Объем сиди диска. История взлёта и падения, или Компакт-диск умер, да здравствует…. Форматы записываемых дисков DVD

Всем привет! Думаю что многих из вас интересует вопрос какой класс карты памяти лучше выбрать для фотоаппарата, видеокамеры, планшета, мобильного телефона или какого-нибудь другого цифрового устройства, которое использует для хранения информации карту формата SD. Наверняка вы знаете, что существует несколько поколений карт в формате SD с классификацией скорости и объемом памяти. Так вот каждый тип карты памяти имеет свою спецификацию, которая на прямую влияет на область применения и режим совместимости с тем или иным устройством.

Многие потребители выбирая накопитель для своего цифрового устройство совершенно напрасно игнорируют классы SD карт памяти принимая во внимание лишь тип и большой объем для хранения информации. В последнее время уже сами производители четко и ясно в спецификации к устройству указывают какой класс карты памяти нужен для совместной работы с девайсом. Однако некоторым потребителям до сих пор сложно разобраться в типах, классах, объемах и совместимости SD накопителей. Я постараюсь в этой статье максимально просто и подробно рассказать о цифровой карте памяти в формате SD.

Начну с того, что формат SD пришел на смену портативной флеш-карте памяти MMC (MultiMedia Card) с которой они физически имеют один и тот же размер (32×24×2,1 мм), но технически имеют разное исполнение. Рассматриваемый формат имеет собственный контроллер и специальную защищенную область от несанкционированного доступа, а также ручной переключатель для предотвращения неумышленного стирания или перезаписи существующей информации. Имейте ввиду, что защита от случайного стирания активируется не самой картой SD, а устройством в котором она находится, при условии, что в нем есть поддержка данной функции.

Объем и формат SD карты памяти.

Существует несколько типов карт памяти в формате SD (Secure Digital Memory Card), которые я ниже перечислил в порядке обратной совместимости. То бишь предыдущий формат карты памяти в приведенном списке обратно совместим со следующими и не взаимозаменяем в обратном порядке.

SD (Secure Digital Memory Card) — это самый первый формат безопасной цифровой карты памяти. Данный тип совместим со всеми цифровыми устройствами, которые поддерживают все следующие форматы (SD, SDHC, SDXC).

• Максимальный объем памяти: 4 ГБ;
• Изначально файловая система: FAT16.

SDHC (SD High Capacity) — это следующая SD карта памяти высокой емкости. Этот формат работает немного иначе, чем предыдущий представитель и не имеет обратной совместимости с устройствами, которые поддерживают формат SD.

• Максимальный объем памяти: 32 ГБ;
• Скорость обмена информацией: 12,5 МБ/с;
• Изначально файловая система: FAT32.

SDXC (SD Extended Capacity) — очередной потомок SD карты памяти расширенной емкости. Данный формат имеет другую файловую систему и поэтому не имеет обратной совместимости с цифровыми устройствами, которые работают только с SD. Многие устройства выпущенные после 2010 года должны быть совместимы с этим форматом. Чтобы окончательно убедиться в совместимости карты памяти с устройством найдите логотип SDXC на карте и девайсе. К тому же кардридер умеющий работать с форматом не выше SDHC не будет совместим с картами SDXC. Этот формат поддерживается не всеми операционными системами.

• Максимальный объем памяти: 2 TБ;
• Скорость обмена информацией: 25 МБ/с;
• Изначально файловая система: exFAT.

SDHC I, SDXC I, SDHC II, SDXC II — карта с одним из таких логотипов имеет повышенную скорость обмена данными за счет усовершенствования интерфейса шины UHS. На простом и понятном языке можно сказать, что UHS (Ultra High Speed) представляет из себя дополнение к оригинальному интерфейсу формата SD, который время от времени совершенствуется разработчиками. Следует сказать, что хост-устройство получит максимально возможную скорость UHS только в том случае если и карта памяти и принимающее устройство поддерживают UHS, иначе для них будет доступна более медленная скорость предусмотренная в формате SD.

• UHS I — имеет две архитектуры для максимально быстрого обмена данными в 50 МБ/с и 104 МБ/с. Здесь разработчики переопределили назначение некоторых контактов, чтобы воплотить в жизнь четырех битный обмен данными.
• UHS II — следующее усовершенствованное поколение также имеет две архитектуры для скоростного обмена данными в 156 МБ/с и 312 МБ/с. Также используется четырех битный режим обмена данными.

Здесь указана максимально возможная скорость обмена данными для интерфейса, а узнать поддерживаемую скорость передачи данных для той или иной карты памяти вы можете из спецификации на сайте производителя или из информационной наклейки на упаковке карты. Полная совместимость карт UHS с цифровыми устройствами не имеющими высокоскоростной протокол UHS.

Поскольку данный формат SD нацелен в основном на портативные устройства, то он состоит из трех типов. Каждый тип карты имеет свой размер.

Например, cтандартный формат SD имеет размер 32×24×2,1 мм, а miniSD имеет размер 21,5×20×1,4 мм. У маленького формата microSD самый компактный размер 11×15×1 мм, а с помощью специальных переходников этот тип карты памяти можно адаптировать под нужный форм-фактор слота.

Классы SD карт памяти.

Теперь давайте разберем с вами что означает класс карты памяти и какую смысловую нагрузку эта информация несет в себе для потребителя. Итак, под классами содержится информация о минимальной скорости записи на карту памяти. Другими словами, чем выше класс карты памяти, тем быстрее можно записывать и сохранять объемную информацию, воспроизводить большие аудио и видео файлы без перерывов и обрывков звука.

А чтобы потребителю было проще ориентироваться в скоростных возможностях карт памяти, международная ассоциация SD Card Association классифицировала их по скоростным признакам (множителю) вместе с цифровыми устройствами, которые могут работать с ними, под названием SD Speed Class. Скорость на картах памяти указывается через специальный множитель, называемый рейтингом.

Этот показатель постоянно растет, но на данный момент множитель SD карты от 6x до 633x. Чтобы было понятно, скажу, что 1x = 150 КБ/с. Получается что карты начального уровня имеют скорость 6x = 900 КБ/с, а SD карты высшего уровня сопоставимы скорости 633x = МБ/с. Согласно скоростной спецификации от SD Card Association все карты памяти делятся по минимальным скоростным признакам записи так:

• SD Class 2: скорость записи не менее 2 МБ/с — множитель 13 ;
• SD Class 4: скорость записи не менее 4 МБ/с — множитель 26;
• SD Class 6: скорость записи не менее 6 МБ/с — множитель 40;
• SD Class 10: скорость записи не менее 10 МБ/с — множитель 66;
• SD Class 16: скорость записи не менее 16 МБ/с — множитель 106.

Именно класс карты памяти является одним из важных параметров при выборе съемного SD накопителя. В предыдущей публикации я затрагивал тему о недобросовестных производителях и в данном случае карта памяти SD не стала исключением.

К сожалению находятся «честные» производители, которые на карте указывают множитель не соответствующий действительной скорости. То бишь карта на деле может иметь заявленную скорость изготовителем, но в режиме чтения , а не записи.

Чтобы определить множитель SD карты памяти, можно провести свой независимый тест с помощью картридера и специализированной программы (например, для Windows — H2testw; Linux — F3), а после полученные результаты сравнить с таблицей. Также можете посмотреть, как мы проводили , которую также можно использовать для тестирования SD и MMC карт.

Рейтинг/Множитель (X)	Скорость (МБ/с)	Класс SDHC
6x	0,9	n/a
13x	2,0	2
26x	4,0	4
32x	4,8	5
40x	6,0	6
66x	10,0	10
100x	15,0	15
133x	20,0	20
150x	22,5	22
200x	30,0	30
266x	40,0	40
300x	45,0	45
400x	60,0	60
600x	90,0	90

Рейтинг класса скорости играет немаловажную роль для режима HD-видео, потому что в этом случае цифровое устройство находится в состоянии постоянного сохранения потока данных на карту памяти. Именно разрешение и формат влияют на количество устойчивых потоков данных. Поэтому обязательно посмотрите в инструкции цифрового устройства требования по минимальному классу скорости для режима HD-видео.

Как выбрать SD карту.

Как правило скоростной класс карты памяти на шильдике простого формата SD обозначается цифрой внутри буквы C, а для стандарта UHS скоростной класс определяется цифрой внутри буквы U. Область применения классов и совместимость с устройствами.

Класс	Скорость записи	Предназначение
Class 2	не менее 2 МБ/с	Запись видео данных для телевидения стандартного разрешения формата SD
Class 4	не менее 4 МБ/с	Для записи видео формата HD(высокая четкость), а также формата Full HD (выысокое разрешение от 720p до 1080p/1080i). Цифровые фотокамеры начального уровня, игровые приставки и другие устройства с поддержкой карт формата SDHC.
Class 6	не менее 6 МБ/с
Class 10	не менее 10 МБ/с	Для записи видео в формате Full HD (1080p) и последовательной регистрации HD stills (high-speed data bus)
UHS Speed Class 1 (U1)	не менее 10 МБ/с	Запись видео в формате Full HD, трехмерного видео изображения, съемка фотографий в формате высокой четкости (HD) и запись вещаний в реальном времени
UHS Speed Class 3 (U3)	не менее 30 МБ/с	Запись видеофайлов для телевидения 4K — телевидение UHD (UHS bus). Фотоаппараты D-SLR и D-SLM и видеокамеры с поддержкой 4K или 2K.

И напоследок скажу еще несколько слов о режиме совместимости карт SD. Карты памяти SDHC не совместимы с теми цифровыми устройствами, которые изначально предназначены только для работы с картами SD, а вот те хост-устройства (фотоаппарат, видеокамера, телефон…) которые могут трудиться с SDHC-картами полностью совместимы с SD-картами.

Карты памяти формата SDXC следует использовать только с SDXC устройствами, так как с девайсами SD / SDHC работать не будут, а вот цифровые устройства SDXC могут использовать и поддерживать SD, SDHC и SDXC карты памяти. Хост-устройства SDHC поддерживают как SD так и SDHC карты памяти, а карты памяти в формате SDHC можно использовать с цифровыми устройствами SDHC и SDXC.

Надеюсь у меня получилось рассказать просто о сложном и вы теперь сможете выбрать карту SD для своего фотоаппарата, видеокамеры, телефона, планшета, ридера и так далее. Подписывайтесь на новые статьи, впереди еще будет много интересного. Если вы можете дополнить материал или выразить свое мнение, то непременно сделайте это в комментариях.

2019-09-18T23:37:08+00:00

Купил недавно карту Samsung 256GB за 15 баксов на али по акции... Пришла, без упаковки чисто адаптер и карта в коробочке. Скорость записи больших файлов 10 Мбит/с, софт показывает 22 Мбит/с запись, чтение и там и там 4-5 Мбит/с. h2testw залил 238GB файлов и прочел их, заняла вся процедура около 20 часов. И вот не понятно, вроде емкость реальная, но скорость явно не как U3? Как еще можно проверить подделка это или нет?

2019-07-04T12:46:10+00:00

Вы бы написали модель своего планшета, чтобы можно было выяснить... Возможно производитель ошибся, а не автор поста.

2018-04-22T16:47:00+00:00

У Sony обычно применяются карты MemoryStick

2017-06-01T22:14:44+00:00

здравствуйте! помогите пожалуйста подобрать карту памяти для планшета Prestigio MultiPad PMP5080CPRO

2017-05-16T13:08:47+00:00

Подойдёт ли карта память с меткой "для экшн-камеры" на смартфон? Для записи видео и фото

2017-05-10T10:19:35+00:00

Здравствуйте. Есть старый фотоаппарат Sony Cyber-Shot DSC-W570 (2011 год выпуска). Хотелось бы купить карту памяти на 64 Гб. В нашем магазине имеются несколько привлекательных предложений карт SD с классом U1. Но будет ли такой класс работать на старом фотоаппарате? Или поискать 10 класс (С10)?

2017-05-01T14:35:35+00:00

Всё относительно. Качественная вещь не может стоить дёшево. А продавцы действительно порой удивляют своими ценами.

2017-05-01T10:18:41+00:00

цена карты памяти зависит только от наглости продавца! а не от качества! Нужно чтобы можно было на компьютере проверить ее качество через программу h2testw - это будет весьма надежно! Так же должна быть гарантия на флешку или возврат денег как на сайте алиэкспресс. Кстати если не хотите переплачивать и купить дешевле чем покупают продавцы ваших магазинов воспользуйтесь функцией возврата стоимости от покупок с сайта алиэкспресс. Важно! Читайте отзывы перед покупкой товаров на али!

2017-04-21T17:49:35+00:00

Какую именно и почему? Думаете так будет логичней и удобней? P.S. Мне важно мнение посетителей.

2017-04-21T17:28:31+00:00

Разместите таблицу в начало статьи

2017-03-12T23:46:18+00:00

Подскажите пожалуйста в чем дело? Купил несколько разных микро-SD карт на пробу. Проба такая: ВыключаюВключаю мп3 плеер - только с картой КingMax cохраняется уровень громкости и примерное положение трека. Остальные карты сбрасываются на начало и на минимальную громкость - очень неудобно! Чем KingMax отличается от других? Емкость одинаковая 2ГБ, класс не указан ни на одной карте.

2017-01-31T14:06:24+00:00

Видел карту уже с множителем 1833х 275Мб/сек)) И если кто планирует записывать 4к видео, 64Гб маловато для SD карты, довольно быстро забивается))

2017-01-07T06:29:51+00:00

Карты ёмкостью 64 и выше идут с завода отформатированные в exFAT. Не все устройства понимают этот формат, поэтому изначально в планшете не работала. После переформатирования в fat32 и ext4 (на фига ext4? у тебя бесконечное число циклов перезаписи, чтобы держать на флешке журналируемую ФС? в данном случае - только ext2, только скорость в ущерб излишней надёжности) exFAT похерилась и устройство увидело знакомые ФС.

2016-10-27T18:18:28+00:00

Такой вопрос, почему производитель пишет, что поддерживает планшет карту microSDHC до 128 ГБ, хотя у вас написано, что данный тип карт имеет объём до 32 ГБ

2016-10-06T08:58:57+00:00

Рекордная карта памяти предназначена прежде всего для съёмки видео в формате высокой чёткости 4K и 8K, а также панорамных видеороликов, файлы которых занимают очень много места. Первая в мире карта памяти объёмом 1 терабайт выпустила SanDisk, но пока она остается прототипом. Думаю, что скоро её можно будет увидеть в онлайн-магазинах.

2016-07-24T16:51:26+00:00

А что за программа, на подскажете?

2016-06-26T18:01:02+00:00

Посмотрите технические характеристики. Если вы хотите, чтобы вам помогли, то укажите модель устройства.

2016-06-25T10:07:37+00:00

Я конечно всё понимаю,но можно как нибуть узнать какие рзмеры SD карт поддерживает мой смартфон?

2016-06-02T14:44:38+00:00

Привет! Купил lumia 640 xl. Какую карту посоветуешь купить?

2016-04-04T11:37:48+00:00

Совершенно верно... Класс карты влияет на скорость чтения и записи. А вот прежде чем выбирать SD карту, следует узнать какой максимальный объем поддерживает Ваше устройство.

2016-04-04T08:35:19+00:00

Я умудрился запихнуть вначале смартфон, затем в планшет несовместимую micro sd! Делается это очень просто: У меня карта на 64 гб 10 класс. Не работала при первоначальной установке. Я через программу (есть такая) разделил на два раздела Fat 32 и ext 4. Вставил и заработало! Затем я рутанул устройство. Поменял USB-накопитель с micro sd. Так что не работают карты не из-за класса, а из-за объёма!

2016-03-31T11:38:22+00:00

Добрый день! Телефон самсунг гелакси 5. Купил микро сд 64 гб. поставил!!! Скачиваю на телефон через юторент. На внутреннюю память телефона скачиваеться со скорость 10 мбс,а на микро сд больше1.5 не поднимается!! Что можно сделать,чтоб на микро сд тоже качались быстро файлы!!! Спасибо!

2016-03-31T02:34:27+00:00

какая карта лучше CDXC или memori stik от SONY ?

2016-03-16T10:06:17+00:00

Спасибо за статью! Очень позновательно, структурно и просто написано!

2016-03-04T12:20:48+00:00

Добрый день! Спасибо за статью. Полезная. В статье пишите как выбрать карту. У меня вопрос. Смоделируем ситуацию: есть смартфон записывает или воспроизводит с карты видео со скоростью 4 Мб/с, значит нет смысла покупать сиди-карту класса 6. Вопрос: как до покупки карты определить скорость передачи видео? Спасибо за внимание.

2016-02-07T22:19:36+00:00

К сожалению у меня нет возможности тестировать на совместимость и скорость работы все смартфоны с SD картами. Думаю, что проблем не будет.

2016-02-07T18:16:56+00:00

Здравствуйте!!!Подскажите пожалуйста флешку на 32 гб на аппарат Lenovo k3 w (Он же Lenovo A6000),возможно еще куда нить буду ставить. Пока присмотрел: MicroSD 32GB SanDisk Class 10 Extreme 90MB/s + SD адаптер Производитель SanDisk Модель SDSQXNE-032G-GN6MA Как думаете? Телефон норм с ней будет работать или чего попроще?

2011-05-03T00:55

2011-05-03T00:55

Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения автора.

Как устроен компакт-диск?

Конструкция диска CD-DA (Compact Disk - Digital Audio, компакт-диск - цифровой звук) и способ записи звука на нем описывается стандартом предложивших его фирм Sony и Philips, изданным в 1980 году под названием Red Book (Красная Книга).

Стандартный компакт-диск (CD) состоит из трех слоев: основы, отражающего и защитного. Основа выполнена из прозрачного поликарбоната, на котором методом прессования сформирован информационный рельеф. Поверх рельефа напыляется металлический отражающий слой (алюминий, золото, серебро, другие металлы и сплавы). Отражающий слой покрывается сверху защитным слоем поликарбоната или нейтрального лака - так, чтобы вся металлическая поверхность была защищена от контакта со внешней средой. Общая толщина диска - 1.2 мм.

Информационный рельеф диска представляет собой непрерывную спиральную дорожку, начинающуюся от центра и состоящую из последовательности углублений - питов (pits). Промежутки между питами носят название lands. Чередованием питов и промежутков различной длины на диске записывается закодированный цифровой сигнал: переход от промежутка к питу и наоборот обозначает единицу, а длина пита или промежутка - длину серии нулей. Расстояние между витками дорожки выбирается от 1.4 до 2 мкм, стандарт определяет расстояние в 1.6 мкм.

Каким образом на диске представляется звуковой сигнал?

Исходный стереофонический звуковой сигнал подвергается оцифровке в 16-разрядные отсчеты (линейное квантование) с частотой дискретизации 44.1 кГц. Полученный цифровой сигнал носит название PCM (Pulse Code Modulation - импульсно-кодовая модуляция, ИКМ), так как каждый импульс исходного сигнала представляется отдельным кодовым словом. Каждые шесть отсчетов левого и правого каналов оформляются в первичные кадры, или микрокадры, размером 24 байта (192 бита), поступающие со скоростью 7350 штук в секунду, которые подвергаются кодированию при помощи двухуровневого кода CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code - избыточный код Рида-Соломона с перекрестным перемежением) по схеме: перемежение с задержкой на 1 байт, кодирование уровнем C2, перекрестное перемежение с переменной задержкой, кодирование уровнем C1, перемежение с задержкой на 2 байта. Уровень C1 предназначен для обнаружения и коррекции одиночных ошибок, C2 - групповых. В результате получается блок длиной 256 бит, данные в котором снабжены разрядами обнаружения и коррекции ошибок, и к тому же "размазаны" до блоку, что приводит к записи смежных звуковых данных в физически несмежных областях диска и снижает влияние ошибок на отдельные отсчеты.

Код Рида-Соломона имеет избыточность 25% и позволяет обнаруживать до четырех ошибочных байтов и корректировать до четырех потерянных или двух ошибочных байтов. Максимальная длина полностью исправляемого пакета ошибок - около 4000 бит (~2.5 мм длины дорожки), однако не любой пакет такой длины может быть полностью исправлен.

После второго перемежения к каждому полученному блоку добавляются разряды субкодов - P, Q, R, S, T, U, V, W; каждый блок получает восемь субкодных битов. Затем каждые 98 блоков с субкодами оформляются в один сверхкадр длительностью 1/75 сек (объем чистых звуковых данных - 2352 байта), называемый также сектором, в котором субкоды первых двух блоков служат признаком синхронизации, а оставшиеся 96 разрядов каждого субкода образуют P-слово, Q-слово и т.д. На протяжении всей дорожки последовательность субкодных слов называют также субкодными каналами.

Слова или каналы субкодов используются для управления форматом записи, индикации фрагментов фонограммы и т.п. - например, канал P служит для пометки звуковых дорожек и пауз между ними (0 - пауза, 1 - звук), а канал Q - для пометки формата дорожек и секторов, записи оглавления TOC (Table Of Contents - таблица содержимого) и временнЫх меток, по которым отслеживается время воспроизведения. Канал Q может использоваться также для записи информации в ISRC (International Standard Recording Code - международный стандартный код записи), предназначенном для представления сведений о производителе, времени выпуска и т.п., а также - для разделения дорожки на отдельные фрагменты (всего на звуковом диске может быть до 99 звуковых дорожек, каждая из которых может включать до 99 фрагментов).

В конце концов оформленные таким образом кадры подвергаются канальному кодированию в терминах "пит - промежуток" с использованием избыточного кода 8/14 (Eight to Fourteen Modulation - EFM), в котором исходные байты кодируются 14-битными словами, повышающими разборчивость сигнала. Между словами вставляется по три связующих бита для соблюдения ограничений на количество смежных нулей и единиц, что облегчает демодуляцию и уменьшает постоянную составляющую сигнала. В результате из каждого первичного микрокадра получается 588 канальных битов, и полученный битовый поток записываются на диск со скоростью 4.3218 (588 x 7350) Мбит/с. Поскольку EFM-кодирование дает цифровой поток, в котором нулей больше, чем единиц, и была выбрана система представления единиц границами пита и промежутка, а количества нулей между единицами - длиной пита или промежутка соответственно.

В начале диска располагается так называемая вводная (lead-in) зона, содержащая информацию о формате диска, структуре звуковых программ, адресах фрагментов, названиях произведений и т.п. В конце записывается выводная (lead-out) зона (дорожка с номером AA), выполняющая роль границы записанной области диска; бит P-кода в этой зоне изменяется с частотой 2 Гц. Ряд бытовых проигрывателей не может опознать диск без этой зоны, однако многие могут обходиться без нее. Между вводной и выводной зонами записывается программная область (Program Memory Area - PMA), содержащая собственно звуковые данные. Программная область отделена от вводной зоны участком из 150 пустых блоков (2 секунды), играющим роль зазора (pre-gap).

Общая длительность записи на компакт-диске - 74 минуты, однако при уменьшении стандартного шага дорожки и расстояния между питами можно достичь увеличения времени записи - за счет снижения надежности считывания в стандартном дисковом приводе.

Как записываются и изготавливаются компакт-диски?

Основной способ изготовления дисков - прессование с матрицы. Оригинал формируется с исходной цифровой мастер-ленты, содержащей уже подготовленный и закодированный цифровой сигнал, специальным высокоточным станком на стеклянном диске, покрытом слоем фоторезиста - материала, изменяющего свою растворимость под воздействием лазерного луча. При обработке записанного оригинала растворителем на стекле возникает требуемый рельеф, который методом гальванопластики переносится на никелевый оригинал (негатив), который может служить матрицей при мелкосерийном производстве, либо основой для снятия позитивных копий, с которых, в свою очередь, снимаются негативы для массового тиражирования.

Штамповка выполняется методом литья под давлением: с негативной матрицы прессуется поликарбонатная подложка с рельефом, сверху напыляется отражающий слой, который покрывается лаком. Поверх защитного слоя обычно наносятся информационные надписи и изображения.

Диски с возможностью записи (CD-R, "болванки") изготавливаются таким же методом, но между основой и отражающим слоем располагается слой органического вещества, темнеющего при нагревании. В исходном состоянии слой прозрачен, при воздействии лазерного луча образуются непрозрачные участки, эквивалентные питам. Для облегчения слежения за дорожкой при записи на диске в процессе изготовления формируется предварительный рельеф (разметка), дорожка которого содержит метки кадров и сигналы синхронизации, записанные со сниженной амплитудой и впоследствии перекрываемые записываемым сигналом.

Записываемые диски за счет наличия органического фиксирующего слоя имеют более низкий коэффициент отражения, чем штампованные, отчего некоторые проигрыватели (Compact Disk Player - CDP), рассчитанные на стандартные алюминиевые диски и не имеющие запаса по надежности чтения, могут воспроизводить диски CD-R менее надежно, чем обычные.

Как воспроизводятся компакт-диски?

При воспроизведении звуковой компакт-диск вращается с постоянной линейной скоростью (Constant Linear Velocuty - CLV), при которой скорость дорожки относительно воспроизводящей головки приблизительно равна 1.25 м/с. Система стабилизации скорости вращения поддерживает ее на таком уровне, чтобы обеспечить скорость считанного цифрового потока равной 4.3218 Мбит/с, поэтому в зависимости от длины питов и промежутков действительная скорость может изменяться. Угловая скорость диска при этом изменяется от 500 об/мин при чтении самых внутренних участков дорожки до 200 об/м на самых внешних.

Для считывания информации с диска используется полупроводниковый лазер с длиной волны около 780 нм (инфракрасный диапазон). Луч лазера, проходя через фокусирующую линзу, падает на отражающий слой, отраженный луч попадает в фотоприемник, где происходит определение питов и промежутков, а также проверка качества фокусировки пятна на дорожке и его ориентации по центру дорожки. При нарушении фокусировки происходит перемещение линзы, работающей по принципу диффузора громкоговорителя (voice coil - звуковая катушка), при отклонении от центра дорожки - перемещение всей головки по радиусу диска. В сущности, системы управления линзой, головкой и шпиндельным двигателем в приводе являются системами автоматической регулировки (САР) и находятся в режиме постоянного слежения за выбранной дорожкой.

Полученный от фотоприемника сигнал в коде 8/14 демодулируется, в результате чего восстанавливается результат кодирования по CIRC с добавленными субкодами. Затем производится отделение субкодных каналов, деперемежение и декодирование CIRC на двухступенчатом корректоре (C1 - для одиночных ошибок и C2 - для групповых), в результате чего обнаруживается и исправляется большая часть ошибок, внесенных нарушениями при штамповке, дефектами и неоднородностью материалов диска, царапинами на его поверхности, нечетким определением пита/промежутка в фотоприемнике и т.п. В итоге поток "чистых" звуковых отсчетов направляется на ЦАП для преобразования в аналоговую форму.

В звуковых проигрывателях после корректора имеется также интерполятор различной сложности, приближенно восстанавливающий ошибочные отсчеты, которые не удалось исправить в декодере. Интерполяция может быть линейной - в простейшем случае, полиномиальной или с использованием сложных гладких кривых.

Для выполнения деперемежения любое CD-читающее устройство имеет буферную память (стандартный объем - 2 кб), которая заодно используется для стабилизации скорости цифрового потока. Для декодирования может использоваться несколько различных стратегий, в которых вероятность обнаружения групповых ошибок обратно пропорциональна надежности их коррекции; выбор стратегии отдается на усмотрение разработчика декодера. Например, для CD-проигрывателя с мощным интерполятором может выбираться стратегия с упором на максимальное обнаружение, а для CDP с простым интерполятором или привода CD-ROM - на максимальную коррекцию.

Каковы параметры звукового сигнала на CD?

Стандартные параметры оцифровки - частота дискретизации 44.1 кГц и разрядность отсчета 16 - определяют следующие теоретически вычисленные характеристики сигнала:

• Диапазон частот: 0..22050 Гц
• Динамический диапазон: 98 дБ
• Уровень шума: -98 дБ
• Коэффициент нелинейных искажений: 0.0015% (на максимальном уровне сигнала)

В реальных устройствах записи и воспроизведения CD верхние частоты нередко обрезаются на уровне 20 кГц для создания запаса по крутизне АЧХ фильтра. Уровень шума может быть как меньше 98 дБ в случае линейного ЦАП и шумного выходного усилителя, так и больше - в случае передискретизации на более высокой частоте с использованием ЦАП типа Delta-Sigma, Bitstream или MASH и малошумящих усилителей. Коэффициент нелинейных искажений сильно зависит от применяемого ЦАП выходных цепей и качества источника питания.

Динамический диапазон в 98 дБ определяется для CD, исходя из разницы между минимальным и максимальным уровнем звукового сигнала, однако на малом сигнале значительно возрастает уровень нелинейных искажений, отчего реальный динамический диапазон, внутри которого сохраняется приемлемый уровень искажений, обычно не превышает 50-60 дБ.

Что такое jitter?

Джиттер - быстрое по отношению к длительности периода дрожание фазы цифрового сигнала, когда нарушается строгая равномерность следования фронтов импульсов. Такое дрожание возникает из-за нестабильности тактовых генераторов, а также в местах выделения синхросигнала из комплексного сигнала методом PLL (Phase Locked Loop - петля с захватом фазы, или фазовая автоподстройка частоты - ФАПЧ). Такое выделение имеет место, например, в демодуляторе сигнала, считанного с диска, в результате чего образуется опорный синхросигнал, который путем коррекции скорости вращения диска "подгоняется" к эталонной частоте 4.3218 МГц. Частота синхросигнала, а следовательно - его фаза и фаза информационного сигнала - при этом непрерывно колеблются с различной частотой. Дополнительный вклад может вносить неравномерность расположения питов на диске, порожденная, например, некачественным прессованием или нестабильной записью.

Однако неравномерности сигнала с диска полностью компенсируются входным буфером декодера, так что любое дрожание и детонация, возникшие до помещения сигнала в буфер, на этом этапе уничтожаются. Выборка из буфера управляется стабильным генератором с фиксированной частотой, однако таким генераторам тоже присуща определенная, хотя и гораздо меньшая, нестабильность. В частности, она может быть вызвана помехами по цепям питания, которые, в свою очередь, могут возникать в моменты срабатывания САР и коррекции скорости диска или положения головки/линзы. На дисках низкого качества эти коррекции происходят чаще, давая ряду экспертов повод напрямую связывать стабильность выходного сигнала с качеством диска, хотя на самом деле причиной является недостаточно хорошая развязка систем CDP.

Что означают аббревиатуры AAD, DDD, ADD?

Буквы этой аббревиатуры отражают формы звукового сигнала, использованные при создании диска: первая - при исходной записи, вторая - при обработке и сведении, третья - конечный мастер-сигнал, с которого формируется диск. "A" обозначает аналоговую (analog) форму, "D" - цифровую (digital). Мастер-сигнал для CD всегда существует только в цифровой форме, поэтому третья буква аббревиатуры всегда "D".

И аналоговая, и цифровая формы сигнала имеют свои достоинства и недостатки. При записи и обработке сигнала в аналоговой форме наиболее полно сохраняются его "тонкие элементы", в частности - высшие гармоники, однако возрастает уровень шума и искажаются амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики (АЧХ/ФЧХ). При обработке в цифровой форме высшие гармоники принудительно обрезаются на половине частоты дискретизации, а часто и еще ниже, однако все дальнейшие операции выполняются с предельно возможной для выбранного разрешения точностью. Сигнал, прошедший аналоговую обработку, ряд экспертов оценивает, как более "теплый" и "живой", однако многие современные методы обработки сигнала приемлемо реализуются только в цифровом варианте.

Могут ли два одинаковых диска звучать по-разному?

Прежде всего, необходимо убедиться, что диски действительно содержат идентичный цифровой звуковой сигнал. Полное двоичное совпадение двух дисков на уровне конфигурации питов и промежутков практически невозможно за счет мелких дефектов материала и искажений при обработке матриц и прессовании, однако благодаря избыточному кодированию подавляющее большинство этих ошибок исправляется при декодировании, обеспечивая один и тот же цифровой поток "высокого уровня".

Сравнить цифровое содержимое дисков можно путем чтения их в приводе CD-ROM, поддерживающем режим Read Long или Raw Read - считывания "длинных секторов", которые на самом деле являются сверхкадрами CD-DA объемом 2352 байта каждый. Подробнее об этом можно прочитать в FAQ по CD-ROM или в руководстве к программам считывания звука (CD-DA Grabbers/Rippers). Сравнить диски можно также на студийной аппаратуре, умеющей читать диски в цифровом виде на DAT-магнитофон.

Причин для возникновения цифровых различий между похожими на слух дисками может быть несколько. Некоторые приводы CD-ROM и другие аппараты цифрового чтения CD-DA могут в целях недопущения прямого копирования вносить в сигнал малозаметные на слух искажения (например, применяя сглаживающие полиномы), а большинство приводов, поддерживающих команды чтения полных кадров, делают это неаккуратно и неточно. При изготовлении копий (перепечаток) звуковых дисков, особенно пиратским способом, они нередко копируются с передискретизацией на другую частоту (например, 48 кГц в DAT) с последующей передискретизацией на исходную, либо вовсе через аналоговый тракт с двойным преобразованием цифра/аналог. Ряд версий записывающих программ для CD-R также намеренно или случайно искажает исходные данные, так что копия не совпадает с оригиналом.

Надо отметить, что даже если цифровое содержимое двух дисков совпало при их сравнении в некоторой системе (CD-ROM, специальные устройства для сравнения оригинала/копии и т.п.), это вовсе не означает, что на том или ином CDP с них также будут декодироваться идентичные цифровые сигналы. Поэтому наиболее надежным способом выяснения причины различий в звуке будет использование CDP с цифровым выходом, с которого во время прослушивания обоих дисков ведется запись на какое-либо устройство хранения. Последующее цифровое сравнение полученных сигналограмм покажет, в каком месте проигрывателя в сигнал вносятся слышимые ухом изменения.

Разумеется, перед сравнением оригинала и копии таким способом необходимо убедиться в повторяемости результатов многократного считывания одних и тех же дисков. Различные цифровые сигналограммы в этом случае могут свидетельствовать о ненадежном считывании диска или плохой работе цифровых интерфейсов (приемник, передатчик, кабель, разъемы). Идентичность цифровых данных при повторных воспроизведениях нескольких дисков можно считать достаточным признаком надежности как самих дисков, так и систем считывания, декодирования и межмодульной передачи.

Слуховое сравнение звучания дисков должно быть корректным - наиболее признанным является двойной слепой тест (double-blind test). Суть метода состоит в том, что эксперт (слушатель) не должен видеть манипуляций с аппаратурой и производящего их человека, а сам этот человек, произвольным образом меняющий диски, не должен знать особенностей их содержимого. Таким образом максимально исключаются любые влияния, в том числе "тонкие" и неизученные, людей на аппаратуру и друг на друга, а мнение эксперта считается предельно непредвзятым.

Что такое HDCD?

High Definition Compatible Digital - "сверх-система" кодирования звука на CD, использующая стандартный формат CD-DA. Звуковой сигнал с более высокой разрядностью и частотой дискретизации подвергается цифровой обработке, в результате которой из него выделяется основная часть, кодируемая, как обычно, методом PCM, а дополнительная информация, уточняющая мелкие детали, кодируется в младших битах отсчетов (LSB) и маскируемых спектральных областях. При проигрывании диска HDCD на обычном CDP используется только основная часть сигнала, а при использовании специального CDP со встроенным декодером и процессором HDCD из цифрового кода извлекается вся информация о сигнале.

Как обращаться с компакт-дисками?

Избегая механического повреждения любой из поверхностей, попадания на диск органических растворителей и прямого яркого света, ударов и перегибов диска. Надписи на записываемых дисках допускается делать только карандашами или специальными фломастерами, исключая нажим и использование шариковых или перьевых ручек.

При извлечении диска из коробки следует остерегаться его перегиба. Один из удобных и безопасных методов требует участия двух рук - большой палец левой руки слегка нажимает на фиксатор, ослабляя его, в то время как другая рука снимает диск с фиксатора. Метод с использованием одной руки, когда указательный палец ослабляет фиксатор, а большой и средний снимают диск, требует более точного согласования усилий, без которого легко перегнуть диск или сломать лепестки фиксатора.

Загрязненный диск можно мыть теплой водой с мылом или неагрессивным поверхностно-активным веществом (шампунь, стиральный порошок), либо специально выпускаемыми жидкостями. Неглубокие царапины на прозрачном слое можно заполировать - полирующими пастами, не содержащими органических растворителей и масел, или обычной зубной пастой.

Что такое "зеленый фломастер" и зачем он нужен?

Многие пользователи и эксперты утверждают, что обработанный таким образом диск дает более чистое звучание в аппаратах высокого класса, приписывая это более точному считыванию цифровой информации с диска, который в своем исходном виде якобы не может быть достоверно считан в большинстве приводов. Однако тщательно выполненная система (привод и декодер) в состоянии правильно считывать не только необработанные диски, но и диски среднего качества, и даже слегка загрязненные и поцарапанные, поэтому возможные причины улучшения звучания следует искать не в диске. Наиболее вероятными объяснениями этого феномена представляются те же факторы, которые создают различное звучание совпадающих по цифровому содержимому экземпляров дисков.

Где найти более подробную информацию по компакт-дискам?

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ: Что нужно знать о записи CD-R и CD-RW дисков.

1. Что необходимо иметь для записи компакт дисков?

Вам необходим компьютер с установленным в нем устройством, которое называется CD-writer. Данное устройство подключается к компьютеру несколькими возможными путями. Большинство дисководов для записи дисков имеет интерфейс IDE и подсоединяются так же, как и обычные CD-ROM-ы или жесткие диски и имеют внутреннее исполнение. Однако существуют и другие исполнения, как внешние, так и внутренние - с интерфейсом SCSI, подключающиеся к параллельному порту или к шине USB.
Второй необходимой частью для записи дисков является программное обеспечение . Его выбор очень велик - от популярнейших коммерческих пакетов фирмы Adaptec (Easy CD Creator, Easy CD Deluxe, Easy CD Pro) до условно-бесплатных программ типа Nero или CDRWin.
И, наконец, Вам необходим пустой диск CD-R или CD-RW

2. Что можно записывать на диски CD-R или CD-RW?

Традиционно на диски можно записывать, как звук, так и данные. Данные сохраняются на компакт-дисках в том привычном виде, в каком они хранятся на жестком диске. Также нельзя не отметить, что имеется возможность создавать смешанные диски, совмещая звук с данными.

3. В чем отличие дисков CD-R и CD-RW?

CD-R означает CD-recordable, то есть "записываемый". Это значит, что записанная на такой диск информация не может быть оттуда удалена. Основным отличием дисков CD-RW (CD-rewritable) является то, что информация с них может быть удалена и записана вновь. Как следствие, более гибкие в применении диски CD-RW стоят несколько дороже обычных дисков с однократной записью.

4. Сколько информации можно записать на CD-R диск?

5. Почему стандартная длительность составляет 74 минуты?

По общему мнению, такая длительность была выбрана, потому что разработчики CD хотели иметь формат, в котором помещалась бы девятая симфония Бетховена, Они определяли, какой использовать диаметр, и длительность некоторых исполнений решила этот вопрос.

Записанные диски можно использовать на следующих устройствах:

Бытовой проигрыватель компакт-дисков Учитывая то, что бытовые проигрыватели компакт-дисков появились раньше, нежели устройства для записи дисков CD-R, то не имеется гарантии того, что все записанные музыкальные CD будут воспроизводиться в аудио-плэйерах. Однако для достижения лучшего результата рекомендуется использовать диски CD-R, так как по спецификации они куда ближе к традиционным музыкальным дискам, нежели чем CD-RW. Дисковод DVD-ROM или DVD-плэйер Подавляющее большинство DVD плэйеров и все дисководы DVD-ROM (за исключением первых образцов данных устройств) в состоянии считывать информацию с дисков CD-R и CD-RW. Дисководы CD-ROM

Все современные дисководы CD-ROM превосходно читают, как диски с однократной записью, так и диски CD-RW. Нюансы существуют лишь со старыми дисководами, которые в ряде случаев не читают диски CD-R, или читают эти диски, но не читают диски CD-RW. Если Ваш старый дисковод помечен, как обладающий функцией Multiread, то это означает, что с его помощью вы сможете справиться с этой задачей. Хорошим признаком того, что дисковод в состоянии работать с записываемыми дисками является скорость считывания данных этим дисководом. Если скорость составляет 24-х и выше, то как правило такой дисковод вполне годится для работы с CD-R и CD-RW дисками.

7. Почему отражающая сторона дисков имеет разные цвета?

Разные компании, производящие компакт-диски имеют патенты на различные химические схемы, использующиеся ими при производстве дисков. Некоторые компании сами производят диски, некоторые просто лицензируют им свои технологии. Как результат, отражающая сторона компакт-дисков получается разного цвета. Существуют CD-R следующих комбинаций состава: золотой/золотой, зеленый/золотой, серебряный/синий, и серебряный/серебряный, и их многочисленные оттенки. Видимый цвет определяется цветом отражающего слоя (золотой или серебристый) и цветом красителя (синий, темно-синий или бесцветный). Например, диски зеленый/золотой состоят из золотого отражающего слоя и синего красителя, поэтому со стороны этикетки диск золотого цвета, а со стороны записи - зеленого. Многие пришли к заключению, что "серебряные" диски изготовлены из серебра, и, на основании этого допущения, пытались размышлять о коэффициенте отражения и долговечности носителей. До тех пор, пока представитель производителя не выступит с заявлением о реальном составе диска, неразумно предполагать что-то конкретное. У некоторых CD есть дополнительное покрытие (например, у "Infoguard" от Kodak), которое делает CD более устойчивым к царапинам, но не влияет на способ хранения информации. О верхней (этикеточной) стороне диска стоит беспокоиться больше всего, поскольку именно тут "живут" данные, а ее легче всего повредить на CD-R. Обезопасить диск от царапин позволяет наклеивание на всю его площадь круглой наклейки для CD. Диски CD-RW имеют совершенно другую структуру. Сторона данных (в отличие от стороны этикетки) серебристо темно-серого цвета, который трудно описать. Также можно привести краткий список того, какие компании производят те или иные диски:

Фирма Taiyo Yuden изготовила первые "зеленые" CD. Сейчас они также изготавливаются TDK, Ricoh, Kodak, и, вероятно, некоторыми другими фирмами.

Фирма Mitsui Toatsu Chemicals (MTC) изготовила первые "золотые" CD. Сейчас они также изготавливаются Kodak и, возможно, другими.

Фирма Verbatim изготовила первые "серебряные/синие" CD.

Многие марки CD-R (например, Yamaha и Sony) являются OEM-версиями одного из основных производителей. По большому счету, трудно определить, кто что производит, поскольку построены новые предприятия, а продавцы могут менять поставщиков.

8. Что означают цифры скоростей (например, 6x4x32) в параметрах устройств для записи компакт-дисков?

Обычные аудио-проигрыватели проигрывают музыкальные компакт-диски за 74 минуты. Данная скорость принята за базу при измерении скоростей проигрывания и записи компакт-дисков и названа однократной скоростью (1-х). Однократная скорость соответствует передачи 150 Килобайт в секунду. Дисковод CD-ROM имеющий двух кратную скорость (2-х) передает данные со скоростью 300 Килобайт в секунду.

Три числа в параметрах CD-writer-ов означает скорости, с которой данное устройство может писать диски CD-R, диски CD-RW и соответственно читать эти диски.
Например, 6х4х32 означает то, что данное устройство записывает диски CD-R со скоростью 6-х (900 КБ/сек), записывает диски CD-RW со скоростью 4-х (600КБ/сек) и читает любые типы компакт-дисков со скоростью 32-х (4800 КБ/сек)

9. Какие существуют форматы при записи дисков CD-R?

Это наиболее сложный для ответа вопрос, учитывая, что за последние несколько лет появилось немало самых разнообразных форматов компакт-дисков, и это притом, что по-прежнему существуют исторически сложившиеся форматы, которые существуют давно и находят применение в специализированных приложениях. Ниже приводится обзор основных форматов:

Музыкальные диски (Audi o CD) или CD-DA или "Красная книга"

Для записи обычных музыкальных компакт-дисков Вам нужно, чтобы записанный диск соответствовал стандарту CD-DA. При записи используются, в качестве источника файлы стандартного типа WAV (или AIFF - Apple Audio Interchange File Format)

ISO9660 Data CD

Данный стандарт определяет вид, в котором обычные данные записываются на CD-R диски. Этот стандарт имеет много ограничений, а именно - максимальное число вложенных директорий не может превышать 8, имена файлов не могут иметь длину большую, нежели чем 8 символов и 3 символа отводится на расширение имени файла. Однако, данный стандарт совместим с большим количеством компьютеров и операционных систем.

Формат, предложенный фирмой Microsoft одновременно с появлением операционной системы Windows"95. Длина имени файла ограничена в этом стандарте 64 символами, и данный формат поддерживается теперь, как в среде Windows, так и в MacOS и Linux. Joliet основывается на стандарте ISO9660 и диски, записанные в этом формате могут быть прочитаны практически на любом компьютере. Однако имена файлов будут обрезаться до схемы 8+3.

Данный формат строго относится к компьютерам Macintosh. HFS CD могут быть прочитаны только на компьютерах этого типа.

UDF или Pocket Writing

UDF (Universal Disk Format) радикальное расширение стандарта ISO9660, в чем-то напоминающее Joliet. Программа Adaptec DirectCD (поставляющаяся в составе пакета Easy CD Creator Deluxe, или продающаяся отдельно для платформы Mac) и, например, программа CeQuadrat PacketCD позволяют записывать диски в этом формате. UDF отличается от других форматов тем, что вы можете работать с компакт-диском, как с большой дискетой, копируя файлы на него с помощью стандартных средств Windows или MacOS. Однако этот формат плохо подходит для передачи дисков другим людям, ибо чтобы прочитать диски этого формата им понадобится установить специальное программное обеспечения для чтения таких дисков.

ISO 9660 Rock Ridge

Расширение стандарта ISO9660, используемое исключительно в операционных средах Linux и UNIX.

ISO Level 2

Несколько модернизированный формат ISO9660, упрощенный в плане ограничений. Например, длина имени файла в нем ограничена 31 символом. Однако низкий уровень совместимости данного стандарта не позволяет применять его так широко, как, например, применяется формат Joliet.

VideoCD или VCD или "Белая Книга"

Формат VideoCD был разработан в середине 90-х годов и был ориентирован на использование в таком устройстве, как проигрыватель Philips CD-I. Диски VideoCD содержит видеоизображение и звук, сжатый по стандарту MPEG1. Несмотря на то, что Philips CD-I плэйер давно не производится, данные диски могут быть использованы на подавляющем большинстве DVD плэйеров, если они поддерживают чтение дисков CD-R или CD-RW.

8. Какой формат мне необходимо использовать, если я хочу ….

…. обмениваться данными с друзьями, которые используют сходную с моей операционную систему?

Тут все просто. Пользователи операционной системы Windows должны использовать формат Joliet, пользователи Mac - формат HFS.

…. обмениваться данными с людьми, которые используют различные операционные среды и платформы?

Для максимальной совместимости рекомендуется использовать формат ISO9660. Однако, если вам необходимо сохранить длинные имена файлов на диске, то вы должны попробовать использовать формат Juliet. Современные Mac-и и большинство операционных систем сейчас имеют возможность считывать диски, записанные в таком формате.

…. слушать музыку на обычном аудио проигрывателе?

Тогда вы должны записать диск в формате CD-DA, что обеспечит наибольший уровень совместимости с аудио-проигрывателем.

10. Как записывать диски со смешанным содержимым?

Существует две возможности записывать такие диски:

Mode I - при использовании данного формата данные записываются в начале диска (в любом известном формате), затем следуют записанные звуковые трэки. Если вам надо совмещать звук и данные, то использование этого режима обеспечит необходимый уровень совместимости с различными устройствами и операционными средами.
СD-XA (Mode II) - данный режим отличается от предыдущего тем, что данные и звук могут быть записаны в произвольном порядке. Однако эта гибкость отрицательно сказывается на совместимости, записанных дисков.

11. Что такое мультисессионный CD?

Данная технология позволяет вам добавлять данные или звук на диск, на котором уже что-то записано до тех пор пока не будет произведена процедура "закрытия" диска. Это было очень актуально в начале 90-х годов, когда стоимость пустого диска CD-R доходила до $12, дисков CD-RW не существовало, а жесткие диски имели маленький объем.

Диски, записанные по такой технологии, имеют некоторые проблемы с совместимостью, и оттого не рекомендуется использовать ее без веских причин. Формат UDF делает эту технологию ненужной; c помощью Direct CD и подобного программного обеспечения вы можете записывать данные, не беспокоясь о совместимости. Если же вам нужно передать диск другим людям, то просто запищите его за раз в формате Joliet

12. Что такое "закрытие" диска?

"Закрытие" диска означает, что после выполнения этой процедуры что-либо на данный диск CD-R будет невозможно. Если вы никогда не пользуетесь возможностью "multisession", то вам не имеет смысл задумываться об этом, ибо диск будет закрываться автоматически после окончания записи информации на диск. Многие старые дисководы CD-ROM и аудио-плэйеры имеют проблемы с чтением незакрытых дисков, так что для большей совместимости имеет смысл "закрывать" диск.

Если вы хотите записать что-либо на "закрытый" диск CD-RW просто выполните функцию "очистить" и вы сможете записывать данные на этот диск снова. Если же вы используете формат UDF, то в нем нет понятия "закрытия" диска в традиционном смысле этого слова - просто копируйте и удаляйте файлы с такого диска, как с простой дискеты.

В середине 90-х годов в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма (120 мм), а на этом месте стали устанавливать дисководы CD-ROMтакого же размера. АббревиатураCD - ROM (Compact Disc Read - Only Memory ) переводится на русский язык как: Посто­янное запоминающее устройство на основе компакт-диска.

Стандартный компакт-диск может хранить от 650 до 800 Мбайт данных. Используются также диски диаметром 80 миллиметров, то есть трехдюймовые, объемом около 180-210 Мб. Их преимущество – меньшие размеры (но не стоимость). Иногда встречаются диски, называемые business card CD - компакт-диск, похожий на визитную карточку, как по внешнему виду, так и по размеру. Фактически это обрезанные с двух сторон трехдюймовые диски. На такой диск записывается от 10 до 70 Мб, в зависимости от степени обрезания краев диска.

Компакт-диск – это самый экономичный вид памяти. Объем памяти компакт-диска в сотни раз превышает память гибкой дискеты, а стоимость больше чем у дискеты всего лишь в несколько раз. Популярность этого вида памяти выросла с появлением дисков однократной (CD - R ) и многократной (CD - RW ) записи. Однако полностью вытеснить другие внешние носители оптическая память не смогла из-за сложностей, возникающих в процессе записи, а именно:

на компакт-диске нельзя отредактировать или удалить отдельный файл, можно только очистить весь диск;

добавлять информацию можно только на так называемые мультисессионные диски;

компакт-диски специальных форматов (например, Audio) способны к чтению/записи только файлов определенного типа – выбрав неудачный формат при первом форматировании, и записав не те данные, вы уже не сможете ничего ни прочитать, ни записать – фактически испортите диск.

Строение компакт-дисков.

В компакт-диске двоичный код считывается с помощью лазерного луча, отражающегося от поверх­ности диска. Код записывается на спиральной дорожке, идущей от центра диска к его периферии.

Информация на компакт-диск может быть записана тремя путями (см. рисунок 6).

Методом штамповки микроскопических углублений на верхнюю часть нижнего защитного слоя. Углубления, называемые также питами образуют информационный узор. Это CD -диски , в них фабричная запись никаким изменениям не поддается, но качество записи – самое высокое.

Диски однократной записи или CD - R . Здесь между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой из специального органического вещества, который необратимо темнеет при нагревании лазерным лучом.

Диски многократной записи или CD - RW . Здесь в регистрирующем слое находятся неорганические кристаллы, они в одном режиме освещения лазером темнеют, а в другом темные места опять превращаются в светлые. Таким образом, можно создать запись, а потом стереть ее и многократно повторить этот процесс. Но качество записи на CD-RW ниже, чем на CD-R.

Рис. 6. Участки поперечного разреза компакт-дисков: а – верхний слой из пластмассы или лакового покрытия; б – светоотражающий слой из алюминия или золота; в – информационный узор компакт-диска; г – регистрирующий слой записывающих дисков; д – нижний пластмассовый слой

Во всех вариантах при считывании лазерный луч в углублениях или в непрозрачных местах изменяет свою интенсивность, что фиксируется фотоэлементом и преобразуется в цифровой код.

Наиболее уязвима не нижняя, а верхняя часть компакт-диска. Слой лака и металлической фольги может повредиться, если на нем с нажимом написать что-то ручкой или карандашом. Диск становится неработоспособным. Следует писать только фломастером или маркером. А нижний слой нужно очищать от грязи и не царапать.

Многие дисководы имеют на передней панели небольшое отверстие для аварийного извлечения диска. Разогнув канцелярскую скрепку и вставив ее конец в отверстие, вы приоткроете дисковод, после чего сможете вручную достать диск.

Запись информации на CD-R и CD-RW.

Для записи дисков требуется специальный записывающий (Re-Writable) дисковод, способный как читать, так и записывать диски.

Память компакт-диска может быть разбита на несколько самостоятельных участков (сессий),тогда диск называетсямультисессионным . В связи с таким разбиением, возможно несколько вариантов:

на мультисессионные CD-R и CD-RW можно добавлять новые записи;

новые файлы на CD-RW с одной сессией можно записать только после полной очистки диска.

диск CD-R с одной сессией для записи закрыт;

При записи файлов на компакт-диски сектор данных (то есть наименьшая единица хранения) равен двум килобайтам. Но на запись первой сессии дополнительно требует 22 мегабайта, а на запись каждой последующей сессии ­– 13 мегабайт. То есть, после каждой записи емкость диска немного уменьшается. Но по сравнению со всем объемом диска (650-800 Мб) это не так много.

Старые дисководы могут неправильно работать с мультисессионными дисками. На них может быть видна только первая сессия, или не видна последняя. И наоборот, многие старые диски могут не читаться на новых дисководах, такое тоже случается.

При записи компакт-диска лазер включается на повышенную мощность. Лазер перемещается вдоль дорожки, записывая нужную информацию. Прервать этот процесс невозможно. Если компьютер не успеет передать очередную порцию информации для записи, процесс будет прерван и используемая заготовка испорчена. Для защиты прерывания потока информации в современных устройствах имеется буфер размером в несколько мегабайт.

В современных моделях CD-ROMможет использоваться специальная технология, которая позволяет временно прервать запись и возобновить ее после поступления очередной порции данных. Но все же надежнее процесс записи диска не прерывать.

Форматы записи на компакт-диски.

К распространенным форматам относятся следующие.

Data CD – компакт-диск, содержащий различные файлы, без каких-либо ограничений. Это обычное средство хранения данных для компьютера.

Audio CD – музыкальный компакт-диск, который можно прослушать не только на компьютере, но на CD-плеере. В этом формате на компакт-диски записываются wma-файлы, используемые для высококачественной записи звука.

Mp3-диски. На них записывается музыка в сжатом, архивированном звуковом формате mp3. Звук, записанный в этом формате, обладает худшим качеством, чем в wma, но зато занимает намного меньше места. На один mp3 диск можно записать содержимое нескольких Audio CD дисков.

Каждый вид музыкальных дисков находит своего потребителя. Для прослушивания на высококачественном музыкальном центре, конечно, требуются Audio CD. А для карманного плеера разница в качестве все равно не ощущается, дешевле и удобнее использовать диски mp3.

Mixed-mode CD (компакт-диски смешанного типа). На компакт-диск записываются данные и музыка, причем музыка может быть воспроизведена на обычном музыкальном проигрывателе компакт-дисков, а данные вместе с музыкой можно прочитать на компьютере. Такая запись часто используются в мультимедийных играх.

Video CD, записанный на этот диск видеофильм может быть просмотрен на компьютере и на цифровом видеомагнитофоне.

Kodak CD-PROM – формат разработан компанией Kodak для хранения высококачественной графики: фотографий, рисунков и пр. Эти диски обладают оригинальной гибридной технологией: на одних участках заштампован неизменный программный код, на другие можно записывать графику. Проявив фотопленки, служба Kodak может передать клиенту компакт-диск с фотографиями, снабженный сервисным программным обеспечением.

Кроме KodakCD-PROM, существуют и другие фирменные компакт-диски.

Специальные форматы CD(все кромеData-CD) настроены на запись и воспроизведение файлов определенного формата. Диск, созданный как специальный, воспринимает записанные на нем данные как музыку, или фильм, или изображение. Если на такой диск записать, скажем, текстовый файл, тоCD-ROMзаписанный двоичный код как текст не воспримет, а будет пытаться его воспроизвести как музыку или видео. Не найдя нужной для воспроизведения информации, компьютер зависает.

Скорость чтения/записи данных.

Это основной параметр, характеризующий как компакт-диск, так и дисковод. Скорость измеряется в кратных долях. За единицу измерения (1х) принята скорость чтения в первых серийных образцах (созданных в 70-х годах ХХ века), составлявшая 150 Кбайт/сек.

При тогдашним стандартном объеме памяти в 650 Мбайт это обеспечивало прослушивание диска за 74 минуты. Первые диски были чисто музыкальными, и такое время позволяло целиком записать на диск симфоническое произведение классической музыки.

В настоящее время наибольшее распрост­ранение имеют устройства чтения CD-ROMс производительностью 32х-48х. Максимальная применяемая скорость составляет 56х. Легко определить время чтения/записи данных для разных скоростей:

для 8х оно составит 9 минут 15 секунд;

для 32х – примерно 2 минуты 20 секунд;

для 52х – около 1 минуты 25 секунд.

Современные CD-ROMобладают средствами, позволяющими еще больше уменьшить это время, вплоть до 30 секунд. Но все равновремя чтения дисков на CD - ROM в миллионы раз больше времени доступа к данным на жестком диске, не говоря уже об оперативной памяти.

Некачественные компакт-диски могут портить механизм привода CD-ROM. Несбалансированный, бракованный диск в дисководе будет гудеть, при более высокой скорости дисковод может начать вибрировать. Некачественный диск внутриCD-ROMможет даже «взорваться» – разорваться на части. ПриводыCD-ROMустойчивы к такому разрыву, но придется дисковод разбирать и удалять остатки диска. На дискахCDскорость чтения не указывается,CD-ROMсам ее определяет.

На дисках CD-Rобычно указывают максимальную скорость чтения и набор скоростей, при которых можно осуществлять запись. Для дисков CD-RW указываются три различных скорости. Первой принято указывать максимальную скорость первичной записи компакт-дисков, затем идет скорость перезаписи, и последней указывается скорость чтения. Таким образом, дискCD-RWс обозначением 24/10/40 может записывать диски на скорости до 24x150=3600 Кбайт/сек, перезаписывать на скорости до 10x150=1500 Кбайт/сек, а читать компакт-диски со скоростью 40x150=6000 Кбайт/сек.

Если на заготовках написано, что они поддерживают скорости выше 10х, то очень вероятно, на второй или на четвертой скорости они не будут надежно работать. Если же у вас заготовка поддерживает скорости до 8х, то на десятой скорости вы записывать не сможете, даже при наличии соответствующего устройства. Все же для гарантии качества записи лучше высокой скоростью не увлекаться, ограничиться минимальной, лучше всего 4-8х.

Скорость чтения и записи зависит не только от заготовок, но и от используемого устройства CD-ROM. Устаревшие читающие дисководы могут не поддерживать современные форматы, особенно на дискахCD-RиCD-RW, они для современных дисков непригодны и их лучше заменить. Низкоскоростной записывающий дисковод может оказаться непригодным для дисков с высокой скоростью записи.

DVD- диски (Digital Versatile Disk).

Versatile– значит многосторонний, универсальный. А первоначальноDVDзначило: цифровой видео диск, поскольку он создавался как замена видеокассетам.DVD-технология является дальнейшим развитиемCD-технологии, поэтому у дисковDVDиCDмного общего. Далее в основном будут описаны отличия.

Таблица 2. Виды DVD.

Физическая основа DVD-дисков та же, что и уCD, только питы мельче и меньше длина волны света лазерного луча, используемого для чтения и записи. Длина волны светового потока лазера уCD-дисководов составляет 0,76 мкм, уDVD-дисководов – 0,65-0,635 мкм, это снижение дало возможность уменьшить площадь пита в несколько раз. За счет более тонкой структуры емкость дисковDVDдостигает гигабайтных величин.

DVD может иметь одну или две рабочие стороны, и один или два рабочих слоя на каждой стороне. В двухслойных дисках лазерный луч сначала считывает информацию на нижнем, более глубоком слое, а затем перефокусируется на верхний, полупрозрачный слой.

В зависимости от числа слоев и сторон имеется несколько вариантов (табл 1). Цифра в названии получается путем округления емкости диска до целого числа в большую сторону. Вместимость можно определить на глаз: определить количество рабочих сторон и обратить внимание на их цвет: двухслойные стороны обычно имеют золотистый цвет, а однослойные – серебряный. Разумеется, наиболее распространен односторонний однослойный DVD.

На DVDможно записать примерно те же данные, что и наCD:

DVD-Video – записывают видео на одну дорожку, звук – на другую;

DVD-Audio – содержит неархивированные аудиоданные высокого качества;

DVD-Data – содержит любые данные, читаемые компьютером;

смешанное содержимое.

Эти данные записываются в одной файловой системе, и, в отличие от CD, нет фундаментальных различий в аудиозаписи и записи данных. А значит, на аудиоDVD-RWвпоследствии можно будет записывать данные.

У DVDнамного выше скорость чтения/записи данных: единица скорости равна 1,32 Мб/сек, это в 8,8 раз больше, чем у компакт-диска. То есть, цифры скорости 4х, 10х и др. означают скорость примерно в 9 раз большую, чем уCD.

У DVDесть два стандарта записи:DVD-R(W) иDVD+R(W). Первоначально, в 1997 году появилсяDVD-R(W). Но цена лицензии на эту технологию была слишком велика, и поэтому несколько производителей объединились и в 2002 году разработали стандартDVD+R(W). Разгорелась «война форматов». Но сейчас накал борьбы снизился, поскольку приводыDVDв основном переориентировались на чтение/запись обоих форматов. Однако старые или дешевые плееры могут поддерживать только один стандарт, в основном этоDVD-R(W), появившийся на 5 лет раньше.

Одно из главных достижений DVD - это то, что удалось все применения компакт-диска для данных, видео, аудио (или их комбинации) совместить в пределах единственной физической файловой структуры по имени UDF, или универсальный дисковый формат. Разработанный OSTA (Optical Storage Technology Association), формат UDF гарантирует, что к любому файлу можно обратиться на любом диске, установленном на компьютере или видеопроигрывателе потребителя. Кроме того, формат обладает совместимостью со стандартными операционными системами, поскольку учитывает стандарт CD ISO 9660. UDF преодолевает проблемы несовместимости, от которых страдал компакт-диск, когда стандарт должен был переписываться каждый раз при появлении новых приложений, подобно мультимедиа, интерактивных систем или видео.

Версия UDF, которой удовлетворяют как перезаписываемые Диски, так и версии «только для чтения», является подмножеством спецификации UDF версии 2.02, которая известна как MicroUDF (M-UDF).

Поскольку UDF не поддерживался Windows, пока Microsoft не выпустила Windows 98, производители DVD были вынуждены использовать промежуточный формат по имени UDF Bridge (Мост), который представлял собой гибрид UDF и ISO 9660. Windows 95 OSR2 поддерживала UDF Bridge, но более ранние версии этого не могли. Спецификация UDF Bridge явно не включает Joliet-расширения для ISO 9660, которые необходимы для длинных имен файлов. Windows 98 распознает UDF, так что эти системы не имеют проблем ни с UDF, ни с длинными именами файлов.

DVD видео использует только UDF со всеми данными, требуемыми UDF и ISO 23346, чтобы иметь совместимость с компьютерными системами, и не использует ISO 9660 вообще. Файлы на DVD видео не могут иметь размер больший, чем 2 Гбайт, и должны быть записаны как отдельный экстент (то есть, в непрерывной последовательности). Первым каталогом на диске должен быть каталог VIDEO_TS, содержащий все файлы, и все имена файла должны быть в формате 8+3 (8 байт - имя, 3 - расширение).

DVD аудиодиски используют UDF для того, чтобы сохранять данные в отдельной «зоне аудио DVD» на диске, указанном как каталог AUDIO_TS.

Формат Мамонт (Mammouth)

Exabyte был лидером в промышленности НМЛ в течение более 20 лет. Фирмой было впервые предложено использовать 8-мм ленты для хранения данных на базе механизма, подобного видеокамерам Сони, причем было выпущено более 2.5 млн таких накопителей. Такие механизмы достаточны для приложений невысокой надежности, но менее пригодны для сегодняшних серверных приложений. Введенный в 1996 году стандарт «Мамонт» (Mammouth) является более передовой и надежной технологией и представляет ответ Exabyte на требования этого диапазона рынка серверов.

Привод МЛ не использует кабестан, что устраняет часть накопителя ленты, которая создает непредсказуемый износ носителя. Используется технология АМЕ (Advanced Metal Evaporated) или нанесения металла путем испарения. Это обеспечивает антикоррозийную стойкость и износоустойчивость ленты, срок хранения повышается до 30 лет. Гладкая поверхность МЛ увеличивает время износа головок до 35 тысяч.

Данные на МЛ организованы в сегменты (разделы), каждый из которых может быть записан, стерт или прочитан как одно целое. Эта организация позволяет увеличивать объем носителя для поддержки таких приложений, как мультимедиа и видеосерверы. Для коррекции ошибок используется двухуровневый метод Reed-Solomon ЕСС. При этом ошибки корректируются «на лету» перезаписью блоков в пределах той же дорожки.

В 2000 году был выпущен накопитель Exabyte Mammoth-2, в котором устанавливались новые стандарты высокой скорости и возможностей. Накопитель имеет скорость передачи 22 Мбайт/с, 8-мм лента АМЕ может загрузить максимум 60 Гбайт. НМЛ использует интерфейс Ultra2/LVD SCSI, буфер объема 32 Мбайт - многоканальную головку, новейший алгоритм коррекции ошибок ЕССЗ и обеспечивает коэффициент сжатия 2.5:2 на основе ALDC (адаптивное сжатие данных без потерь), что дает емкость 250 Гбайт на ленту. Последующая оптоволоконная версия предлагала повышение исходной скорости передачи до 30 Мбайт/с.

Расширенная технология цифровой записи

Разработана корпорацией Philips. Первые устройства ADR были запущены весной 1999 года, в форме НМЛ с интерфейсом IDE, способного к записи 25 Гбайт исходной или 30 Гбайт сжатой информации на картридж.

Привод ленты способен непрерывно контролировать ее смещение вверх или вниз даже на малейшую величину, в результате этого достигается высокая плотность - до 292 дорожек на 8-мм пленке. Способность ADR читать или записывать все восемь дорожек данных одновременно дает возможность получить внушительные скорости передачи при относительно низких скоростях. Износ ленты минимален, а также появляется и возможность контроля и исправления ошибок как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Применяемый здесь код исправления ошибок (ЕСС) значительно более эффективен, чем в обычных системах, когда код исправления ошибки действует только в одном измерении (по дорожке данных). Фактически, ЕСС для ADR позволяет обеспечить 200 %-ное восстановление данных, даже если до 24 из 292 дорожек разрушены по полной длине ленты.

CD-R и ёмкость дисков

CD-R содержит предварительно нанесенную спиральную дорожку, разбитую на блоки, причем адрес каждого блока закодирован непосредственно на носителе. Вместимость наиболее широко распространенного формата компакт-диска может быть выражена либо как 74 мин, либо 650 Мбайт. Каждая секунда времени воспроизведения занимает 75 блоков, следовательно полный компакт-диск имеет вместимость 74 х 60 х 75=333 ООО блоков.

Фактическая вместимость этих 333 тыс. блоков зависит от того, что именно записано на диске - аудио или данные. Это связано с тем, что аудио предъявляет меньше требований к безошибочности записи и поэтому в этом случае в каждый блок записывается меньшее количество контрольной, избыточной информации. В результате вместимость блока для аудио составляет 2353 байт (2048 для данных). Следовательно, 74-минутный диск имеет вместимость 783 226 000 байт (746 Мбайт) для аудио, но только 682 984 000 байт (650 Мбайт) для данных.

В конце 1990 годов. начали появляться носители CD-R с большей вместимостью, чем тот 74-минутный максимум, который разрешали стандарты аудиокомпакт дисков («Красная Книга») или стандарты CD-ROM («Желтая Книга»). Эти технологии получили общее название CD overburning.

Дополнительная вместимость была достигнута путем сокращения шага дорожки, уменьшения допусков на скорость сканирования, уменьшения вероятности ошибки при записи-чтении (при этом возникают проблемы совместимости с более ранними устройствами или старыми записями на CD).

Первый из этих форматов повышенной вместимости обеспечивал время считывания 80 минут и вмещал 360 тыс. блоков вместо обычных 333 тыс. В терминах количества данных это означало 703 Мбайт по сравнению с 650 Мбайт стандартного компакт-диска. В начале нового тысячелетия появляются еще более высокие вместимости в форме 90- и 99-минутных форматов (приблизительно 792 и 870 Мбайт соответственно). Следует отметить, что, так как временные отметки на компакт-диске кодируются парой десятичных цифр, невозможно, чтобы вместимость диска превышала 99 мин.

Overburning требует поддержки режима Disc-At-Once при записи и чтобы пишущий CD-плеер игнорировал информацию о свободном месте, находящуюся на диске без записи (ATIP), а вместо этого использовал данные, передаваемые из пишущей программы.

Преодоление буферной недостаточности

К концу 1999 года характеристики удвоились до «8х/24х», однако возникла проблема, известная как буферная недостаточность (или опустошение буфера записи), когда быстродействие машины и накопителя на МД стали отставать от скорости устройств CD-R (устройство готово к записи на диск, но информация в буфере записи уже исчерпана и «нечего писать» - в результате диск оказывается испорченным). Для избежания подобных эффектов, во-первых, стали использовать кэш память, размещенную на пишущем CD-плеере (размера от 256 Кбайт до 2 Мбайт), во-вторых, устройства стали адаптироваться к скорости подачи информации, снижая или повышая скорость записи.

Технология BURN-Proof (Buffer UndeRuN-Proof technology), предложенная Sanyo, заключается в постоянном контроле состояния буфера данных компакт-диска так, чтобы запись была остановлена в определенном месте, если появляется опасность буферной недостаточности (например, когда заполнение буфера снижается ниже заданного порога), а затем возобновлена путем позиционирования лазерной головки на соответствующий сектор.

Plextor использует технологию Sanyo в комбинации с собственным методом «PoweRec» (Plextor Optimised Writing Error Reduction Control). Процесс записи здесь периодически приостанавливается (с использованием технологии BURN-Proof) для проверки качества записи и принятия решения о необходимости повысить или понизить скорость записи.

UDF стандарт

Стандарт ISO 9660, используемый CD-ROM и дисками CD-R, создает неудобства при добавлении данных на диски небольшими порциями. Запись многократных сеансов на диск приводит к потерям приблизительно 23 Мбайт дискового пространства на каждом сеансе, и первоначальный стандарт ограничивает числом 99 количество треков (фонограмм), которые могут быть записаны на диск. Эти ограничения были сняты в стандарте ISO 23346 «Универсальный Дисковый Формат» (Universal Disc Format - UDF), разработанном Ассоциацией технологий оптических ЗУ (Optical Storage Technology Association - OSTA). Этот стандарт не зависит от типа операционных систем, предназначен для записи данных на оптических носителях, включая CD-R, CD-RW и устройства DVD, и использует переработанную структуру каталога, которая позволяет устройству эффективно записывать файл (или «пакет») за один раз.

Режим пакетной записи не полностью совместим с логической файловой системой ISO 9660, так как при этом следует точно знать, какие файлы будут записаны в течение сеанса, чтобы заполнить служебные таблицы ФС (Path Tables и Primary Volume Descriptors), которые указывают на физическое размещение файлов на диске.

UDF позволяет добавлять файлы на диски CD-R или CD-RW порциями по одному файлу, без существенного переполнения служебной информацией, используя методику, названную «пакетной записью» (packet writing). В UDF, даже если файл перезаписан, его виртуальная адресация остается без изменений.

В конце каждого сеанса записи пакета UDF заносит на диск «Виртуальную таблицу размещения» (Virtual Allocation Table - VAT), которая описывает физическое местоположение каждого файла. Каждая вновь созданная VAT, включает данные из предыдущей VAT, позволяя таким образом UDF определить местонахождения всех файлов, которые когда-либо были записаны на диск.

К середине 2998 г. были выпущены две версии UDF - UDF 2.02 (версия, используемая на DVD ROM и видео DVD) и UDF 2.5 (добавляет поддержку CD-R и CD-RW). Windows 98 обеспечивала поддержку UDF 2.02. Однако в отсутствии поддержки операционной системы UDF 2.5 требовалось специальное UDF-программное обеспечение для дисковода, поддерживающее пакетную запись на CD-R и CD-RW.

Первым образцом такого программного обеспечения являлся DirectCD V2.0 (разработка Adaptec), который поддерживал как пакетную запись, так и произвольное удаление файлов с носителя CD-RW. DirectCD V2.0 обеспечивал запись двух видов пакетов - фиксированной и переменной длин. Пакеты фиксированной длины являются более подходящими для CD-RW, чтобы обеспечивать произвольное удаление файлов.

Спецификация «Мультичтение» (MultiRead)

Записанные на диске CD-RW дорожки (фонограммы) считываются тем же самым способом, как и дорожки обычного компакт-диска - путем обнаружения переходов между низким и высоким коэффициентами отражения и измерения промежутков между переходами. Единственное существенное отличие состоит в том, что коэффициент отражения здесь ниже, чем для «правильных» CD, в результате этого носители CD-RW могут не читаться многими устаревшими дисководами CD-ROM или CD плеерами.

Отметим, что первоначальные спецификации для CD требовали, чтобы коэффициенты отражения для поверхности диска и углублений составляли минимум 70 и максимум 28 %, соответственно. Эти требования были введены, чтобы гарантировать надежное считывание данных фотодиодами 1980-х гг.

В настоящее время, в связи с усовершенствованием электроники эти требования оказываются чрезмерно завышенными.

Диск CD-RW имеет поверхностный коэффициент отражения 25-25 %. Поэтому система CD-RW работает в диапазоне коэффициентов отражения, равных ⅓ таковых из первоначальной спецификации компакт-диска. Однако для современных фотодиодов это не представляет никакой проблемы, достаточно организовать усиление электросигнала.

Спецификация «Мультичтения» («MultiRead»), составленная Philips и Hewlett Packard, а затем одобренная Ассоциацией технологий оптических ЗУ (Optical Storage Technology Association - OSTA), предусматривает необходимые корректировки, решая таким образом любые проблемы совместимости.

Кроме того, максимальные и минимальные уровни коэффициентов отражения диска CD-RW соответствуют требованиям спецификации CD для минимальной модуляции 60 %. Технология изменения фазы для CD-RW практически не зависит от длины волны лазера записи-чтения.

Диски CD-RW могут быть считаны как лазерами, используемыми в системах DVD (длина волны 650 нм), так и лазерами, применяемыми в приводах обычных CD (780 нм).

Mount Rainier

Спецификация, предложенная группой Mount Rainier (во главе с лидерами промышленности Compaq, Microsoft, Philips Electronics и Sony), имела своей целью сделать методы использования носителей CD-RW аналогичными НГМД или НЖМД - в частности, осуществлять при поддержке операционной системы операции в манере буксировки данных («drag and drop»). Спецификация Mount Rainier содержит следующие ключевые элементы:

• аппаратный контроль дефектных участков на диске. Хотя большинство программ, осуществляющих пакетную запись на CD-RW, использует возможности контроля дефектов, заложенных в UDF 2.5, проблема состоит в том, что программное обеспечение должно иметь полную информацию о дефектных участках диска. Подход, предложенный Mount Rainier, состоит в контроле на аппаратном уровне, так что если приложение будет пытаться произвести запись на «плохой» сектор, этот сектор будет «скрыт», а альтернативный предложен;
• логическая адресация записи в 2 Кбайта. В то время как CD-RW использует размер блока в 64 Кбайт, Mount Rainier требует поддержку логической адресации 2 Кбайт, таким образом обеспечивая «выстраивание» дисков CD-RW в одну линию с другими системами хранения данных, которые базируются на адресуемости 4 или 2 Кбайт;
• фоновое форматирование. Mount Rainier устраняет как временные задержки, так и необходимость использование программного обеспечения, не входящего в состав операционной системы или ПО записи на диск (это обычно связано с форматированием носителей CD-RW). Форматирование теперь осуществляется в режиме фоновой задачи, не заметной для пользователя.

OSD-технология

Целью технологии сверхвысокой оптической плотности (Optical Super Density - OSD) была разработка сменного магнитооптического носителя большой емкости (40 Гбайт или более), который имел бы надежность, соответствующую сегодняшним требованиям ISO для МО, достигал норм передачи данных, конкурентоспособных с жестким диском (30 Мбайт/с) и обеспечивал бы более низкую стоимость мегабайта памяти, чем другие оптические и магнитные технологии. Весной 1999 года Maxoptix Corporation - ведущий изготовитель МО-накопителей - объявил о создании OSD-тех-нологии.

Достижение целей проекта сложилось на основе ряда инновационных технологий:

• при технологии OverCoat Incident Recording (OCIR) записывающий слой размещается сверху подложки (подобно жесткому диску), а также используется толстый прозрачный акриловый слой, подобный защитному покрытию обратной стороны CD или DVD. Покрытие OSD более чем в 2000 раз толще, чем у жесткого диска и лент, но намного более тонко, чем подложка, используемая на обычных носителях МО. Поскольку это позволяет расположить линзу намного ближе к записывающему слою диска, OSD способна использовать более высокую числовую апертуру линзы, приводя к намного более высоким плотностям записи данных;
• массовая поверхностная запись - Surface Array Recording (SAR), здесь используются независимые головки для чтения/записи с обеих сторон носителя, чтобы позволить доступ к обеим сторонам диска одновременно. Это отличается от традиционных МО, где пользователи вынуждены переставлять носитель, чтобы прочитать данные, сохраненные на противоположной стороне диска;
• модуляция магнитного поля (Magnetic Field Modulation - MFM) обходит ограничения, свойственные традиционному использованию подмагничивания при записи данных на диси МО. Посредством использования небольшой магнитной головки в непосредственной близости от диска полярность магнитного поля может переключаться с самой высокой частотой; магнитное сверхразрешение - Magnetic Super Resolution (MSR): использование MFM меняет фактор ограничения плотности записи с длины волны лазера к способности выделить индивидуальные отметки при чтении, используя пятно луча, которое может охватить несколько отметок.

Форматы записываемых дисков DVD

Существуют пять версий записываемых DVD:

• DVD R обычный;
• DVD R авторизованный;
• DVD RAM (перезаписываемый);
• DVD RW;
• DVD+RW.

Все записываемые форматы DVD включают набор спецификаций, которые определяют физические характеристики среды записи. Этот уровень функционирования является «физическим уровнем среды», и возможность прочитать диск на специфическом проигрывателе или дисководе зависит от его способности поддержать соответствующий физический уровень независимо от того, какие данные записаны. Спецификация самого содержания подчинена множеству «прикладных уровней», которые определены Форумом DVD. Например, типичные кинофильмы выпускаются на тиражируемых дисках ROM (физический уровень), и при этом применяется формат DVD видео (прикладной уровень).

Все пишущие плееры могут читать диски DVD ROM, но каждый использует различные типы дисков для записи. DVD R, который появился в 1997 г., разрешает сделать только однократную запись (только последовательным образом), в то время как диски форматов DVD RAM, DVD RW и DVD+RW могут быть перезаписаны тысячи раз.

DVD RAM был первым перезаписываемым форматом, который появился на рынках летом 1998 года. Этот формат наиболее удобен для записи компьютерных данных из перезаписываемых форматов DVD для использования в компьютерах, поскольку он поддерживает обход дефектных участков и зонный формат CLV (постоянная линейная скорость), однако он несовместим с большинством проигрывателей (из-за различий в отражательной способности диска и незначительных отличий формата).

Форматы DVD RW и DVD+RW представляют собой эволюционное развитие существующих технологий CD-RW и DVD R, а потому обеспечивают лучшую совместимость с остальными представителями семейства изделий CD/DVD. DVD RW впервые появился в Японии в конце 1999 года и более нигде не использовался вплоть до 2002 г. DVD+RW перенес множество «фальстартов» и появился в конце 2002 года.

Проект Многоножка (Millipede)

В конце 1999 года Цюрихская научно-исследовательская лаборатория IBM обнародовала концепцию, согласно которой микро- и наномеханические системы могут конкурировать с электронными и магнитными устройствами в области запоминающих устройств большой емкости. Вместо того чтобы записывать биты, намагничивая точки на поверхности диска, новое устройство «Millipede» (многоножка, тысяченожка - по прозвищу разработчиков) выплавляет крошечные углубления в поверхности носителя.

Технология основана на использовании «ножек» (кончиков), установленных на концах крошечных консолей, чтобы сканировать мельчайшие детали поверхности. Кончики «многоножки» (числом 2024=32 х 32) нагреваются электрическим импульсом до 750 F (400 °С), что достаточно, чтобы выплавить отверстие в поверхностной пленке полимера диска. Кончики оставляют отверстия размером 30-50 нм, каждое из которых представляет один бит. Чтобы считать данные, «многоножка» определяет, находится ли «ножка» в отверстии, фиксируя температуру консоли.

Технологически элемент записи-чтения состоит из массива 64 х 64=4096 микрорычагов, занимающих 6.4 х 6.4 мм 2 и помещенных на кремниевый чип (20 х 20 мм2), изготовленный по новой технологии, позволяющей осуществлять непосредственную связь микрорычагов с CMOS-электроникой. Микрорычаги имеют раздельные нагреватели для записи и чтения и электростатический привод для движения в направлении оси z.

Высокие скорости работы с данными могут быть достигнуты совместной работой большого количества крошечных «ножек». Специалисты IBM полагают, что этот метод в конечном счете позволит достигнуть плотности хранения 500 Гбит/дюйм 2 .

Технология HD-burn

Компания Sanyo Electric Co., Ltd. (Япония) объявила о выходе новой технологии BURN-Proof, которая решала главную проблему записи на CD-R/DVD R-диски и коренным образом улучшала характеристики CD/DVD рекордеров. На этой основе Sanyo разработала технологию высокой плотности записи информации: отныне становится возможным поместить 2.4 Гбайт данных на обычном CD-R-диске емкостью 700 Мбайт.

Новая технология получила название «HD-burn» (High Density Burn) - запись высокой плотности. Для реализации нового метода создан новый комбинированный привод Sanyo SuperCombiDrive CRD-DV2. Перечислим особенности данной технологии.

На обычные CD-R-диски можно записывать стандартный объем информации - до 0.7 Гбайт. При этом диски имеют полную совместимость с CD и DVD приводами.

На обычные CD-R-диски можно записывать удвоенный объем информации - до 2.4 Гбайт. При этом диски имеют полную совместимость с DVD приводами с учетом введения изменения в микропрограммы (firmware).

В режиме HD-burn достигается 36х скорость записи и 80х скорость чтения.

Технология записи BURN-Proof поддерживается без ограничения. Режим HD-burn также поддерживает CD-RW-диски. При этом достигается 24х скорость записи. Работа с HD-burn рекордером поддерживается несколькими популярными пакетами ПО, включая Nero Burning ROM (производство Ahead Software). В режиме HD-burn не могут записываться диски в формате CD-DA (Audio CD).

Диски, записанные по технологии высокой плотности, не будут читаться CD-приводами.

На диск, записанный с применением технологии HD-burn, будет помещаться 30 минут видео высокого качества (аналогичного DVD видео) с разрешением 720 х 576 точек.

Суть технологии записи высокой плотности заключается в применении двух новых принципов, которые позволяют записывать вдвое больше информации на обычном носителе - CD-R-диске:

• длина пита (марки) на диске уменьшается до 0.62 мкм (для обычного CD - 0.83 мкм). Это означает, что HD-burn увеличивает емкость диска в 2.35 раза. Величина 0.62 мкм была выбрана для того, чтобы существующие DVD видеоплееры и приводы DVD ROM могли считывать диски HD-burn после незначительной модернизации;
• применяется иная система коррекции ошибок: вместо CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code - перекрывающийся код Рида-Соломона) используется RS-PC (RS-PRODUCT Code) с модуляцией 8-26, что увеличивает емкость еще в 2.49 раза. Как сообщает Sanyo, новая система коррекции ошибок RS-PC не только более компактна, но и существенно более эффективна, чем CIRC. В итоге емкость одного CD-диска, записанного в режиме HD-burn, в 2 раза превышает емкость CD-диска, записанного в обычном режиме, - 2.49 х 2.35=2.0225.

Шаг спирали (подача дорожки) и область записи остались прежними, что позволяет использовать обычные CD-R-диски. Другие же технологии записи высокой плотности требуют изменения физических характеристик носителя. Например, технология DDCD (Double Density Compact Disc) от фирмы Sony не может работать с обычными дисками. На Рисунок 3.35, в показано сравнение длины пита HD-Burn диска с обыкновенными CD- и DVD дисками.

Форматы DVD дисков

Существует пять физических форматов (или книг) DVD, которые мало чем отличаются от различных «оттенков» CD:

• DVD ROM - среда хранения данных большой емкости, только для чтения;
• DVD видео - цифровой носитель данных для кинофильмов;
• DVD аудио - только для хранения звука; формат, подобный аудиоСD;
• DVD R - однократная запись, многократное чтение; формат, родственный CD-R;
• DVD RAM - перезаписываемый (стираемый) вариант DVD, который первым появился на рынке и впоследствии нашел в качестве конкурентов форматы DVD RW и DVD+RW.

Имея тот же самый размер как стандартный CD (диаметр 220 миллиметров, толщина 2.2 мм), диски DVD обеспечивают до 27 Гбайт памяти со скоростью передачи выше, чем для CD-ROM, временем доступа, подобным CD-ROM, и имеют четыре версии:

• DVD 5 - односторонний однослойный диск вместимостью 4.7 Гбайт;
• DVD 9 - односторонний двухслойный диск на 8.5 Гбайт;
• DVD 20 - двусторонний однослойный диск 9.4 Гбайт;
• DVD 28 - вместимость до 27 Гбайт на двустороннем двухслойном диске.

Кроме того, есть проект формата DVD 24 - два слоя на одной стороне, один - на другой, который, будучи более простым в производстве, будет заменять DVD 28, пока потребность в последнем не проявится в полной мере.

Важно признать, что в дополнение к пяти физическим форматам DVD также имеет множество прикладных форматов типа DVD видео и DVD аудио.