Лекция 1-05 (стр. 2 )

По интенсивности регистрируемого отраженного светового пуч­ка фотоприемник воссоздает записанные на диске данные (как последо­вательность импульсов различной интенсивности, преобразуемых в нули и единицы информации).

Универсальный декодер представляет собой процессор для обработки сиг­налов, считанных с CD. В его состав входят декодеры, оперативное запоми­нающее устройство и контроллер управления декодером. Декодер вы­деляет из цифрового потока информационные символы, синхросигналы и служебную информацию. Каскадный декодер производит формирование блоков символов, которые предварительно (перед записью) были подверг­нуты разбиению для их размещения на различных участках информацион­ной дорожки с целью уменьшения вероятности потери информации. Приме­нение двойного декодирования с перемещением символов дает возможность восстановить потерянную информацию объемом до 500 байт, что соответ­ствует дефекту дорожки записи длиной 2,5 мм. Оперативное запоминаю­щее устройство выполняет функцию буферной памяти, а контроллер управляет режимами исправления ошибок в данных, записанных во всех поддерживаемых дисководом форматах.

Импульсные сигналы с фотодатчика оптической головки поступают в усили­тель системы автоматического регулирования, где выделяются сигналы ошибок слежения и осуществляется коррекция считываемого сигнала.

Интерфейсный блок состоит из преобразователя цифровых данных в анало­говые сигналы (для аудиоданных), фильтров нижних частот и интерфейса для свя­зи с компьютером. Далее сигналы выводятся на звуковую карту и (через линейный выход) на гнездо для подключения головных телефонов.

1.3.20. Характеристики дисководов CD-ROM

Основными ха­рактеристиками дисководов CD-ROM являются:

·  скорость передачи данных;

·  среднее время доступа;

·  объем кэш-памяти;

·  коэффициент ошибок;

·  средняя наработка на отказ;

·  тип интерфейса;

·  перечень поддерживаемых форматов CD.

Скорость передачи данных – это максимальная скорость, с которой дан­ные пересылаются от носителя информации в оперативную память компьютера. Это наиболее важная характеристика дисковода CD-ROM, которая прак­тически всегда упоминается вместе с названием модели. Непосредственно со скоростью передачи данных связан такой параметр, как скорость враще­ния диска («кратность»). Первое поколение дисководов CD-ROM имели скорость передачи данных 150 Кбайт/с, как и проигрыватели аудио CD. Скорости передачи данных следующих поколений устройств, как правило, кратны этому числу (150 Кбайт/с). Такие приводы получили назва­ние «накопителей с двух-, трех-, четырехкратной и т. д. скоростью». Причем скорость передачи данных приводов с n-кратной скоростью зависит от типа читаемой информации. Например, если считывается информация со звуко­вого диска, то скорость передачи составляет 150 Кбайт/с (normal speed), а если считываются файлы данных, то скорость передачи может быть равна 300, 450, 600 Кбайт/с и т. д.

Среднее время доступа – это время (в миллисекундах), ко­торое требуется дисководу для нахождения на носителе нужных данных. Очевидно, что при работе на внутренних участках диска время доступа будет меньше, чем при считывании информации с внешних участков. Поэтому в паспорте дисковода приводится среднее время доступа, определяемое как среднее значение при выполнении нескольких считываний данных с различ­ных (выбранных случайным образом) участков диска. Средние времена доступа для дисководов CD-ROM и дисководов жестких дисков существенно отличаются (100-200 мс для CD-ROM и 8-12 мс для жест­ких дисков). Столь существенная разница объясняется принципиальными различиями конструкций: в накопителях на жестких дисках используется несколько магнитных головок, и диапазон их механического перемещения меньше, чем диапазон перемещения оптической головки в дисководе CD-ROM.

Объем кэш-памяти – это объем оперативного запоминающего устройства привода CD-ROM, используемого для увеличе­ния скорости доступа к данным, записанным на носителе. Если для управ­ления дисководом CD-ROM используются специальные программы-драйверы, то в буферную память может быть заранее записано оглавление диска. В этом случае обращение к фрагменту запрашиваемых данных происходит значительно быстрее. Современные устройства име­ют кэш-память память объемом от 512 Кбайт до 2Мбайт.

Уровень качества считывания характеризуется коэффициентом, или скоростью ошибок (Error Rate). Данный параметр отражает способность привода CD-ROM корректировать ошибки записи/чтения. Паспортные значения коэффициен­та ошибок составляют 10-10-10-12. Коэффициент ошибок представляет со­бой оценку вероятности искажения информационного бита при его считы­вании. Когда привод считывает данные с загрязненного или поцарапанного участка диска, он регистрирует группу ошибочных битов. Если ошибку не удается устранить за счет избыточности помехоустойчивого кода (приме­няемого при записи/чтении), то привод переходит на пониженную скорость считывания данных с многократным его повтором. Если механизм коррек­ции ошибок не справляется с устранением сбоя, то на мониторе компьюте­ра появляется сообщение «Сектор не найден» (Sector not found). В случае устранения сбоя привод переключается на максимальную скорость считы­вания данных.

Средняя наработка на отказ – это сред­нее время (в часах), характеризующее безотказность работы дисковода. У современных мо­делей этот показатель лежит в пределах 50-125 тыс. часов, что почти на порядок превышает срок морального старения накопителя

Поскольку дисководы CD-ROM используются и для воспроизведения аудиодисков формата CD-DA (Compact Disk-Digital Audio), то они характеризуются и параметрами аудиотракта, описывающими качественные показатели тракта звуковоспро­изведения. Самыми важными из этих параметров являются полоса воспроизводимых частот и отношением сигнал/шум. По параметрам аудиотракта можно судить о том, способен ли привод CD-ROM заменить пользователю аудио CD-проигрыватель.

Для подключения к компьютеру в приводах CD-ROM могут использоваться интерфейсы IDE (EIDE), SCSI и USB, а также нестандартные интерфейсы, которые могут использоваться для подключения внешних дисководов CD-ROM.

Важной характеристикой дисковода CD-ROM является перечень поддерживаемых им стандартов записи данных на компакт диски.

1.3.21. Дисководы CD-R и CD-RW

Записывающие дисководы CD-R (Recordable), называемые также дисководами CD-WORM (Write Once Read Many – однократная запись, многократное чтение) или позво­ляют, как это следует из названия, единожды записать информацию на диск и многократно ее считывать.

Для записи на дисководах CD-R используются специальные компакт-диски, отличающие от обычных CD.

Различие тех­нологий CD-WORM и CD-ROM заключается в том, что при записи данных на поверхности диска в первом случае не выжигаются углубления. Диск покрыт специальным термочувствительным слоем красителя с такими же отражаю­щими свойствами, как у алюминиевого покрытия обычного CD (рис.2.30). При записи информации на диск луч лазера разогревает слой золота и слой красящего вещества. Происходит химическая реакция, в результате которой облучаемый лазерным лучом участок на поверхности диска изменяет свой цвет, а, следовательно, и свои отражательные свойства. Они начинают рассе­ивать свет точно так же, как углубления обычного CD. Счи­тывающий лазер стандартного накопителя CD-ROM воспринимает эти учас­тки как псевдоуглубления (хотя это только пятна) с меньшим уровнем интенсивности отражаемого света (альбедо).

Диски CD-R имеют зеленовато-золотистый цвет, благодаря слою термокра­сителя и золотому отражающему слою под ним.

Рис. 2.30. Строение дисков CD-ROM и CD-R

Очередной ступенью в эволюции CD стал диск, предоставляющий пользова­телям возможность вести запись данных поверх ранее записанных. Такие диски называются CD-E (CD-Erasable – стираемый CD), или CD-RW (CD-ReWritable – перезаписываемый CD).

В CD-RW используется промежуточный слой из органической пленки, которая изменяет под воздействием луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно. В результате этого меняется прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической восстанавливает кристаллическое состояние. Органический слой дисков CD-RW обычно имеет серо-коричневый цвет.

Существующие диски выдерживают от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже штампованных и однократных CD, что затрудняет их считывание в обычных дисководах. Для чтения CD-RW формально необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприемника, хотя некоторые обычные приводы CD-ROM и бытовые проигрыватели способны читать их наравне с обычными дисками. Способность дисковода читать CD-RW носит название Multiread; ранние дисководы маркировались "CD-E Enabled".

Диск CD-RW может иметь такую же структуру дорожек и файловую систему, что и CD-R, либо на нем может быть организована специальная файловая система UDF (Universal Disk Format – универсальный дисковый формат), позволяющая динамически создавать и уничтожать отдельные файлы на диске. 

Существует несколько способов записи на CD-R и CD-RW. Наиболее распространен способ записи диска за один проход (disk-at-once), когда подготовленный (на­пример, размещенный на жестком диске) файл записывается за один сеанс. При этом отсутствует возможность добавления информации на диск. Другой способ позволяет производить многосеансную запись (track-at-once) отдель­ных участков дорожек (треков) и постепенное наращивание объема инфор­мации на диске.

Дисководы CD-RW позволяют записывать и диски CD-R и диски CD-RW и поэтому в последнее время они практически вытеснили дисководы CD-R. Поскольку дисководы CD-RW могут не только записывать, но читать компакт диски (т. е. могут выполнять функции обычных дисководов CD-ROM), они обычно характеризуются двумя параметрами: максимальной скоростью чтения и максимальной скоростью записи. Максимальная скорость чтения у современных дисководов CD-RW достигает 32-кратной скорости, а максимальная скорость записи – до 10-кратной при записи дисков CD-R и до 8-кратной – при записи дисков CD-RW. Интерфейсы подключения к компьютеру: EIDE, SCSI и USB.