Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Оптические дисковые накопители (CD)
Компакт-диски В последние годы помимо магнитных дисков стали доступны оптические диски. Они обладают более высокой плотностью записи, чем обычные магнитные диски(Это утверждение ошибочно.)Оптические диски изначально использовались для записи телевизионных программ, но позже они стали использоваться как средства хранения информации в компьютерной технике. Из-за потенциально огромной емкости оптические диски стали предметом многих исследований, и их усовершенствование происходило довольно быстро. Первые оптические диски были изобретены голландской корпорацией Philips для хранения кинофильмов. Они имели 30 см в диаметре, выпускались под маркой LaserVision, но нигде, кроме Японии, не пользовались популярностью. В 1980 году корпорация Philips вместе с Sony разработала CD (Compact Disc -компакт-диск), который быстро вытеснил виниловые диски, использовавшиеся для музыкальных записей. Описание технических деталей компакт-диска было опубликовано в официальном Международном Стандарте (IS 10149), который часто называют Красной книгой (по цвету обложки). Международные Стандарты издаются Международной Организацией Стандартизации, которая представляет собой аналог таких национальных групп стандартизации, как ANSI, DIN и т. и. У каждой такой группы есть свой IS-номер (International Standard - Международный Стандарт). Международный Стандарт технических характеристик диска был опубликован для того, чтобы компакт-диски от разных музыкальных издателей и проигрыватели от разных производителей стали совместимыми. Все компакт-диски должны быть 120 мм в диаметре и 1,2 мм в толщину, а диаметр отверстия в середине должен составлять 15 мм. Аудио-компакт-диски были первым средством хранения цифровой информации, которое вышло на массовый рынок потребления. Предполагается, что они будут использоваться на протяжении ста лет. Пожалуйста, сравните в 2080 году работу самой последней разработки и первой партии компакт-дисков. Компакт-диск изготавливается с использованием очень мощного инфракрасного лазера, который выжигает отверстия диаметром 0,8 микрон в специальном стеклянном контрольном диске. По этому контрольному диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстия. В шаблон вводится жидкая смола (поликарбонат), и таким образом получается компакт-диск с тем же набором отверстий, что и в стеклянном диске. На смолу наносится очень тонкий слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным лаком. После этого наклеивается этикетка. Углубления в нижнем слое смолы в английском языке называются термином «впадина» (pit), а ровные пространства между впадинами называются термином «площадка»- (land). Во время воспроизведения лазерный диод небольшой мощности светит инфракрасным светом с длиной волны 0,78 микрон на сменяющиеся впадины и площадки Лазер находится на той стороне диска, где слой смолы, поэюму впадины для лазера оказываются выступами на ровной поверхности Так как впадины имеют высоту в четверть длины волны света лазера, длина волны света, отраженного от впадины, составляет половину длины волны света, отраженного от окружающей выступ ровной поверхности В результате, если свет отражается от выступа, фотодетектор проигрывателя получает меньше света, чем при отражении от площадки Именно таким образом проигрыватель отличает впадину от площадки Хотя, казалось бы, проще всего использовать впадину для записи 0, а площадку для записи 1, более надежно использовать переход впадина/площадка или площадка/впадина для 1 и его отсутствие для 0 Впадины и площадки записываются по спирали Запись начинается на некотором расстоянии от отверстия в центре диска и продвигается к краю, занимая 32 мм диска Спираль проходит 22 188 оборотов вокруг диска (примерно 600 на 1 мм) Если ее распрямить, ее длина составит 5,6 км Спираль изображена на рис 2 19
Чтобы музыка звучала нормально, впадины и площадки должны сменяться с постоянной линейной скоростью Следовательно, скорость вращения компакт-диска должна постепенно снижаться по мере продвижения считывающей головки от центра диска к внешнему краю Когда головка находится на внутренней стороне диска, скорость вращения составляет 530 оборотов в минуту, чтобы достичь желаемой скорости 120 см/с Когда головка находится на внешней стороне диска, скорость вращения падает до 200 оборотов в минуту, чтобы обеспечить такую же линейную скорость Диск с постоянной линейной скоростью отличается от магнитного диска, который работает с постоянной угловой скоростью, независимо от того, где находится головка в настоящий момент Кроме того, скорость вращения компакт-диска (530 оборотов в минуту) очень сильно отличается от скорости вращения магнитных дисков, которая составляет от 3600 до 7200 оборотов в минуту В 1984 году Philips и Sony начали использовать компакт-диски для хранения компьютерных данных. Они опубликовали Желтую книгу, в которой определили точный стандарт того, что они назвали CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory — компакт-диск — постоянное запоминающее устройство). Чтобы влиться в широко развернувшийся к тому времени рынок аудио-компакт-дисков, компьютерные компакт-диски должны были быть такого же размера, как аудио-диски, механически и оптически совместимыми с ними и производиться по той же технологии. Вследствие такого решения потребовались моторы, работающие с низкой скоростью и способные менять скорость. Стоимость производства одного компакт-диска составляла в среднем меньше 1 доллара. В Желтой книге определено форматирование компьютерных данных. В ней также описаны усовершенствованные приемы исправления ошибок, что является существенным шагом, поскольку компьютерщики, в отличие от любителей музыки, придают очень большое значение ошибкам в битах. Разметка компакт-диска состоит в кодировании каждого байта 14-битным символом. Как мы видели выше, 14 битов достаточно для того, чтобы закодировать кодом Хэмминга 8-битный байт, при этом останется два лишних бита. На самом деле используется более мощная сис- тема кодировки. Перевод из 16-битной в 8-битную систему для считывания ин-формации производится аппаратным обеспечением с помощью поисковых таблиц. На следующем уровне 42 последовательных символа формируют фрейм из 588 битов. Каждый фрейм содержит 192 бита данных (24 байта). Оставшиеся 396 битов используются для исправления ошибок и контроля. У аудио- и компьютерных компакт-дисков эта система одинакова. У компьютерных компакт-дисков каждые 98 фреймов группируются в сектор, как показано на рис. 2.20. Каждый сектор начинается с преамбулы из 16 байтов, первые 12 из которых- O0FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFO0 (в шестнадцатеричной системе), что дает возможность проигрывателю определять начало сектора. Следующие 3 байта содержат номер сектора, который необходим, поскольку поиск на компакт-диске, на котором данные записаны по спирали, гораздо сложнее, чем на магнитном диске, где данные записаны на концентрических дорожках. Чтобы найти определенный сектор, программное обеспечение подсчитывает, куда приблизительно нужно направляться; туда помещается считывающая головка, а затем начинается поиск преамбулы, чтобы установить, насколько верен был подсчет. Последний байт преамбулы определяет тип диска.
Желтая книга определяет 2 типа дисков. Тип 1 использует расположение данных, показанное на рис 2 20, где преамбула составляет 16 байтов, данные — 2048 байтов, а код с исправлением ошибок - 228 байтов (код Рида-Соломона) Тип 2 объединяет данные и коды с исправлением ошибок в поле данных на 2336 байтов. Такая схема применяется для приложений, которые не нуждаются в исправлении ошибок (или, точнее, которые не могут выделить время для этого), например аудио и видео Отметим, что для обеспечения высокой степени надежности используются три схемы исправления ошибок в пределах символа, в пределах фрейма и в пределах сектора Одиночные ошибки в битах исправляются на самом нижнем уровне, пакеты ошибок — на уровне фреймов, а все остаточные ошибки — на уровне секторов Для обеспечения такой надежности необходимо 98 фреймов по 588 битов (7203 байта), чтобы поддерживать 2048 байтов полезной нагрузки Таким образом, эффективность составляет всего 28% Односкоростные устройства для чтения компакт-дисков считывают 75 секторов/с, что обеспечивает скорость передачи данных 153 600 байт/с при диске первого типа и 175 200 баит/с при диске второго типа Двухскоростные устройства работают в два раза быстрее и т д, до самой высокой скорости Стандартный аудио-компакт-диск располагает емкостью для 74 минут музыки, что соответствует 681 984 000 байтов Это число равно 650 Мбайт, так как 1 Мбайт=220 байтов (1 048 576 байт), а не 1 000 000 байтов Отметим, что даже устройство для чтения компакт-дисков со скоростью, обозначаемой как 32х (4 915 200 байт/с), не сравнимо с быстрым магнитным диском SCSI-2 (10 Мбайт/с), несмотря на то, что многие устройства для чтения компакт-дисков используют интерфейс SCSI (кроме того, применяется интерфейс EIDE). Когда вы понимаете, что время поиска составляет несколько сотен миллисекунд, становится ясно, что устройства для чтения компакт-дисков по производительности сильно уступают магнитным дискам, хотя емкость компакт-дисков гораздо выше1. В 1986 году корпорация Philips опубликовала Зеленую книгу, добавив графику и возможность помещать аудио-, видео- и обычные данные в одном секторе, что было необходимо для мультимедийных компакт-дисков Последняя проблема, которую нужно было разрешить при разработке компакт-дисков, - совместимость файловой системы Чтобы можно было использовать один и тот же компакт-диск на разных компьютерах, необходимо было соглашение по поводу файловой системы компакт-дисков Чтобы выпустить такое соглашение, представители разных компьютерных компаний встретились на озере Тахо в Хай-Сьерраз (the High Sierras) на границе Калифорнии и Невады и разработали файловую систему, которую они назвали High Sierra Позднее эта система превратилась в Международный Стандарт (IS 9660) Существует три уровня этого стандарта На первом уровне допустимы имена файлов до 8 символов, за именем файла может следовать расширение до трех символов (соглашение для наименования файлов в MS-DOS) Имена файлов могут содержать только прописные буквы, цифры и символ подчеркивания Директории могут вкладываться одна в другую, причем допускается не более 8 иерархических ступеней. Имена директорий могут не содержать расширения. На первом уровне требуется, чтобы все файлы были смежными, что не представляет особых трудностей в случае с носителем, на который информация записывается только один раз. Любой компакт-диск, который соответствует Международному Стандарту IS 9660 первого уровня, может быть прочитан с использованием системы MS-DOS, компьютеров Apple, Unix и практически любого другого компьютера. Производители компакт-дисков считают это свойство большим плюсом. Второй уровень Международного Стандарта IS 9660 допускает имена файлов до 32 символов, а на третьем уровне допускается несмежное расположение файлов. Расширения Rock Ridge (названные так причудливо в честь города в фильме Джина Уайлдера «Горящие седла») допускают очень длинные имена файлов (для Unix), UID, GID и символические связи, но компакт-диски, не соответствующие первому уровню, не будут читаться на всех компьютерах Компакт-диски стали очень популярны для распространения компьютерных игр, художественных фильмов, энциклопедий, атласов и различного рода справочников. В настоящее время на компакт-дисках выпускается большая часть коммерческого программного обеспечения. Сочетание большой вместимости и низкой цены делает компакт-диски подходящими для бесчисленного множества приложений. Date: 2015-09-18; view: 736; Нарушение авторских прав |