Техника накопителей на оптических дисках☛Оптические накопители ✎ |
Техника накопителей на оптических дисках берет начало в области методов бытового звукового оптической записи. Разработчиков накопителей на оптических дисках преследовали неудачи с самого начала исследований - с середины 70-х гг Решив ряд серьезных проблем, им все же удалось в 1983 г. предложить работоспособные образцы накопителей на оптических дисках, но последние не получили коммерческого внедрения за отсутствия оптических дисков. В тот же период фирмой Matsushita был изготовлен опытный образец привода для оптических дисков с возможностью перезаписи. Только в конце 80-х гг «призрак» накопителей на оптических дисках стала реальностью.
В 1980 г. фирмы Sony и Philips объединили свои усилия в области разработки компакт-дисков (CD) и пришли к соглашению о создании единой технологии записи и производства компакт-дисков с использованием лазеров. Сначала возникли сложности с выбором единого размера CD, потому что одни разработчики настаивали на размере 12 ", а другие предлагали размер 4,72". Наконец был принят вариант диска 4,72 ", используемый и в настоящее время. Как отмечается во многих публикациях по истории компьютерной техники, это было сделано потому, что на диске такого размера можно записать Девятую симфонию Бетховена, продолжительность звучания которой равна 74 мин.
Можно выделить три хронологических периода развития технологии оптических носителей информации CD. Первый период (1980-1985 г.) ознаменовался созданием стандарта цифровой записи аудиоинформации и выпуском первого проигрывателя дисков.
Второй период (1985-1994 г.) характеризовался дальнейшим совершенствованием портативных музыкальных систем на компакт-дисках и началом разработки стандарта CD-ROM, который был анонсирован в 1985 г. В этот же период стандарт CD-ROM был расширен и дополнен новыми стандартами для записываемых компакт-дисков CD-R (CD-Recordable)
С 1994 г. дисководы CD-ROM становятся неотъемлемой частью стандартной конфигурации PC, приводит к буму мультимедиа. За несколько лет скорость передачи данных в CD-ROM выросла в 32 раза (при кратности скорости привода от 1 до 32), начали широко применяться накопители записываемых дисков CD-R и перезаписываемых CD-RW. Начался переход на новый, единый для PC и бытовой электронной техники, стандарт DVD-дисков емкостью 4,7 Гбайт.
В наши дни мы являемся свидетелями развития стандарта DVD, предусматривает доведение емкости двухслойных дисков до 8,5 Гбайт, а емкости двусторонних двухслойных дисков - 17 Гбайт. Диски CD-ROM и DVD сегодня практически незаменимыми для любого пользователя персонального компьютера.
Как можно видеть из названия, CD-ROM - это компакт-диск (Compact Disk Read Only Memory), предназначенный только для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью соответствующего устройства - привода.
В настоящее время CD-ROM широко используются для хранения разнообразной информации:
- Системного, интегрированного и прикладного программного обеспечения
- Справочников и энциклопедий, книг и учебных пособий
- Компьютерных игр, развлекательных программ
- Архивов, баз данных, фото-и видеоизображений, аудиосбирникив и т.п.
Информация, хранимая на CD-ROM, в отличие от информации, хранимой на магнитных дисках, практически не подвержена разрушительному воздействию электрических и магнитных полей и в значительно меньшей степени поддается истиранию в результате естественного старения материала носителя. Кроме того, стоимость записи и хранения единицы информации на CD-ROM значительно меньше, чем на магнитных дисках. Технологии изготовления CD-ROM прошли длительный путь развития. Историческим предшественником стандарта CD-ROM является стандарт цифровой записи на компакт-диск (Compact Disk-Audio CD-A).
Толщина диска составляет 1,2 мм, диаметр - 120 мм. Диск изготавливается из прозрачного поликарбоната, который покрыт с одной стороны тонким металлическим слоем, отражает (алюминия, реже золота) и защитной пленкой специального прозрачного лака. Информация на диске записана в виде чередования углублений в поверхности металлического слоя (load). Двоичный ноль представляется на диске как в виде углубления, а двоичная единица - в виде границы между ними.
Процесс изготовления CD состоит из нескольких этапов. Подготовительный этап заключается в формировании информационного файла для последующей записи на носитель, в качестве которого используется шклопластиковий диск с покрытием из фоторезистивного материала. Следующий этап - запись на носитель с помощью лазерного луча данных в виде последовательности расположенных по спирали углублений (штрихов).
Глубина каждого штриха (pit) равна 0,12 мкм, ширина - 0,8-3 мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1,6 мкм, что соответствует плотности 16 000 витков / дюйм (625 витков / мм). Длина штрихов вдоль дорожки записи колеблется от 0,8 до 3,3 мкм.
Запись информации на стандартный диск может длиться до полутора часов (при однократной скорости записи), при этом линейная скорость в зоне записи поддерживается постоянной.
Следующий этап заключается в проявлении фоторезистивного слоя и металлизации диска. Изготовленный по такой технологии диск называется мастером-диском. Для тиражирования компакт-дисков с мастер-диска снимается несколько рабочих копий (методом гальванопластики). Рабочие копии покрыты более прочным металлическим слоем (например, никелем), чем мастер-диск и могут использоваться в качестве матрицы для тиражирования CD (до 10 тыс. шт. С помощью каждой матрицы). Тиражирование или процесс репликации дисков, осуществляется методом горячей прессовки. После прессовки информационную сторону диска подвергают вакуумной металлизации слоем алюминия. После этого диск покрывают слоем лака. Диски, выполненные методом горячей штамповки, согласно паспортных данных, обеспечивают до 10 000 циклов безошибочного считывания данных.
Конструкция CD-ROM определяет правила обращения с ним, а именно:
- Держать диск необходимо за края.
- Следует избегать касаний и непреднамеренного повреждения поверхности диска, особенно со стороны прозрачного слоя (рабочей стороны).
- Хранить диск рекомендуется в месте, защищенном от попадания прямых солнечных лучей и влаги.
- Не следует чистить диск случайными подручными материалами. Предположим удалять пылинки только с помощью мягкой ткани.
В настоящее время можно выделить семь основных групп задач, решаемых с помощью накопителей CD-ROM:
- Установка и обновление программного обеспечения
- Работа с программными продуктами
- Поиск информации в базах данных, архивах, энциклопедиях, справочниках
- Работа с учебными, развлекательными и игровыми программами
- Просмотр видеофильмов и фотоизображений
- Использование накопителя CD-ROM как разделяемый ресурс локальной компьютерной сети
Еще материалы по теме:
- Блок магнитных головок- Внешние запоминающие устройства
- Составляющие компьютера
- Составные части ПК и их характеристики
- Устройства внешней памяти могут иметь переменные или фиксированные носители информации
