Лекция 1-05 (стр. 3 )

1.3.22. Дисководы DVD

Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как digital video disc (цифровой видеодиск), поскольку первоначально эти диски разрабатывались как альтернатива видеокассетам. Однако в настоящее время эти диски все больше 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 (универсальный цифровой диск) – более логична. 

Внешне диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше.

В соответствии с первоначально принятым стандартом, DVD-диск является односторонним и может содержать до 4,7 Гбайт информации. Как и CD, диск формата DVD имеет диаметр 120 мм. В накопителе нового стандарта рабочая длина волны излучения лазера снижена с 0,78 до 0,63-0,65 мкм (видимый диапазон волн), что обеспечило возможность уменьшения размеров штрихов записи практически в два раза, а расстояние между дорожками записи – с 1,6 до 0,74 мкм.

Спецификация DVD сначала разрабатывалась для одностороннего однослойного диска, затем появилась конструкция двухслойного диска емкос­тью 8,5 Гбайт, Следующим шагом в развитии технологии DVD явилось созда­ние двусторонних дисков, как однослойных, так и двухслойных, при этом емкость дисков доведена до 9,4 и 17 Гбайт соответственно, а время их воспро­изведения – 4,5 и 8 ч.

В дисководах стандарта DVD используется более узкий луч лазера, чем в приводах CD-ROM, поэтому толщина защитного слоя диска была снижена в два раза (до 0,6 мм). С учетом того, что общая толщина диска должна остаться неизменной (1,2 мм), под предохранительный слой был помещен укрепляю­щий. На укрепляющем слое также стали записывать информацию, что при­вело к появлению двухслойных дисков DVD. Когда лазерным лучом считыва­ется информация, записанная на первом слое, расположенном в глубине диска, луч беспрепятственно проходит через полупрозрачную пленку, обра­зующую второй слой CD. По окончании считывания информации с первого слоя, по команде контроллера, меняется фокусировка луча лазера. Луч фоку­сируется в плоскости второго (наружного) полупрозрачного слоя для даль­нейшего считывания данных. Возможные ва­рианты CD DVD представлены на рис. 2.31.

Рис. 2.31. Возможные варианты CD DVD

Но на сегодняшний день пока что наиболее популярны и актуальны две разновидности DVD: DVD-Video и DVD-ROM. DVD-Video – то самое, что обычно называют просто DVD – выступает конкурентом видеокассеты для просмотра фильмов с помощью DVD-плейеров, подключенных к телевизору. DVD-ROM, напротив, содержит компьютерные данные и читается приводами DVD-ROM, которыми все больше начинают комплектовать новые компьютеры.

В пределах стандарта DVD существует 4 записываемых его разновидности, которые жестко конкурируют друг с другом: DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW и DVD+RW. Разница между ними состоит в том, что на диски DVD-R можно записать данные лишь однажды, в то время как их собратья DVD-RAM, DVD-RW и DVD+RW могут быть перезаписаны сотни раз. Эти дисководы пока еще не предназначены для домашних видеозаписей.

В производстве DVD-R точно так же, как и при изготовлении CD-R, используются органические полимеры. Такие диски легко совмещаются практически со всеми моделями DVD-приводов и DVD-плейеров. Емкость первого поколения таких дисков была 3,95 Гбайт, но для новых дисков емкость удалось довести до 4,7 Гбайт.

DVD-RW, известные ранее под именем DVD-R/W или DVD-ER, – это стираемые диски со сменой фазы, разработанные фирмой Pioneer на основе DVD-R. Этот вид дисков использует ту же плотность дорожек, длину битов и воспроизводится почти во всех относительно новых DVD-приводах, а первоначальная емкость таких дисков составляла 4,7 Гбайт.

Дисководы DVD-RAM используют технологию, которая применяется при изготовлении магнитооптических дисков, а потому не совместим с существующим оборудованием, однако эта разновидность записывающих устройств является в настоящее время наиболее распространенной. Односторонние диски DVD-RAM выпускаются как в картриджах, запечатанных и позволяющих извлечь диск, так и без них, причем записать диск можно только тогда, когда он находится в картридже. Двухсторонние диски DVD-RAM бывают только в запечатанных картриджах. В дисках DVD-RAM планируется использовать слой улучшения контрастности и термальный буферный слой для достижения более высокой плотности записи, однако на сегодняшний день емкость дисков составляет 4,7 Гбайт.

Еще одна разновидность перезаписываемых дисков, которая называется +RW, является конкурирующим перезаписываемым форматом, на основе технологий DVD и CD-RW. Дисководы DVD+RW читают диски DVD-ROM и CD, вероятно, будут работать и с DVD-R и DVD-RW, однако они несовместимы с DVD-RAM. Диски формата DVD+RW содержат 2,8 Гбайт на сторону, используют технологию изменения фазы с колеблющимися канавками и поддерживают как постоянную линейную скорость для последовательного видеодоступа, так и постоянную угловую скорость для произвольного доступа к данным. При разработке этого формата предполагалось, что он предназначен только для хранения компьютерных данных, но более поздние модификации показали, что его можно использовать и для видеозаписи.

Дисководы DVD+RW второго поколения могут читать 4,7 Гбайт с диска DVD+RW и смогут записывать диски CD-R и CD-RW. Новые версии этого формата (4,7 Гбайт DVD+RW) используют высокочастотные колеблющиеся канавки, что позволяет избежать связывания секторов. Это изменение и то, что на дисках не используется технология исправления ошибок, дают возможность записывать диски DVD+RW таким образом, чтобы они подходили к большинству ныне существующих плейеров и приводов DVD-ROM, а также к приводам DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM.

1.3.23. Стримеры

Стример (streamer) – накопитель на магнитной ленте, использующий специальные кассеты (картриджи), позволяющие защитить носитель информации от воздействий внешней среды.

Магнитная лента – один из старейших носителей информации, используемых в компьютерах. К ее непревзойденным и поныне достоинствам относится относительная простота записи и считывания информации, компактность ее расположения при большой емкости, а также низкая стоимость носителя в пересчете на единицу хранимой информации.

В стримерах обычно используется лента шириной 0,25 дюйма. Благодаря специальной конструкции стример способен писать и читать данные с ленты с очень высокой скоростью и в достаточно большом объеме.

Перед началом записи картридж (кассету) обычно форматируют. При этом на магнитную ленту наносятся специальные метки, а области ленты, не отвечающие на контрольное считывание/запись, объявляются закрытыми. Таким образом обеспечивается максимальная сохранность данных.

К сожалению, для стримеров не существует ни стандартных размеров картриджей, ни общепринятых стандартов на форматы чтения/записи данных. Поэтому, как правило, кассета может быть прочитана только на том стримере, на котором она была записана. Рассмотрим наиболее распространенные форматы записи данных для стримеров.

Формат QIC (Quarter-Inch Compatibility) позволяет достичь наибольшей скорости при записи данных на картридж, но запись, полученная при использовании этого интерфейса, может содержать достаточно большое количество ошибок. Несмотря на то, что процесс форматирования каждого картриджа желателен, чтобы уменьшить шумовые помехи ленты, при использовании этою вида интерфейса он не является обязательным. Контроллеры стримеров с QIC-интерфейсом имеют встроенный механизм верификации данных: после записи очередного блока информации контроллер проверяет ее соответствие исходному блоку. Если выявляются несовпадение, блок записывается заново до тех пор, пока запись не будет сделана без ошибки.

Развитие технологии производства накопителей на магнитной ленте пошло по пути увеличения емкости кассет и повышения плотности записи данных. Комитетом QIC были разработаны стандарты новые систем резервного копирова­ния с емкостью кассет от 86 Мб до 13 Гбайт. В подобных устройствах плотность записи данных на ленту составляет свыше 60 000 бит/дюйм. Запись производится на 144 дорожки. Чтобы добиться таких показателей, была разработана специальная го­ловка чтения/записи, а так­же увеличена длина магнитной ленты (например, для модели QIC-5010 она составляет 360 м).

Совершенно новый стандарт кассет, основанный на стандарте QIC, разрабо­тала фирма 3М. Этот стандарт получил название TRAVAN. Накопители TRAVAN размещаются в отсеке для дисковода 3,5". Они могут работать как с оригинальными мини-кассетами стандарта TRAVAN, так и с кассетами стандарта QIC. Кассета (или картридж) TRAVAN содержит 225-метровую магнитную ленту шири­ной 8 мм.

Емкости мини-кассет TRAVAN (типа 1, 2, 3 и 4) составляют 400, 800, 1000 и 4000 Мб соответственно.

Необходимо заметить, что все накопители TRAVAN обеспечивают аппарат­ное сжатие данных с коэффициентом 2:1. что увеличивает емкость кассет вдвое. Это означает, что накопитель TR-4 способен хранить до 8 Гбайт инфор­мации. Накопители TR-1, -2, -3 обычно подключаются к системе через кон­троллер накопителя на гибких дисках или параллельный порт, а TR-4 ис­пользуют интерфейс SCSI-2.

Фирмой Sony освоен выпуск устройств, в которых используются магнитные ленты шириной 4 мм для цифровой звукозаписи и ленты шириной 8 мм для видеозаписи. Несколько фирм производят аналогичную продукцию по при­обретенным лицензиям, тем самым фактически введя стандарты на выпускаемые накопители и магнитные, ленты, хотя единого признанного стандар­та в этой области, как уже говорилось, до сих пор нет.

В частности, фирмой Sony разработан стандарт для хранения данных в циф­ровом виде – DDS (Digital Data Storage). При записи данных на магнитную ленту используется наклонно-строчная технология. Эта технология давно используется в видеомагнитофонах и заключается в том, что магнитная лен­та проходит через блок головок, установленных на вращающемся барабане, причем ось вращения барабана наклонена под небольшим углом (около 7°) к направлению движения ленты. Во время движения лента охватывает вращающийся блок головок, в результате записывается столько дорожек, сколь­ко магнитных головок установлено в блоке. При таком способе записи используется практически вся поверхность ленты (в отличие от других мето­дов, при использовании которых дорожки оказываются разделенными про­межутками).