Оптические дисковые накопители с однократной записью

CD-R

Вначале оборудование, необходимое для изготовления контрольных компакт-дис­ков (как аудио-, так и компьютерных), было очень дорогим Но, как это обычно происходит в компьютерной ромышленности, ничего не остается дорогим долгое время. К середине 90-х годов записывающие устройства для компакт-дисков раз­мером не больше проигрывателя стали обычными и общедоступными, их можно было приобрести в любом магазине компьютерной техники. Эти устройства все еще отличались от магнитных дисков, поскольку информацию, записанную однаж­ды на компакт-диск, уже нельзя было стереть. Тем не менее они быстро нашли сферу применения в качестве дополнительных носителей информации, а основ­ными носителями продолжали служить жесткие диски. Кроме того, отдельные лица и начинающие компании могли выпускать свои собственные компакт-диски не­большими партиями или производить контрольные диски и отправлять их на круп­ные коммерческие предприятия, занимающиеся изготовлением копий. Такие дис­ки называются CD-R (CD-Recordable).

CD-R производится на основе поликарбонатных заготовок. Такие же заготов­ки используются при производстве компакт-дисков Однако диски CD-R отлича­ются от компакт-дисков тем, что CD-R содержат канавку шириной 0,6 мм, чтобы направлять лазер при записи Канавка имеет синусоидальное отклонение 0,3 мм на частоте ровно 22,05 кГц для обеспечения постоянной обратной связи, чтобы можно было точно определить скорость вращения и в случае необходимости отре­гулировать ее. CD-R выглядит как обычный диск, только он не серебристого, а зо­лотистого цвета, так как для изготовления отражающего слоя вместо алюминия

используется настоящее золото. В отличие от обычных компакт-дисков с физи­ческими углублениями, CD-R моделируются с помощью изменения отражатель­ной способности впадин и площадок Для этого между слоем поликарбоната и от­ражающим слоем золота помещается слой красителя, как показано на рис 2.21. Используется два вида красителей: цианин зеленого цвета и пталоцианин желто­вато-оранжевого цвета. Химики могут спорить до бесконечности, какой из них лучше. Эти красители сходны с теми красителями, которые используются в фото­графии, и именно поэтому Kodak и Fuji являются главными производителями дисков CD-R.

На начальной стадии слой красителя прозрачен, что дает возможность свету лазера проходить сквозь него и отражаться от слоя золота. При записи информа­ции мощность лазера увеличивается до 8-16 мВт. Когда луч достигает красителя, краситель нагревается, и в результате разрушается химическая связь. Такое изме­нение молекулярной структуры создает темное пятно. При чтении (когда мощ­ность лазера составляет 0,5 мВт) фотодетектор улавливает разницу между темны­ми пятнами, где краситель был поврежден, и прозрачными областями, где краситель не тронут. Это различие воспринимается как различие между впадинами и площад­ками даже при чтении на обычном устройстве для считывания компакт-дисков или на аудио-проигрывателе.

Ни один новый вид компакт-дисков не обходился без публикации параметров в книге определенного цвета. В случае с CD-R это была Оранжевая книга, вышед­шая в 1989 году. Этот документ определяет диск CD-R, а также новый формат, CD-ROM X A, который позволяет записывать информацию на CD-R постепенно: несколько секторов сегодня, несколько секторов завтра, несколько секторов через месяц. Группа последовательных секторов, записываемых за 1 раз, называется до­рожкой компакт-диска.

Одним из первых применений CD-R был фото-компакт-диск фирмы Kodak. При такой системе клиент приносит экспонированную пленку и старый фото-ком­пакт-диск в проявочную машину и получает свой старый компакт-диск, на который после старых снимков записаны новые. Новый пакет данных, полученный в ре­зультате сканирования негативов, записывается на компакт-диск в виде отдель­ной дорожки. Такой способ записи необходим, поскольку заготовки дисков CD-R слишком дорого стоят, поэтому записывать каждую новую пленку на новый диск невыгодно.

Однако с появлением такого типа записи возникла новая проблема. До появле­ния Оранжевой книги у всех компакт-дисков был единый VTOC (Volume Table of Contents — оглавление диска). При такой системе дозаписывать диск было невоз­можно. Решением данной проблемы стало предложение давать для каждой дорожки компакт-диска отдельный VTOC. В список файлов VTOC могут включаться все файлы из предыдущих дорожек или некоторые из них. После того как диск CD-R вставлен в считывающее устройство, операционная система начинает искать сре­ди дорожек самый последний VTOC, который выдает текущее состояние диска. Если в текущий VTOC включить только некоторые, а не все файлы из предыду­щих дорожек, может создаться впечатление, что файлы были удалены. Дорожки можно группировать в сессии. В этом случае мы говорим о многосессионных ком­пакт-дисках. Стандартные аудио-проигрыватели не могут работать с многосекци­онными компакт-дисками, поскольку они ожидают единый VTOC в начале диска.

Каждая дорожка должна записываться непрерывно без остановок. Поэтому жесткий диск, от которого поступают данные, должен работать достаточно быст­ро, чтобы вовремя их доставлять. Если файлы, которые нужно скопировать, рас­положены в разных частях жесткого диска, длительное время поиска может по­служить причиной остановки потока данных на CD-R и, следовательно, причиной недобора данных буфера. В результате недобора данных буфера у вас появится замечательная блестящая (правда, немного дорогая) подставка для стаканов и бу­тылок. Программное обеспечение CD-R обычно предлагает параметр сбора всех необходимых файлов в виде блока последовательных данных. То есть до передачи файлов на CD-R создается копия компакт-диска в 650 Мбайт. Однако этот про­цесс обычно удваивает время записи, требует наличия 650 Мбайт свободного дис­кового пространства и не защищает от того, что жесткие диски начинают совер­шать рекалибровку в случае перегрева.

С появлением CD-R у отдельных лиц и компаний появилась возможность без труда копировать компьютерные и музыкальные компакт-диски, что часто проис­ходит с нарушением авторских прав. Были придуманы разные средства, препят­ствующие производству пиратской продукции и затрудняющие чтение компакт-дисков с помощью программного обеспечения, разработанного не производителем данного диска. Один из таких способов — запись на компакт-диск информации о том, что длина всех файлов составляет несколько гигабайт. Это препятствует ко­пированию файлов на жесткий диск с использованием обычного программного обеспечения. Настоящие размеры файлов включаются в программное обеспече­ние производителя данного компакт-диска или прячутся где-нибудь на компакт-диске (часто в зашифрованном виде). При другом подходе в избранные секторы вставляются заведомо неправильные коды с исправлением ошибок. Программное обеспечение, прилагаемое к данному компакт-диску, зафиксирует эти ошиб­ки, а обычное программное обеспечение проверит эти коды с исправлением оши­бок и не будет работать, если они заведомо правильные. Кроме того, возможно ис­пользование нестандартных промежутков между дорожками и других физических «дефектов».