В 1979 году компании Philips и Sony создали совершенно новый носитель информации, заменивший грампластинку, - оптический диск (компакт-диск - Compact Disk - СD) для записи и воспроизведения звука. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков на заводе в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-диска внесли Microsoft и Apple Computer.
По сравнению с механической звукозаписью он имеет целый ряд преимуществ - очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом.
В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки - как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания. Высокая плотность записи достигнута благодаря возможности сфокусировать лазерный луч в пятно размером менее 1 мкм. Это обеспечивает большое время записи и воспроизведения.
Рис. 13. Оптический диск CD
В конце 1999 года компания Sony объявила о создании нового носителя Super Audio CD (SACD). При этом применена технология так называемого "прямого цифрового потока" DSD (Direct Stream Digital). Частотная характеристика от 0 до 100 кГц и частота дискретизации 2,8224 Мгц обеспечивают значительное повышение качества звучания по сравнению с обычными CD-дисками. Благодаря гораздо более высокой частоте дискретизации становятся ненужными фильтры при записи и воспроизведении, так как ухо человека воспринимает этот ступенчатый сигнал как "гладкий" аналоговый. При этом обеспечена совместимость с существующим форматом СD. Выпускаются новые однослойные диски HD, двухслойные диски HD, а также гибридные двухслойные диски HD и CD.
Хранить звуковые записи в цифровой форме на оптических дисках гораздо лучше, чем в аналоговой форме на грампластинках или магнитофонных кассетах. Прежде всего, несоизмеримо повышается долговечность записей. Ведь оптические диски практически вечны - они не боятся мелких царапин, лазерный луч не повреждает их при воспроизведении записей. Так, фирма Sony дает 50-летнюю гарантию хранения данных на дисках. Кроме того, на CD не действуют помехи, характерные для механической и магнитной записи, поэтому качество звучания цифровых оптических дисков несоизмеримо лучше. К тому же при цифровой записи появляется возможность компьютерной обработки звука, позволяющей, например, восстановить первоначальное звучание старых монофонических записей, убрать с них шумы и искажения и даже превратить их в стереофонические.
Для проигрывания CD-дисков можно использовать проигрыватели (так называемые CD-плееры), музыкальные центры и даже портативные компьютеры, оснащенные специальным приводом (так называемым дисководом CD-ROM) и звуковыми колонками. К настоящему времени в мире на руках у пользователей находится более 600 миллионов CD-плееров и более 10 миллиардов компакт-дисков! Портативные переносные CD-плееры, подобно плеерам для магнитных компакт-кассет, оснащаются наушниками (рис. 14).
Рис. 14. CD-плеер
Рис. 15. Магнитола с CD-плеером и цифровым тюнером
Рис. 16. Музыкальный центр
Музыкальные CD-диски записываются в заводских условиях. Подобно грампластинкам, их можно только прослушивать. Однако за последние годы разработаны оптические CD-диски для однократной (так называемые CD-R) и многократной (так называемые CD-RW) записи на персональном компьютере, оснащенном специальным дисководом. Это дает возможность делать на них записи в любительских условиях. На диски CD-R можно сделать запись только один раз, а на CD-RW - многократно: как на магнитофоне, можно стирать предыдущую запись и на ее месте делать новую.
Цифровой метод записи сделал возможным объединить на персональном компьютере текст и графику со звуком и движущимися изображениями. Такая технология получила название "мультимедиа".
В качестве носителей информации в таких мультимедийных компьютерах используются оптические компакт-диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory - т.е. память на компакт-диске "только для чтения"). Внешне они не отличаются от звуковых компакт-дисков, используемых в проигрывателях и музыкальных центрах. Информация в них записывается также в цифровой форме.
На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации - DVD (Digital Versatil Disc или цифровой диск общего назначения). На вид они ничем не отличаются от компакт-дисков. Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска - гораздо более высокая плотность записи информации. Он вмещает в 7-26 раз больше информации. Это достигнуто благодаря более короткой длине волны лазера и меньшему размеру пятна сфокусированного луча, что дало возможность уменьшить вдвое расстояние между дорожками. Кроме того, DVD-диски могут иметь один или два слоя информации. К ним можно обращаться, регулируя положение лазерной головки. У DVD-диска каждый слой информации вдвое тоньше, чем у CD-диска. Поэтому можно соединять два диска толщиной 0,6 мм в один со стандартной толщиной 1,2 мм. При этом емкость удваивается. Всего DVD-стандарт предусматривает 4 модификации: односторонний, однослойный на 4,7 Гбайт (133 минуты), односторонний, двухслойный на 8,8 Гбайт (241 минута), двухсторонний, односл ойный на 9,4 Гбайт (266 минут) и двухсторонний, двухслойный на 17 Гбайт (482 минуты). Указанные в скобках минуты - это время проигрывания видеопрограмм высокого цифрового качества с цифровым многоязычным объемным звуком. Новый стандарт DVD определен таким образом, что будущие модели устройств считывания будут разрабатываться с учетом возможности воспроизведения всех предыдущих поколений компакт-дисков, т.е. с соблюдением принципа "обратной совместимости". Стандарт DVD позволяет значительно увеличить время и улучшить качество воспроизведения видеофильмов по сравнению с существующими CD-ROM и видео-компакт-дисками LD.
Форматы DVD-ROM и DVD-Video появились в 1996 году, а позднее был разработан формат DVD-audio для записи высококачественного звука.
Дисководы DVD представляют собой несколько усовершенствованные дисководы CD-ROM.
CD- и DVD-оптические диски стали первыми цифровыми носителями и накопителями информации для записи и воспроизведения звука и изображения
История флэш-памяти
История появления карт флэш-памяти связана с историей мобильных цифровых устройств, которые можно носить с собой в сумке, в нагрудном кармане пиджака или рубашки или даже виде брелка на шее.
Это - миниатюрные МР3-плееры, цифровые диктофоны, фото- и видеокамеры, смартфоны и карманные персональные компьютеры - КПК, современные модели сотовых телефонов. Небольшие по размеру, эти устройства нуждались в расширении емкости встроенной памяти, чтобы записывать и считывать информацию.
Такая память должна быть универсальной и использоваться для записи любых видов информации в цифровой форме: звука, текста, изображений – рисунков, фотографий, видеоинформации.
Первой компанией, изготовившей флэш-память и выпустившей её на рынок, стала Intel. В 1988 году был продемонстрирована флэш-память на 256 кбит, которая имела размеры обувной коробки. Она была построена по логической схеме NOR (в русской транскрипции – НЕ-ИЛИ).
NOR-флэш-память имеет относительно медленные скорости записи и удаления, а число циклов записи относительно невелико (около 100 000). Такую флэш-память можно использовать, когда нужно почти постоянное хранение данных с очень редкой перезаписью, например, для хранения операционной системы цифровых камер и мобильных телефонов.
Что такое "ОПТИЧЕСКИЙ ДИСК"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.
ОПТИЧЕСКИЙ ДИСК опти?ческий диск носитель данных в виде пластикового диска, предназначенный для записи и воспроизведения звука (компакт-диск CD), изображения (видеодиск), буквенно-цифровой информации, мультимедиа (CD-ROM, DVD) и др. при помощи лазерного луча. Первые оптические диски появились в 1979 г. Фирма «Philips» создавала их для записи и воспроизведения звука. Оптический диск состоит из жёсткой, оптически прозрачной основы, на которую нанесён тонкий рабочий слой и дополнительный защитный слой. Благодаря оптическому методу считывания оптические диски гораздо долговечнее грампластинок. Диаметр стандартного компакт-диска составляет 120 мм (4.5 дюйма), толщина – 1.2 мм, диаметр центрального отверстия – 15 мм. Изготавливаются CD-диски из очень прочной прозрачной пластмассы – поликарбоната или полихлорвинила. На одной стороне диска помещается этикетка, а другая сторона имеет зеркальную поверхность, переливающуюся цветами радуги. Это зона записи, спиральная дорожка которой состоит из питов – углублений различной длины. Расстояние между двумя соседними дорожками спирали – 1.6 мкм, т. е. плотность записи по сравнению с обычной грампластинкой больше в 100 раз. Ширина питов составляет 0.6–0.8 мкм, а длина их переменная. Она отражает длину последовательностей «1» записанного цифрового сигнала и может изменяться от 0.9 до 3.3 мкм. Информация в виде питов защищена от механических повреждений с одной стороны прозрачным материалом диска, а с другой – слоем пластмассы и этикеткой. По сравнению с механической звукозаписью имеет ряд преимуществ: очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. Музыкальные CD-диски записываются в заводских условиях. Подобно грампластинкам, их можно только прослушивать. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым кодом. В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из миниатюрных углублений и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как единицы, а ровно отражающие свет участки – как нули. Бесконтактное считывание информации с компакт-диска осуществляется с помощью оптической головки или лазерного звукоснимателя. Оптическая головка состоит из полупроводникового лазера, оптической системы и фотоприёмника, преобразующего световой сигнал в электрический. Считывающий лазерный луч фокусируется на спиральной дорожке с питами, находящимися в глубине диска. Головка никогда не соприкасается с диском – она находится всегда на строго определённом расстоянии от него, обеспечивающем нахождение дорожки из питов в фокусе оптической системы. Технология мультимедиа позволяет объединить на персональном компьютере текст и графику со звуком и движущимися изображениями. В качестве носителей информации в таких мультимедийных компьютерах используются оптические компакт-диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory – т. е. память на компакт-диске «только для чтения»). Внешне они не отличаются от звуковых компакт-дисков, используемых в проигрывателях и музыкальных центрах. Ёмкость одного CD-ROM достигает 650 Мбайт, по ёмкости он занимает промежуточное положение между дискетами и жёстким магнитным диском (винчестером). Для чтения компакт-дисков используется CD-дисковод. Информация на компакт-диск записывается только один раз в промышленных условиях, а на персональном компьютере её можно только читать. На CD-ROM издаются самые различные игры, энциклопедии, художественные альбомы, карты, атласы, словари и справочники. Все они снабжаются удобными поисковыми системами, позволяющими быстро найти нужный материал. Объёма памяти двух компакт-дисков CD-ROM хватает для размещения энциклопедии, превышающей по объёму Большую советскую энциклопедию. Оптический диск Информационные оптические CD-диски предназначены для однократной (т. н. CD-R) и многократной (т. н. CD-RW) записи информации на персональном компьютере, оснащённом специальным дисководом. Это даёт возможность, подобно магнитофону, делать на них записи в домашних условиях. На диски CD-R можно сделать запись только один раз, а на CD-RW – многократно, как на магнитном диске или ленте, можно стирать предыдущую запись и на её место делать новую. Считывание информации с компакт-диска: 1 – компакт_диск; 2 – светопрозрачное покрытие, защищающее нанесённую на CD информацию от повреждения; 3 – отражающее покрытие (собственно носитель записи); 4 – защитный слой; 5 – фокусирующий объектив; 6 – лазерный луч; 7 – оптический расщепитель; 8 – фотодетектор; 9 – лазер; 10 – электродвигатель, вращающий диск На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации – DVD (Digital Versatilе Disc или цифровой диск общего назначения). На вид они ничем не отличаются от компакт-дисков. Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска – в десятки раз более высокая плотность записи информации. Это достигнуто благодаря более короткой длине волны лазера и меньшему размеру пятна сфокусированного луча, что дало возможность уменьшить вдвое расстояние между дорожками. Стандарт DVD определён таким образом, что будущие модели устройств считывания будут разрабатываться с учётом возможности воспроизведения всех предыдущих поколений компакт-дисков, т. е. с соблюдением принципа «обратной совместимости». В 1995 г. фирма «Philips» разработала технологию компакт-дисков для повторных записей. Стандарт DVD позволяет значительно увеличить время и улучшить качество воспроизведения видеофильмов по сравнению с существующими СD-RОМ. Дисководы DVD представляют собой усовершенствованные дисководы CD-ROM.
В оптических дисках хранение информации основано на изменении степени отражения поверхности носителя . В процессе считывания при освещении трека лазерным лучом возникает модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого фотоприемником. В модулированном луче закодирована двоичная информация, размещенная на треке. На этом принципе основаны дискиCD, а также их «потомки» -DVDи стоящие особняком дискиPD.
В компьютер оптический диск пришел из техники цифровой аудиозаписи. Аудио компакт-диски, называемыеAudio-CD(CompactDisk), были разработаны фирмамиSonyиPhilipsв 1982 году. Диаметр компакт-диска - 120 мм, толщина - 1,2 мм. Как и грампластинки, диски имеютодну спиральную дорожку , но начинающуюся с внутренней стороны диска. Область с диаметром 46-50 мм являетсявводной (lead-in), область 116-117 мм -выводной (lead-out). Область между этими зонами называетсяпрограммной (programarea). Дорожка представляет собой цепочку «ямок» (pits) в прозрачной основе диска, за которой расположен светоотражающий слой. Размеры всех элементов – сотые микрометра. Края ямок соответствуют двоичным единицам канальной информации, кодирующей записанную на диске полезную информацию. Участок без изменения глубины (как ямка, так и «равнина») соответствует двоичным нулям, число нулевых битов определяется длиной этого участка.
Для считывания применяют инфракрасный лазер с длиной волны 780 нм (в воздухе). Луч, отраженный от дна ямки, возвращается в приемник в противофазе с лучом, отраженным от поверхности. Для выравнивания продольной плотности записи диск вращается с переменной угловой скоростью, а привод обеспечивает постоянство линейной скорости носителя, проходящего под головкой. Этим обусловлено большое время доступа, поскольку время уходит и на разгон (торможение) диска при достаточно быстром перемещении головки. Скорость считывания аудиоданных, требуемая для звуковоспроизведения в реальном масштабе времени, соответствует информационной скорости 150 Кбит/с. Диск способен хранить информацию 74 минут звучания стереосигнала с частотой квантования 44,1 кГц и 16-разрядными выборками. На диске используется только одна поверхность. Каждое музыкальное произведение (или его часть) записывается на одном треке, всего на диске может быть до 99 треков. Во вводной зоне размещена таблица содержимого (ТОС -TableOfContent), в которой описаны координаты каждого трека и выводной зоны.
В таком виде появились и первые компакт-диски, ориентированные на хранение данных, для считывания которых применяются приводыCD-ROM(CompactDiskReadOnlyMemory). Они базируются на тех же методах организации и кодирования данных на физическом уровне, что и аудио-CD, но отличаются способом организации и использования хранимой информации. Информационная емкость стандартного дискаCD-ROM- 650 Мбайт и 700 Мбайт. Впоследствии были разработаны диски, записываемые пользователем,CD-R(CDRecordable), и устройства записи (рекордеры)CD-Writer,CD-Recorder(естественно, способные и считывать информацию). Эти диски и устройства позволяли лишь одно кратную запись, их еще называлиCD - WORM (WriteOnce,ReadMany- одноразовая запись, многократное чтение) илиCD - WO (WriteOnce). Устройствас возможностью многократной записи на оптический диск первоначально назвали CD - E (Erasable- стираемые). Однако с маркетинговой точки зрения такое название показалось непривлекательным (от того, что данные могут быть стерты, восторг мало кто испытывает), и его заменили наCD - RW (Rewritable- перезаписываемые), хотя физическая суть та же. Особую привлекательностьCD-RиCD-RWпридает совместимость этих дисков с обычными приводамиCD-ROMи даже аудиоплейерами. Существуют также и оптические дискиPD(PhasechangeDisk), допускающие многократную перезапись, но никак не совместимые с приводамиCD-ROM. Правда, имеются комбайныCD/PD, работающие с разными типами дисков. Более новые и емкие дискиDVD(DigitalVideoDisk- цифровой видеодиск, илиDigitalVersatileDisk- универсальный цифровой диск) совместимости сCDне имеют. Но и здесь появились комбайны, позволяющие работать и сDVD, и сCD.
В начале 90-х годов в Японии были распространены миниатюрные диски CD Single диаметром 80 мм, емкостью около 200 Мбайт. Для этих дисков на лотках приводовCDимеется небольшое углубление, обеспечивающее возможность их использования наравне с «большими». На маленьких дисках выпускались продуктыCD-XA(смесь видео, аудио и данных, см. ниже). Их не следует путать с мини-дисками (SonyMiniDisk), являющимися перезаписываемыми магнитооптическими дисками.
В последнее время с разных сторон всё чаще раздаются заявления, что де оптические диски, как носители информации, своё отжили, и что совсем скоро они исчезнут навсегда. Я не берусь спорить с авторами подобных реплик, однако – поскольку достаточно часто посещаю соответствующие магазины – могу со всей ответственностью заявить: «Лазерный диск жив!» Издаются свежие игры, выходят новые фильмы, да и музыку не стоит сбрасывать со счетов... конечно, другие способы доставки и хранения информации (Интернет, флэш-карты и т. п.) набирают, как говорится, «обороты», но, тем не менее, оптический диск был и остаётся одним из наиболее популярных способов хранения данных.
Ну, а раз так, устройства для чтения и записи оптических дисков пока рано удалять из своего компьютера. Более того, в свете появления новых форматов, его, пожалуй, стоит обновить.
Так какой оптический дисковод должен иметь современный компьютер? Давайте попробуем определиться.
На сегодняшний день актуальны три стандарта оптических дисков. Это, безусловно, ветеран оптики – CD (обычный компакт-диск), наиболее популярный в настоящее время DVD и, стремительно набирающий рейтинг BD (Blu-Ray Disk). Появившийся на короткое время (годы «жизни» 2006-2008) стандарт HD-DVD, не выдержав конкурентной борьбы с «блу-рэями», канул в небытие.
Кратко о самих форматах.
CD из-за небольшой ёмкости (700 Мб) на сегодняшний день уже мало актуальны. Они используются в основном для музыкальных дисков Audio CD и MP 3, а так же, в формате CD печатаются диски с драйверами к некоторым недорогим компьютерным устройствам. Формат DVD на сегодняшний день распространён очень широко. Он используется для издания видео (в основном кинофильмов) в стандартном разрешении, на DVD издаются практически все современные компьютерные игры, а так же диски в формате DVD входят в комплект большинства компьютерных комплектующих высокого уровня (материнских плат, видеокарт и др.). Ёмкость однослойного диска DVD составляет 4,7 Гб («паспортное» значение, в реальности ~4,35 Гб). Пояснение – «паспортной» я называю ёмкость, которую определяют производители дисков. Она меньше реальной, так как считается по принципу: 1 Кб равен 1000 б, хотя на самом деле – 1 Кб это 1024 б. Кроме однослойных, существуют двухслойные DVD-диски с паспортной ёмкостью 8,5 Гб. BD, или «блу-рэй» диски – на сегодняшний день самый прогрессивный оптический формат. Такое название («синий луч») эти диски получили из-за типа лазера, применяемого в BD-устройствах – используется так называемый «синий» или, правильнее, сине-фиолетовый лазер. Они характеризуются весьма значительной ёмкостью – 25 «паспортных» гигабайт у однослойного диска и 50 Гб – у двухслойного. Кроме того, в обозримом будущем ожидается появление четырёхслойных (100 Гб) и восьмислойных (200 Гб) дисков. Используются BD в основном для записи видео высокого разрешения (Full HD), а так же для выпуска игровых дисков для современных консолей (Xbox, PS3). В связи с ростом объёмов дистрибутивов игровых приложений, в скором времени следует ожидать появления «игровых» BD и для ПК.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что идеальным выбором для современного персонального компьютера следует считать оптический дисковод, поддерживающий все три, действующих в настоящее время, формата. Однако существуют нюансы. Понятие «поддерживать» может быть достаточно расплывчатым. То есть возможна ситуация, когда дисковод способен читать диски определённого формата, но не записывать, или же записывать только диски для однократной записи и не работать с перезаписываемыми дисками. Либо привод может выполнять все операции с однослойными дисками и не «писать» многослойные. Что бы выбрать именно то устройство, которое нужно вам, требуется получить от продавца-консультанта в компьютерном магазине чётко «очерченный» список форматов, поддерживаемых предлагаемым вам дисководом. А чтобы этот список не поставил вас в тупик, я сейчас «расшифрую» сокращения, используемые в описаниях оптических приводов.
Итак, возможности лазерных дисководов:
CD-ROM – чтение любых компакт-дисков (CD);
CD-RRW – чтение всех типов и запись записываемых и перезаписываемых CD;
DVD-ROM – чтение всех типов DVD;
DVD-R, DVD+R – чтение всех типов и запись записываемых DVD;
DVD-RW, DVD+RW – чтение всех типов и запись записываемых и перезаписываемых DVD;
DVD-R DL, DVD+R DL – чтение всех типов и запись записываемых одно-, двухслойных DVD;
DVD-RW DL, DVD+RW DL – чтение всех типов и запись записываемых и перезаписываемых одно-, двухслойных DVD;
DVD-RAM – чтение и запись особых DVD-RAM дисков, позволяющих производить операции чтения-записи непосредственно в процессе работы с диском;
BD-ROM – чтение всех типов BD;
BD-R – чтение всех типов и запись записываемых BD;
BD-R DL – чтение всех типов и запись записываемых одно-, двухслойных BD;
BD-RE – чтение всех типов и запись записываемых и перезаписываемых BD;
BD-RE DL – чтение всех типов и запись записываемых и перезаписываемых одно-, двухслойных BD;
В настоящее время рынок позволяет подобрать по-настоящему мультиформатный (поддерживающий пусть не все существующие в природе, но все самые распространённые форматы лазерных дисков) привод. Примером такого устройства может являться вот этот привод: Pioneer BDR-208DBK –
Читаемые форматы: CD-R/RW, CD-DA, CD-ROM/XA, Video-CD, Photo CD, CD-Extra, CD Text, DVD-ROM, DVD-VIDEO, DVD+R, DVD-R, DVD+RW, DVD-RW, DVD-RAM, CD-ROM, BD-ROM (Single/Dual Layer), BD-R, BD-RE, BD-R LTH, BD-R DL, BD-RE DL.
Записываемые форматы:
BD-R, BD-R DL, BD-R LTH, BD-RE, BD-RE DL, CD-R, CD-RW, DVD-R Dual Layer, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+R, DVD+R9 Dual Layer, DVD+RW.
Однако нужно помнить, что всё стоит денег, и универсальность здесь не исключение. И хотя оптический привод на сегодняшний день – не самое дорогое устройство в ПК, переплачивать за излишний функционал тоже ни к чему. Поэтому взвесьте свои потребности и сделайте правильный выбор. А мне осталось лишь пожелать вам в этом удачи.
