МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Принцип записи информации на оптические диски в зависимости от типа Разработчики: студенты группы 0А34 Киблер Э. В., Сергеева Н. Д. и студент группы 0А33 Мельченко С. В. Томск - 2013 План доклада Историческая справка. Типы дисков. Оптический принцип записи и считывания информации • CD-ROM и DVD-ROM • СD-R и DVD-R • CD-RW и DVD-RW Типы DVD-дисков Принцип работы приводов компакт-дисков Интересные факты 2 Что такое оптический диск Оптический диск (англ. optical disc) — собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения 3 Историческая справка В конце 1970-х годов компании Sony и Philips начали совместную разработку единого стандарта оптических носителей информации В 1982 году в документе, названном Red Book (Красная книга), был опубликован стандарт обработки, записи и хранения информации на лазерных дисках, а также физические параметры диска 4 Историческая справка CD (Compact Disk) получили свое название из-за относительно небольшого размера по сравнению с виниловыми пластинками DVD изначально предназначались для записи видео (Digital Video Disk) Но впоследствии переименованы в Digital Versatile Disk (Цифровой двухсторонний диск) 5 Историческая справка Компьютерные лазерные диски были названы CD-ROM – Compact Disk ReadOnly Memory В конце 1990-х годов привод компакт-дисков стал стандартным компонентом любого компьютера и подавляющее большинство программ стали распространяться на компактдисках 6 7 Типы дисков Digital Versatile Disc - DVD Compact Disk - CD ReadOnly Memory – только для чтения •CD-ROM •DVD-ROM (Recordable – записываемый •CD-R) •DVD-R ReWritable – перезаписываемый •CD-RW •DVD-RW Оптический принцип записи и считывания информации Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью Различие коэффициентов отражения разных участков достигается различными технологиями: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности с помощью мощного лазера 8 Структура диска Информация записывается в виде спиральной дорожки из питов (углублений) и лендов (пространств между питами) Считывание производится лазерным лучом Питы рассеивают или поглощают падающий на них свет, а ленды — отражают Различие между дисками только для чтения (CD) и перезаписываемыми дисками (CD-R/RW) заключается в способе формирования питов. 9 CD-ROM и DVD-ROM На лазерных CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Read Only Memory только чтение) 10 Главное различие DVD и CD DVD и CD диски отличаются размером и плотностью «дырок» объемом информации 11 Структура CD 12 Структура CD-R Активный слой изготавливают из органических соединений: цианина и его производной – фталоцианина. Считается, что фталоцианин более надежен и долговечен, так как менее чувствителен к солнечному свету 13 CD-RW и DVD-RW CD-RW имеет два дополнительных термозащитных слоя, что позволяет записывать на него более 1000 раз Конструкция перезаписываемого компакт-диска (CD-RW) напоминает CD-диск, но вместо отражающего слоя в нем используется специальное вещество, способное многократно изменять свою структуру Такой материал получил название AVIST; он обладает практически идеальными характеристиками: высокая отражающая способность (35-40%) способность перехода в аморфное состояние и обратно в твердое при воздействии лазеров разных частот 14 Структура CD-RW 15 Типы DVD-дисков DVD – диски подразделяются: По числу сторон: • Односторонние • Двусторонние По числу слоев на стороне: • Однослойные • Двуслойные 16 Однослойные и двуслойные DVD Двуслойные диски имеют два слоя для записи информации: внешний – из полупрозрачного материала, внутренний - из обычных пластмасс на основе поликарбонатов При считывании лазер проходит по трекам внутреннего слоя, затем происходит смена фокусировки и считывается внешний слой Фокусировка переключается почти мгновенно => считывание происходит без перерыва Емкость увеличивается до 8,5ГБ 17 Запись на двуслойные DVD 18 Два рабочих слоя разделены полупрозрачным материалом, который должен обладать взаимоисключающими свойствами: • хорошо отражать лазерный луч в процессе считывания наружного слоя • одновременно быть максимально считывании внутреннего слоя По заказу корпораций Philips и Sony компания 3M создала материал, удовлетворяющий таким требованиям прозрачным при Двусторонние DVD Общая толщина DVD-дисков (как однослойных, так и двухслойных) 0,6 мм – в 2 раза меньше толщины CD В одностороннем однослойном диске с задней стороны приклеивается дополнительная подложка толщиной 0,6мм Конструктивно процесс производства выглядит следующим образом: два отдельных односторонних DVDдиска склеивают между собой задними сторонами В результате общая толщина диска та же, что у стандартного CD - 1,2 мм, но информации такой диск способен вместить в два раза больше Эта идея была предложена компанией Toshiba 19 Виды дисков Однослойные Односторонние Двусторонние 20 Двухслойные Принцип работы приводов компакт-дисков Схема работы устройства чтения – записи : 1. Лазерный диод излучает маломощный пучок света, который, проходя через направляющую призму и разделитель луча, попадает на отражающее зеркало. Во время записи мощность лазерного луча значительно возрастает, а при стирании данных уменьшается 2. Подчиняясь командам микропроцессора, каретка с отражающим зеркалом перемещается к нужной дорожке 21 Принцип работы приводов компакт-дисков 3. Лазерный луч отражается от диска, попадает на зеркало, затем на разделитель луча и далее на направляющую призму 4. Из призмы луч попадает в фотодатчик, фотодатчик посылает сигналы во встроенный в привод компактдисков микропроцессор, где данные обрабатываются и передаются по шлейфу на материнскую плату 22 Сравнение разных типов дисков Метод записи Емкость CD до 700 Мбайт DVD 4,7 – 17 Гбайт CD до 700 Мбайт DVD 4,7 – 17 Гбайт CD до 700 Мбайт DVD 4,7 – 17 Гбайт ROM R RW штамповка лазер лазер Скорость записи Скорость считывания - до 52х - до 16х 40х до 52х 8х до 16х 24х до 52х 2х до 16х * Nx – коэффициент увеличения относительно базовой скорости: • для CD – 150 Кбайт/с (1х) • для DVD - 1,32 Мбайт/с (1х) Интересные факты Оптические диски нового поколения Новое поколение дисков было представлено двумя конкурирующими технологиями – Blue-ray (Sony) и HD DVD (Toshiba) Носитель Blu-ray позволяет записать 25 Гбайт информации на один слой, а на двухслойных дисках можно хранить до 50 Гбайт Недостаток высокая стоимость как приводов, так и дисков 23 Зонирование Для контроля за распространением дисков и защиты авторских прав производители DVD разделили мир на шесть географических зон и разработали специальные коды Использование такого регионального кодирования сделало невозможным воспроизведение дисков одной зоны на DVDприводах другой зоны • Зона 1 – США и Канада • Зона 2 – Западная Европа, Япония, ЮАР, Ближний Восток • Зона 3 – Юго-Восточная и Восточная Азия, включая Тайвань и Гонконг • Зона 4 – Латинская Америка, Южная Америка, Карибские острова, Австралия и Новая Зеландия • Зона 5 – страны бывшего Советского Союза, Африка (кроме ЮАР), Индия, Пакистан, Монголия и Северная Корея • Зона 6 – Китай 24 Видео http://www.youtube.com/watch?v=Rsh0rAPjMyQ 25 Вывод В начале 21 века оптические диски были наиболее распространенным носителем информации В настоящее время в большей степени используются альтернативные носители, такие как флеш-память Сейчас намечена тенденция к более широкому распространению интернет-серверов как носителей информации, какими являются кибердиски и другие ресурсы Таким образом, есть вероятность, что в будущем оптические диски будут полностью заменены альтернативными носителями информации 26 Вариант использования оптических дисков в будущем 27 Источники http://dvd---format.blogspot.ru/2012/08/dvd_2385.html http://www.5byte.ru/10/0023.php http://www.razlib.ru/kompyutery_i_internet/zapis_cd_i_dvd_pr ofessionalnyi_podhod/p3.php http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%EF%F2%E8%F7%E5%F1 %EA%E8%E9_%E4%E8%F1%EA http://www.compumir.ru/m/591 http://ru.wikipedia.org 28