Накопители информации на компакт дисках и CD

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.

Под размером блока данных (data block size) понимают минимальное количество байт, которые передаются на компьютер черезинтерфейсную 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 1 Мбайта.

Поддержка проигрывания аудиодисков означает, что с помощью при- вода CD-ROM вы сможете слушать обычные музыкальные компакт-диски. Этой возможностью обладают практически все современные модели приводов. Некоторые модели не требуют для этого специальных программ - воспризведение аудио-CD выполняется на "аппаратном" уровне. Для включения этого режима на передней панели привода имеется специальная кнопка.

Поддержка формата CD-ROM/XA.Подразумевается использование дисков формата ХА, поддерживающего хранение аудио- и видеоданных единым блоком, в который также включается информация о синхронизации звука. Данные на аудиодисках и CD-ROM хранятся на дорожках, вмещающих 24-байтовые "кадры", проигрываемые со скоростью 75 кадров в секунду. Хранящиеся данные могут включать звук, текст, статические и динамическое изображения. При содержании в обычном

формате каждый тип должен располагаться на отдельной дорожке, когда в формате ХА данные различного типа могут храниться на одной дорожке.

Тип загрузки диска. Существует два типа приводов CD-ROM. В первом случае диск устанавливается напрямую (например, в приводах Mitsumi). Во втором случае для установки диска используется специальная кассета, называемая кэдди (caddy). Недорогие односкоростные модели с прямой установкой диска обычно представляют собой версии аудио-CD-плэйеров. Для прослушивания аудиодисков на приводе CD-ROM, последний должен обеспечивать эту возможность.

Если есть возможность выбора, то лучше остановиться на моделях с автоматической очисткой линз и протиркой диска при его загрузке. Обычно эти опции существенно не влияют на цену.

Принцип действия CD приводов

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Если бы не был изобретен лазер, не было бы и CD-ROM. Своим интенсивным и узким сфокусированным лучом лазер позволяет точно обнаруживать и регистрировать прохождение миллионов крошечных отпечатков на поверхности быстро вращающегося диска. Процесс протекает без трения, так как работа основана на фазовых сдвигах отраженного света. Этот метод позволяет очень плотно упаковывать данные, так как хорошо сфокусированный лазерный луч способен со скоростью света реагировать на мельчайшие изменения на поверхности диска. Процесс создания CD-ROM возможен не только потому, что лазер способен считывать сигналы таким образом, но и прежде всего потому, что лазер можно использовать для точной записи отпечатков на диск, являющейся частью процедуры изготовления диска. Свет, полученный из обычных естественных или искусственных источников, состоит из фотонов, движущихся в хаотичных волновых пакетах, даже когда они получены из луча света одной и той же частоты. Световые лучи такого рода называются некогерентными, что означает распространение волн во всех направлениях. Напротив, луч света от лазера является когерентным. Когерентный луч представляет собой чистые упорядоченные распространяющиеся волны, что делает его полезным для многих научных приложений. Когерентный свет создается благодаря вынужденному излучению, что и отражено в слове лазер (laser - light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света в результате вынужденного излучения). Лазерный луч создается, когда источник энергии вводится в так называемую активную среду. Два зеркала, расположенные по обеим сторонам активной среды, используются для канализации части излучения, испытывающего многократные отражения между зеркалами. В данном устройстве использовался внутренний фотоэффект (увеличение электропроводимости полупроводников или диэлектриков под действием света), вызывающий изменение сопротивления фотодиода, при подаче на него, запирающего напряжения.

Обычно в качестве фотодиода используют полупроводниковые диоды с p-n переходом, который смещен в обратном направлении внешним источником питания.

При поглощении квантов света в p-n переходе или в прилегающих к нему областях образуются новые носители заряда. Не основные носители заряда, возникшие в областях, прилегающих к p-n переходу на расстоянии, не превышающей диффузионной длины, диффундируют в p-n переход и проходят через него под действием электрического поля. То есть обратный ток при освещении возрастает. Поглощение квантов непосредственно в p-n переходе приводит к аналогичным результатам. Величина, на которую возрастает обратный ток, называется фототоком. Фотодиод обладает малой инерциальностью, а значит, есть возможность увеличить скорость передачи сигнала. Активной средой может быть смесь газов (таких, как гелий и неон) или ионы в кристаллической решетке (такой, как в арсенид-галлиевых лазерах, обычно используемых в записывающих и считывающих накопителях CD). Материалы и источники энергии, используемые для получения такого света, определяют мощность и интенсивность результирующего луча.

Лазер накопителя CD-ROM направлен на вращающийся диск, а отраженный свет проходит через линзу и попадает на светодиод. Данные на поверхности диска записаны в виде впадин (углублений в диске "pit") и выступов (их уровень соответствует поверхности диска "land"). Логические схемы, подключенные к светодиоду, могут регистрировать разность между расстоянием, пройденным светом до поверхности диска, и расстоянием, пройденным светом до углубления. Указанная разность обнаруживается в виде фазового сдвига в световом луче. Этот метод используется для хранения данных на CD-ROM и считывания их с него.

Как и все в цифровом мире, совокупность впадин и выступов (соответствующая последовательности единичных и нулевых сигналов на выходе светодиода) может представлять значительно более сложные аналоги, такие, как звуковой волновой пакет или прохождение форм и цвета в видеосегменте.

Компакт диски: CD-ROM/R/RW

Компакт-диск имеет диаметр 4,72 дюйма (120 мм) и весит примерно 14 г. Отражающая поверхность - противоположная от наклейки (этикетки, маркировки) сторона диска создает призматический эффект, если ее поместить на свет. Медленно поворачивая диск под ярким светом, можно наблюдать разноцветные радужные картинки.

Что же представляет собой CD-диск и как производится чтение с него данных? Стандаpтный диск состоит из тpех слоев: подложки из пластмассы (поликаpбоната), на котоpой отштампован pельеф диска, напыленного на нее отpажающего покpытия из алюминия, золота, сеpебpа или дpугого сплава, и более тонкого защитного слоя поликаpбоната или лака, на котоpый наносятся надписи и pисунки. Компакт-диски в основном изготавливаются из пластмассы, известной как поликарбонат. Это чудо химии обычно поставляется на фабрики по тиражированию дисков в виде маленьких шариков, которые расплавляются до консистенции меда, а затем выдавливаются в формы. Последние уже имеют неровности поверхности - впадины и выступы, - соответствующие данным, которые были записаны с помощью лазера на стеклянный мастер-диск. Когда жидкий поликарбонат заполняет форму, он приобретает ту же самую картину углублений. Получаемый в результате пластмассовый диск, изготовленный в основном из материала, составляющего CD-ROM, называется пластмассовой подложкой. Как уже говорилось выше, углубления в пластмассовой подложке, называемые питами, располагаются в виде непрерывной спирали, выходящей из области вблизи оси диска и попадающей на внешнюю границу области записи данных. Участки между питами называются лендами. На эту поверхность напыляется алюминиевое покрытие, которое в точности сохраняет всю "географию" питов и лендов. Отражающий слой алюминия настолько тонкий, что измеряется ангстремами (один ангстрем равен одной миллиардной доли метра). Толщина алюминиевого слоя составляет несколько сотен ангстрем. Для предохранения алюминия от царапин и других повреждений, которые бы привели к потере данных, записанных на диске, поверх алюминия наносится прозрачный слой лака. Лазерный луч считывает данные через этот слой, без труда различая микроскопические отпечатки на поверхности диска. Последним шагом в процессе создания диска является нанесение образа с названием на другую сторону диска.

CD-R имеют некоторые важные отличия от стандартных CD, выпускаемых массовыми тиражами. Хотя CD-R и является чистым, на нем уже есть спиральная канавка, нанесенная на подложку из поликарбоната, задающая для лазерной головки записывающего накопителя путь, по которому она будет следовать при прожигании шаблона данных. Вместо алюминиевого слоя, имеющегося в стандартных CD, CD-R имеет слой серебра. При этом серебро не только