Munka optikai lemezekkel Optikai lemez Optikai lemez kép, ISO kép Optikai meghajtó emulátor Szoftver optikai lemezes fájlrendszerekhez Rögzítési technológiák Felvételi módok Kötegelt rögzítés Típusok ... ... Wikipédia
Átlátszó anyagból (üveg, műanyag stb.) fémezett lemez formájú adathordozó. réteg, amelyen mikroszkóppal digitális optikai rögzítéssel mélyedéseket (gödröket) alakítanak ki, együttesen spirál vagy gyűrű alakú... ... Nagy enciklopédikus politechnikai szótár
Információk fókuszált lézersugárzással történő rögzítésére és/vagy reprodukálására szolgáló adathordozó. Merev (általában optikailag átlátszó) alapból áll, amelyre fényérzékeny vagy fényvisszaverő réteget visznek fel és... ... enciklopédikus szótár
optikai lemez- 147 optikai lemez: Optikai technológiával olvasható digitális adatokat tartalmazó lemez
