Тематический план лекционного курса (стр. 3 )

Более экзотические варианты, как, например, запись нескольких музыкальных дорожек в нескольких сессиях, могут иметь проблемы с совместимостью, в данном случае на обычном Audio CD Player`е можно будет услышать только мелодии из первой сессии (а на ПК - все!).

Некоторые программы также предлагают записать диск и в других (менее компьютерных) форматах, например  CD-I (MPEG видео фрагменты с возможностью меню) или Photo-CD (картинки высокого разрешения), просматривать которые можно и на специальных приставках (не ПК).

2.10. Загрузочные диски

В свете возрастающего объема системного ПО и усложнения его конфигурации представляется очень интересной возможность создания загрузочных дисков CDROM, т. е. дисков, с которых можно загрузить ПК как с дискеты или жесткого диска. Применение этой технологии достаточно широко - от создания диска с утилитами для проверки и настройки ПК до диска (дисков) с полной резервной копией жесткого диска с возможностью восстановления работоспособности машины за несколько минут! Здесь опишем процесс только теоретически (однако видимых проблем нет). (К сожалению необходимости в создании таких дисков нет, а болванки пока стоят денег, но возможно что-то из этого изменится.

Для загрузки с CD необходимо, чтобы эту возможность поддерживал BIOS. В случае с IDE/ATAPI CDROM устройством это BIOS материнской платы, для SCSI это BIOS SCSI контроллера. В большинстве современных ПК эти требования выполняются.

При создании загрузочного CD на нем кроме собственно содержимого записываются еще два файла. Первый это своеобразный каталог (он одинаков для любой конфигурации), а второй и есть образ диска, с которого производится загрузка. Здесь есть две возможности - эмулировать при загрузке либо дискету, либо жесткий диск. Соответственно вам потребуется образ выбранного носителя. В случае с дискетой все достаточно просто. Вы можете воспользоваться программой Easy CD Creator, у которой есть возможность создания загрузочных CD с использованием заранее подготовленной дискеты. После загрузки вы получаете диск А:,  полную копию используемой при сознании CD дискеты. Заметим, что для доступа к остальному содержимому CD необходимо предусмотреть на этой дискете в файлах CONFIG. SYS и AUTOEXEC. BAT вызов драйвера CDROM и MSCDEX, которые естественно должны быть на той же дискете. Эта особенность ограничивает использование такого диска, т. к. драйвер является машинно-зависимым ( с другой стороны, можно записать на дискету десяток драйверов). Для создания CD диска, эмулирующего жесткий диск ПК и позволяющего обращаться ко всем 650Мб на любом CDROM приводе, процедура немного сложнее. Необходимо получить образ загрузочного жесткого диска (естественно он должен быть меньше 650Мб). Для этого подходит например программы NU diskedit или GHost. Потом создается ISO образ  CDROM (с использованием программы для записи CD), в котором находятся два файла - каталога и собственно образ жесткого диска (можно записать и другие, но для доступа к ним нужен драйвер - см. вариант с дискетой). После этого необходимо изменить несколько байт в получившемся ISO образе и записать его на CD.

Подробное описание технологии выходит за рамки этой статьи, однако рекомендации, а также все необходимые утилиты и программы можно легко найти в сети.

Заметим, что для Mac`а проблемы создания загрузочного диска нет, т. к. для загрузки системы достаточно иметь на диске системную директорию, хотя конечно записывающей программе необходимо сказать об этом.

2.11. Windows 95 и Autorun

Иногда хочется сделать собственноручно сделанный диск похожим на "фирменные" - изменить его иконку со стандартной и сделать автозапуск (что бы написать в описании, что для установки достаточно "только установить CD-ROM в устройство". Эти возможности обеспечиваются записью нескольких дополнительный файлов на CD. Главный из них - autorun. inf. Этот текстовый файл должен находиться в корне диска и выглядит примерно так:

[autorun]

open=filename. exe

icon=someicon. ico

Этот простейший пример изменяет иконку диска и при установке в устройство с включенным автозапуском (autoplay) запускает программу filename. exe.

Более сложный пример:

[autorun]

open = setup. exe /i

icon = setup. exe, 1

shell\configure = &Configure...

shell\configure\command = setup. exe /c

shell\install = &Install...

shell\install\command = setup. exe /i

shell\readme = &Read Me

shell\readme\command = notepad help\readme. txt

shell\help = &Help

shell\help\command = winhlp32 help\helpfile. hlp

Результат:

Команда по умолчанию для Autoplay будет "setup /i" . Иконка диска будет первой  из файла setup. exe. В меню, вызываемое по правой кнопке мыши будет добавлено четыре команды: 'Configure...', вызывающая "setup /c" ; 'Install...', соответственно с "setup /i" (в данном случае совпадает с Autoplay) ; 'Read Me', открывающая  notepad. exe (если есть в системе) с файлом  "help\readme. txt" ; 'Help' покажет help файл. Часто указание конкретной системной программы не обязательно. В этом случае будет вызываться соответствующая программа, например для "ReadMe. txt" - notepad, "Index. htm" - Ваш текущий браузер и т. д.

2.12. Физические форматы CD-R дисков (секторов)

Благодаря своему происхождению, количество и местонахождение информации на CD измеряется в форме минута:секунда:сектор. Каждая секунда содержит 75 секторов. Объем информации, записываемой на диск зависит от физического формата диска, который вы записываете.

Ниже приведены форматы физических секторов для различных типов дисков. (объем всегда дополняется до  2352 байт).

CD-DA (CD-Digital Audio)

2352 bytes user data (music)

Самая главная информация из этой таблицы, что сектор данных (не музыки или видео) всегда содержит 2048 байт информации. Т. е. для любых сегодняшних дисков с файлами (записываемых в форматах CD-ROM Mode 1 или CD-ROM XA Mode 2 Form 1) всегда имеем 2048 байт на сектор. Таким образом для 74-минутного записываемого диска получаем  74 мин x 60 сек x 75 секторов x 2 kb = 660.000 kb = 650 Mb. Хотя для мультимедийных данных (в основном видео - CD-I) можно применить CD-ROM XA Mode 2 Form 2, формально получив больший объем. Однако в этом случае информация записывается без ECC, что нормально для видео и недопустимо для данных.

Некоторые диски, записанные (созданные) промышленными способами могут содержать и большее количество информации. Например на аудио диск можно записать 80 минут музыки. Также это может применяться для защиты от нелегального копирования, кстати достаточно эффективной. Хотя   и существуют золотые диски на 80 минут, однако они очень дороги (~$40) и многие программы не работают с ними (например есть трудности у программ фирмы Adaptec) . Реальный объем из-за особенностей записи сессий и файловых систем может быть меньше примерно на 20Мб.

Если Вам вдруг говорят, что на диске можно уместить 770 Мб, то это верно только для Audio записи: 74 мин x 60 сек x 75 секторов x 2.352 kb = 764.859 kb = 747 Mb

2.13. Методы записи: Track-at-Once, Disc-at-Once, и Packet Writing

Существуют три основных метода записи на компакт диски. Они очень связаны с физическим и логическим (или файловой системой) форматами в котором записывается диск.

Эти методы:

§  Track-at-Once (включая Variable-Gap Track-at-Once)

§  Disc-at-Once (включая Session-at-Once)

§  Packet Writing

§  Track-at-Once

В режиме Track-at-Once, записывающий лазер выключается после записи каждой дорожки и снова включается, если надо записать еще одну, даже если несколько дорожек записываются подряд в одной операции записи. Дорожки, записанные в режиме Track-at-Once разделены промежутками (gaps). Если за музыкальной дорожкой следует дорожка с данными, промежуток составляет 2 или 3 секунды. Между музыкальными дорожками промежуток обычно 2 секунды. Все современные CD recorder'ы поддерживают этот режим.

Variable-Gap Track-at-Once. Некоторые новые рекордеры позволяют вручную установить размер промежутка между дорожками в режиме  Track-at-Once. Эту возможность также должно поддерживать ПО. Обычно этот параметр можно установить в диапазоне от 0.03 до 8 секунд.

Disc-at-Once. В режиме записи Disc-at-Once, одна или более дорожек записываются без выключения лазера, и диск закрывается (closed). Запись Disc-at-Once требует чистый диск и не может быть использована для multisession дисков. Не все CD рекордеры поддерживают этот режим, а некоторые требуют новое firmware для правильной поддержки. Этот режим нужен, например, для записи аудиодисков без промежутков между дорожками (хотя признаем, что такие встречаются не редко). Частично это можно компенсировать   использованием Variable-Gap Track-at-Once.

Формат Disk-at-Once просто необходим при изготовлении мастер-копии (т. е. если с золота будет штамповаться алюминий - на самом деле не совсем верно, но смысл этот), т. к. устройства для изготовления матриц обычно не переносят GAP-ов.

Session-at-Once. Режим Session-at-Once используется в основном для CD Extra. В этом режиме сначала в один проход  записывается первая сессия с несколькими аудио дорожками, затем лазер выключается, но диск не закрывается. Затем записывается вторая сессия (с данными) и диск закрывается.

Packet Writing. Это новый метод записи на CD небольшими порциями, снимающий многие ограничения. Программа Adaptec DirectCD поддерживает этот режим в соответствии со стандартной UDF спецификацией. Не все CD рекордеры поддерживают packet writing. Не все современные устройства CD-ROM могут читать записанные в этом  режиме диски, в некоторых ситуациях может потребоваться драйвер UDF.

В режиме packet writing можно записывать информацию двумя способами: пакеты могут быть фиксированной длинны (fixed-length) или переменной (variable-length). Пакеты фиксированной длинны больше подходят для дисков CD-RW для поддержки выборочного стирания (random erase). Недостаток такого метода в том, что использование длинны пакета 32Кб (как требует стандарт), вызывает слишком расточительное использование места на диске. Стандартная емкость дисков CD-RW, отформатированных с fixed-length packets составляет около 500Мб.

Пакеты переменной длинны (Variable-length packets) экономят место, т. к. размер пакета может изменяться в зависимости от количества записываемых данных. Это более полезно при записи на стандартные CD-R диски, поскольку они являются write-once, и нет необходимости отслеживать свободное пространство, когда файлы "удаляются" (на CD-R дисках файлы не могут быть физически удалены, однако можно сделать их невидимыми).

2.14. Файловые системы и имена файлов

Не все CD могут быть прочитаны во всех операционных системах, очень многое зависит от файловой системы и способа именования файлов при создании диска. Если Вам нужна максимальная совместимость, проверьте это по таблице:

Файловая система/имена файлов	Операционная система
	DOS/Windows 3.1	Windows 95 NT 3.51 NT 4.00	Mac	Unix
ISO 9660 Level 1	+	+	+	+	+	+
Joliet	+*	+	-	+	+*	+*
Romeo	-	+	+	+	+***	+/-
HFS (Mac)	-	-	-	-	+	+****
UDF (DirectCD)	-	+**	-	+**	+**
ISO 9660 Level 3 (DirectCD for Windows)	-	+		+	-

* короткие имена FILENA~1.TXT или длинные с патчем для Linux

** если установлен драйвер UDF

*** если имя короче 31 символа

**** Linux со специальным патчем.

ISO 9660 (8+3 characters set) (или ISO 9660 Level 1).

Символы, допустимые в именах файлов этого стандарта включают заглавные A - Z, цифры 0 - 9 и символ подчеркивания (underscore symbol "_" ). Если Вы хотите записать диск в формате ISO 9660 Level 1 и/или создавать приложения для работы с CD, очень рекомендуется учитывать эти ограничения. Заметим, что для директорий в этом случае нельзя использовать расширения, только имя из 1-8 выше обозначенных символов.

Формат имен ISO 9660 является наиболее универсальным в плане читаемости под разными ОС (DOS, Windows *, UNIX, MacOS, ...)

MS-DOS 8+3 filenames (неограниченный набор символов)

Windows 95 позволяет использовать в именах файлов до 255 символов, включая пробелы. Для достижения совместимости с DOS с каждым файлом ассоциируется стандартное DOS имя в формате 8+3. Эти имена создаются автоматически и их можно увидеть в закладке "свойства" файла. При использовании формата MS-DOS 8+3 записи файлов записываются на диск именно эти "укороченные" имена, при этом длинные имена будут потеряны.

На самом деле, хотя DOS не поддерживает "255 символов, включая пробелы" в именах файлах, использование других, достаточно тривиальных символов, например тильда ("~") вызовет истошные вопли программы для записи, настроенной на формат имен ISO.

Joliet это расширение стандарта ISO 9660, разработанное Microsoft для Windows 95 для возможности записи на CD файлов с длинными именами (также допускает использование символов Unicode). Если Вы будете использовать эту опцию, можно использовать имена длинной до 64 символов, включая пробелы. Обратите внимание, что для чтения Joilet дисков под DOS или Windows 3.1 программа записи должна также записывать и короткие DOS-имена, однако большинство программ это делают. Версии Windows NT до 3.51 build 1057 не поддерживают чтение длинных имен файлов Joliet. Windows NT 4.0 полностью поддерживает Joliet.

Если нужно записать максимально совместимый со стандартом ISO 9660 диск, используйте следующие правила:

·  имя файла содержит не более восьми  d-characters.

·  расширение имени файла содержит не более трех d-characters.

·  имя директории содержит не более восьми d-characters.

·  d-characters: заглавные от A до Z, цифры от 0 до 9, символ подчеркивания ( __  )

2.15. Другие файловые системы

ISO-9660 Level 2.

Этот стандарт, в отличие от Level 1,  допускает длинные имена и до 32 уровней вложенности директорий. Однако он не читаем в некоторых операционных системах, например DOS.

ISO-9660 Level 3.

Этот то, что получится после закрытия диска (и, следовательно, записи его TOC), на который писали в UDF, например с использованием DirectCD. В отличие от остальных ISO допускает фрагментирование файлов при записи.

Rock Ridge.

Rock Ridge является расширением ISO-9660 для UNIX-подобных ОС. Допускает длинные имена  со смешанным регистром символов и symbolic links. Поскольку он остается совместимым с ISO-9660, то файлы могут быть прочитаны и в других системах, но уже без длинных имен. Этот стандарт поддерживается UNIX и Mac. На текущий момент в DOS и Windows не поддерживается.

HFS.

HFS это файловая система, используемая в Macintosh. Она используется вместо ISO-9660, и таким образом не работает на системах без поддержки HFS. Сегодня единственные платформы, на которых возможно чтение HFS дисков, это  Macs, Amigas (со специальной программной поддержкой AmiCDROM) и Apple IIgs. Некоторые программы записи CD дисков могут создавать смешанные (hybird) CD на которых есть как ISO-9660, так и HFS файловые системы.

Romeo.

Опция записи в программах  Easy-CD 95 и Easy-CD Pro 95, которая позволяет использовать в именах файлов до 128 символов, включая пробелы. Этот вариант не является частью стандарта Joilet, не поддерживаются символы Unicode и нет сопоставления коротких имен для DOS. Длинные имена Romeo могут быть прочитаны только под Windows 95, Windows NT 3.51 и Macintosh (если имена короче 31 символов). Также при записи для максимальной совместимости имена файлов и директории преобразуются в верхний регистр.

ISO/IEC 13346 и ISO/IEC 13490.

Эти стандарты приходят на замену ISO-9660, однако до их широкого распространения еще долго.

2.16. Устройства записи

Устройства для записи CD выпускают многие известные фирмы. У нас наиболее распространены CDR от Yamaha, HP, Sony, Philips, Teac, Mitsumi, Panasonic. Как и CD-ROM устройства они могут быть внутренние или внешние, с интерфейсами EIDE/ATAPI или SCSI (встречаются модели и для параллельного порта), с Tray или Caddy. По параметрам скорости они отличаются как скоростями чтения, так и записи. Недорогие модели могут иметь скорость чтения до 8х и записи до 4х. Запись на скорости 2х возможна на большинстве современных ПК, а для реального использования 4х скорости записи предъявляются повышенные требования как к ПК -  много оперативной памяти, правильные Bus-Master драйвера, быстрый процессор и диск, так и к болванкам Про их выбор можно говорить долго, однако в каждой ситуации единственный надежный метод это проверка. Из наиболее распространенных отметим TDK CD-R74, Verbatim DataLifePlus CD-R, Sony CDQ-74BN и CDQ-74A, HP C4423 и C4432A. Также для 4х записи оптика и механика устройства должны быть очень качественными, поэтому стоимость устройств с 4х и более скоростной записью ощутимо выше. Выбор устройства является не простой задачей, поэтому здесь дадим только один совет - самое правильное - рекомендации опытных людей, причем желательно в максимально похожей конфигурации и как можно более подробные. Как всегда кроме вышеприведенных параметров важное значение имеет цена. При этом учитывайте, что для вас дает, например, 4х скорость записи (обычно это означает 15-20 минут на диск вместо 30-40 на 2х скорости) и согласны ли вы за нее дополнительно платить, и так по каждому параметру: Tray быстрее, а Caddy надежнее; IDE дешевле, а SCSI  универсальной и т. д.

2.17. DVD: диски, проигрыватели, рекордеры

После долгого периода времени, потраченного на планирование и разработки, увидел свет новый формат, которого все так ждали. Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео.

Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как digital video disc, это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, появившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как digital versatile disc, т. е. универсальный цифровой диск - более логична.

Снаружи, диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 650MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел -- DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB. К несчастью, чтобы считать DVD диск, Вам придется купить новое устройство, но это новое аппаратное средство будет так же прекрасно считывать Ваши старые диски CD-ROM и звуковые CD. Что все это означает для нас большая емкость новых дисков? Это значит, что у нас появляются поистине неограниченные возможности для обучения и развлечений, для просмотра видеофильмов с потрясающим цифровым качеством изображения и звука. DVD обеспечивает более четкое и качественное изображение, чем лазерный диск (LD) и более насыщенный звук, чем на CD. Более того, DVD дает вам возможность выбора. Вы можете выбрать, с какого ракурса просматривать сцену фильма, благодаря тому, что одна и та же сцена снимается под разными углами положения камеры. Благодаря этому, один и тот же фильм можно смотреть, например, со сценами насилия или без них, а сюжет одного и того же фильма может причудливым образом изменяться. И почти все это уже имеется в продаже! Далее, мы подробнее рассмотрим технологию, которая предлагает нам столько возможностей.

2.18. Основы устройства DVD

Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей.

Основное требование, при разработке DVD, было простым: увеличить емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, в следствии чего стало возможным использовать насечки более маленького размера.

В то время, как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780-нанометров (nm), устройства DVD используют лазер с длиной волны 650-nm или 635-nm, что позволяет покрывать лучом в два раза больше насечек на одном треке, и в два раза больше треков, расположенных на одной записанной поверхности.

Другие нововведения - это новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция каналов.

Вместе, эти улучшения дополнительно увеличивают плотность записи данных в полтора раза. Жесткие производственные требования и незначительно большая поверхность записи, стали последним препятствием, при разработке DVD, из-за чего емкость данных, размещаемых на диске ограничена 4.7Gb. Но оказалось, что это не предел.

Для записи видео и звука на DVD применяется очень сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2. MPEG-2 представляет из себя следующее поколении стандарта на сжатие (компрессию) видео и звуковых данных, обеспечивающего возможность разместить большие объемы информации в меньшем пространстве.

Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group - MPEG). MPEG это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки, например через Интернет, формат. По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со скоростью 150 килобайт в секунду -- с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрываи управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. К несчастью, MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.

Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение вещей. Более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т. е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.

2.19. Множество поверхностей DVD

Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7GB. Применение схем удвоения плотности и их комбинирования, позволяет иметь диски большей емкости: от 8.5Gb и 9.4Gb до 17Gb. Существуют следующие структурные типы DVD:

Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Кстати, эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.

Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный): этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т. е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.