устройство чтения компакт дисков cd rom

Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации Главная Тексты статей Добавить статьи Форум Контакты
Оптические диски, которые изначально использовались для записи телевизион­ных программ, позже стали одними из основных средств хранения информации в компьютерной индустрии. Благодаря большой емкости и низкой цене оптиче­ские диски повсеместно применяются для распространения ПО, книг, фильмов и данных других типов, а также для создания архивных копий жестких дисков.
Первые оптические диски были изобретены голландской корпорацией Philips для хранения кинофильмов. Они имели 30 см в диаметре, выпускались под мар­кой Laser Vision, но нигде, кроме Японии, популярностью не пользовались.
В 1980 году корпорация Philips вместе с Sony разработала компакт-диски (Compact Disc, CD), которые быстро вытеснили виниловые диски, использовав­шиеся для записи музыки. Все компакт-диски в соответствии со стандартом должны быть 120 мм в диаметре и 1,2 мм в толщину, а диаметр отверстия в середине должен составлять 15 мм. Аудио компакт-диски были первым средст­вом хранения цифровой информации, вышедшим на массовый рынок. Предпо­лагается, что они будут использоваться на протяжении ста лет.
Компакт-диск изготавливается с использованием очень мощного инфракрас­ного лазера, который выжигает отверстия диаметром 0,8 микрон в специальном стеклянном мастер-диске. По этому мастер-диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстия. В шаблон вводится жидкая смола (по­ликарбонат), и, таким образом, получается компакт-диск с тем же набором отверстий, что и в стеклянном диске. На смолу наносится очень тонкий слой алюминия, который, в свою очередь, покрывается защитным лаком. После этого наклеивается этикетка. Углубления в нижнем слое смолы называются лунками(pits), а ровные пространства между лунками – площадками(lands).

Во время воспроизведения лазерный диод небольшой мощности светит ин­фракрасным светом с длиной волны 0,78 микрон на сменяющие друг друга лун­ки и площадки. Лазер находится на той стороне диска, на которую нанесен слой смолы, поэтому лунки для лазера превращаются в выступы на ровной поверхно­сти. Так как лунки имеют высоту в четверть длины световой волны лазера, длина световой волны, отраженной от выступа, составляет половину длины световой волны, отраженной от окружающей выступ ровной поверхности. В результате, если свет отражается от выступа, фотодетектор проигрывателя получает меньше света, чем при отражении от площадки. Именно таким образом проигрыватель отличает лунку от площадки. Хотя, казалось бы, проще всего использовать лун­ку для записи нуля, а площадку для записи единицы, для единицы надежнее ока­залось использовать переход лунка-площадка или площадка-лунка, а отсутствие перехода – для нуля.
Лунки и площадки записываются по спирали. Запись начинается на некото­ром расстоянии от отверстия в центре диска и продвигается к краю, занимая 32 мм диска. Спираль проходит 22 188 оборотов вокруг диска (примерно 600 на 1 мм). Если спираль распрямить, ее длина составит 5,6 км.
Чтобы музыка звучала нормально, лунки и площадки должны сменяться с постоянной линейной скоростью. Следовательно, скорость вращения ком­пакт-диска должна постепенно снижаться по мере продвижения считывающей головки от центра диска к внешнему краю. Когда головка находится на внутрен­ней стороне диска, то, чтобы достичь желаемой скорости 120 см/с, частота вра­щения должна составлять 530 оборотов в минуту. Когда головка находится на внешней стороне диска, частота вращения падает до 200 оборотов в минуту, что позволяет обеспечить такую же линейную скорость. Этим компакт-диск, вра­щающийся с постоянной линейной скоростью, отличается от магнитного диска, вращающегося с постоянной угловой скоростью независимо от того, где в этот момент находится головка. Кроме того, частота вращения компакт-диска (530 оборотов в минуту) совершенно не соответствует частоте вращения магнитных дисков, которая составляет от 3600 до 7200 оборотов в минуту.
В 1984 году Philips и Sony начали использовать компакт-диски для хранения компьютерных данных. Чтобы выйти на развитый к тому времени рынок аудио компакт-дисков, компьютерные компакт-диски должны были быть такого же размера, как аудиодиски, механически и оптически совместимыми с ними и производиться по той же технологии. Вследствие такого решения потребовались двигатели, работающие с низкой скоростью и способные менять скорость. Стоимость производства одного компакт-диска составляла в сред­нем около 1 доллара.

Рисунок – схема записи компакт-диска
42 последовательных символа формируют фрейм из 588 бит. Каждый фрейм содержит 192 бита данных (24 байта). Оставшиеся 396 бит используются для исправления ошибок и контроля. У аудио и компьютер­ных компакт-дисков эта система одинакова.
У компьютерных компакт-дисков каждые 98 фреймов группируются в сектор, как показано на рисунке. Каждый сектор начинается с преамбулы из 16 байт, первые 12 из которых образуют значение OOFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFOO (в шестнадцатеричной системе счисления), что дает возможность проигрывателю определять начало сектора. Следующие 3 байта содержат номер сектора. Номер необходим, поскольку поиск на компакт-диске, на котором данные записаны по спирали, го­раздо сложнее, чем на магнитном диске, где данные записаны на концентрических дорожках. Чтобы найти определенный сектор, программное обеспечение подсчитывает, куда приблизительно нужно направляться; туда помещается считываю­щая головка, а затем начинается поиск преамбулы, чтобы установить, насколько верен был подсчет. Последний байт преамбулы определяет тип диска.
Односкоростные устройства для чтения компакт-дисков считывают 75 секто­ров в секунду, что обеспечивает скорость передачи данных 153 600 байт/с. Двухскоростные устройства работают в два раза быстрее и т. д., до самой высокой скорости. Стандартный аудио компакт-диск «вмещает» 74 минуты музыки, что соответствует значению 681 984 000 байт, или 650 Мбайт, так как 1 Мбайт = 2
20 байт (1 048 576 байт), а не 1 000 000 байт.
Диски CD-R.Вначале оборудование, необходимое для изготовления мастер-дисков (как аудио, так и компьютерных), было очень дорогим. Но, как это обычно происходит в компьютерной промышленности, ничего не остается дорогим слишком долго. К середине 90-х годов записывающие устройства для компакт-дисков размером не больше проигрывателя стали обычными и общедоступными, их можно было приобрести в любом магазине компьютерной техники. Эти устройства все еще отличались от магнитных дисков, поскольку информацию, записанную однажды на компакт-диск, уже нельзя было стереть. Тем не менее они быстро нашли сферу применения в качестве дополнительных носителей информации, а основными носителями продолжали служить жесткие диски. Кроме того, отдельные лица и маленькие компании получили возможность выпускать собственные компакт-диски небольшими партиями или производить мастер-диски и отправлять их на крупные коммерческие предприятия, занимающиеся изготовлением копий. Та­кие диски называются CD-R(CD-Recordable – записываемый компакт-диск).Основой диска CD-R является 120-миллиметровая поликарбонатная заготов­ка. Такие же заготовки используются при производстве дисков CD-ROM. Одна­ко диски CD-R отличаются от дисков CD-ROM тем, что содержат канавку шириной 0,6 мм, призванную направлять лазер при записи. Для поддержания постоянной обратной связи канавка имеет синусоидальную форму с отклонени­ем 0,3 мм и частотой ровно 22,05 кГц, чтобы можно было точно определить ско­рость вращения и в случае необходимости отрегулировать ее. CD-R выглядит как обычный диск, только он не серебристого, а золотистого цвета, так как для изготовления отражающего слоя вместо алюминия используется золото. В отли­чие от обычных компакт-дисков, лунки и площадки на дисках CD-R имитируют­ся путем изменения отражающей способности поверхности. Для этого между слоем поликарбоната и отражающим слоем золота помещается слой красителя. Используются два вида красителя: цианин зеленого цвета и птало-цианин желтовато-оранжевого цвета.
Рисунок – Поперечное сечение диска CD-R и лазера (масштаб не соблюден). Обычный компакт-диск имеет близкую структуру, но у него отсутствует слой красителя, а вместо слоя золота используется слой алюминия с лунками
На начальной стадии слой красителя прозрачен, что дает возможность свету лазера проходить сквозь него и отражаться от слоя золота. При записи информа­ции мощность лазера увеличивается до 8-16 мВт. Когда луч достигает красите­ля, краситель нагревается, и в результате разрушается химическая связь. Такое изменение молекулярной структуры создает темное пятно. При чтении (когда мощность лазера составляет 0,5 мВт) фотодетектор улавливает разницу между темными пятнами, где краситель был поврежден, и прозрачными областями, где краситель остался нетронутым. При воспроизведении диска даже на обычном устройстве для считывания компакт-дисков или на аудиопроигрывателе это раз­личие воспринимается как разница между лунками и площадками традиционно­го диска CD-ROM.
Изначально в начале всех компакт-дисков находилась единая таб­лица VTOC(Volume Table of Contents – таблица оглавления диска),из-за кото­рой дописывать информацию на диск было невозможно. Решением проблемы стало предложение назначать каждой дорожке диска свою таблицу VTOC. В число файлов, перечисленных в таблице VTOC, могут включаться все

Основным препятствием, мешающим использованию CD-ROM приводов в качестве автономных проигрывателей компакт дисков, является отсутствие каких-либо органов управления проигрыванием диска.

дисковод компакт дисков cd rom

5.4. Стандарты на компакт-диски. 5.5. Динамические изображения и стандарт White Book 5.6. Диски Photo CD и мультисессии 6. Будущее CD-ROM приводов и CD дисков Список литературы.

Читать

CD-ROM (компакт-диск — только воспроизведение) Неполадки при установке. Принцип действия: на оптических дисках при записи информации изменяются поляризационные свойства прозрачной пластмассы

В результате в 1982 г. появились привычные нам сегодня музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA), спустя два года вышли и компьютерные CD-ROM.