CD-uri
CD-ROM (CD) se referă la memoria externă și este conceput pentru stocarea pe termen lung a programelor și a datelor.
Inițial, CD-urile au fost folosite exclusiv în echipamente de reproducere a sunetului de înaltă calitate, înlocuind înregistrările uzuale de vinil și casetele de bandă. Cu toate acestea, în curând, discurile laser au fost folosite și pe computerele personale. Discurile cu laser de calculator au fost numite CD-ROM-uri (Compact Disk - Read Only Memory sau "compact disc-read-only memory"). La sfârșitul anilor 90, dispozitivul de lucru cu CD-ROM a devenit o componentă standard a oricărui computer personal, iar marea majoritate a programelor a început să fie distribuită pe CD-uri.
Pentru majoritatea CD-ROM-urilor, informațiile stocate ulterior sunt stocate într-un singur ciclu tehnologic sau într-o singură sesiune. Conținutul discului, adică un indicator al locului și a modului în care informațiile sunt stocate pe acesta, este conținut în VTOC. Cu toate acestea, după ce a apărut tehnologia care permite adăugarea de informații pe CD-uri speciale (atașate), a fost deja discutată despre CD-urile multi-sesiune și unitățile corespunzătoare (multi-sesiune). Astfel, înregistrările cu mai multe sesiuni sunt definite în formatele Kodak PhotoCD și CD-ROM HA (arhitectura extinsă).
Există discuri cu posibilitatea de scriere multiplă CD-RW (compact disc - reinscriptibil: CD-ul reinscriptibil). În prezent, CD-R și CD-RW sunt cele mai convenabile mijloace de stocare și transmitere a unor cantități mari de informații.
Costul de stocare a informațiilor pe discuri compacte este mai mic decât pe orice alt suport media.
Dispozitiv fizic CD
CD-ul este format din mai multe straturi îmbinate într-o singură placă subțire circulară. Diametrul marea majoritate a discurilor compacte este de 120 de milimetri, care este egal cu cinci inci. Un disc standard de 5 inchi conține informații de 640-700 MB.
CD-ROM-ul creat prin metoda industrială constă din trei straturi. Baza discului, creată dintr-un policarbonat transparent, ocupă volumul principal al discului. Atunci când se produc baze prin ștanțare sau turnare prin injecție este aplicat un model de informații, și rezultând într-o folie de plastic transparent, neted pe o parte și pe de altă parte - cuprinzând o multitudine de depresiuni microscopice (numite uneori gropi, din groapa engleză -. Recess) adâncimea căruia se măsoară de la suprafață (pământ). Apoi, substratul este aplicat pe stratul metalic reflectorizant (de obicei aluminiu, deși pot fi utilizate și alte metale sau aliaje), apoi - un strat protector dintr-o peliculă de policarbonat subțire sau lac special, care este adesea plasat imprimare - diverse desene și inscripții.
După crearea tuturor straturilor, discul este gata de utilizare. Informația este citită din partea de lucru a discului printr-un substrat transparent. Modelul informațiilor ștampilat și stratul reflectorizant reflectă fasciculul laserului de citire în diferite moduri în diferite zone.
Efectuarea de ștampile pentru CD-uri
Deoarece lingou de sticlă (wafer aproximativ 10 inch diametru și 6 mm grosime - «sticla maestru»), pe care se formează o matrice pentru imprimarea CD este utilizat în mod repetat, primul pas este un material pentru îndepărtarea photoresistive procesul rămas din perioada anterioară. Apoi, purificarea, clătirea cu apă deionizată și aplicarea unui nou strat lichid de fotorezist și uscare. După aceea, discul este plasat într-un dispozitiv de înregistrare a fasciculului laser (LBR) conectat la un computer personal. Pentru înregistrarea (masterizarea) utilizează albastru sau violet fascicul laser, care este modulat, astfel încât să expună fotorezist în punctele în care acestea trebuie să fie aranjate adîncituri (puțuri, puțuri); înregistrarea are loc la o viteză liniară constantă. Pitas trebuie să îndeplinească cerințele geometrice specificate în Cartea Roșie. După înregistrare, martorul este plasat într-o soluție de NaOH, care spală secțiunile luminate ale fotorezistului. Suprafața de sticlă nu este supusă unor modificări în acest proces, ci numai suportul fotorezistului.
Bara astfel prelucrată este acoperită cu vid, folosind un strat subțire (aproximativ 1 moleculă în grosime) de argint, formând un comandant de sticlă metalizat.
Apoi metoda de electroliză pentru argint este aplicată unui strat de nichel, care este apoi îndepărtat din sticlă, formând o foaie de metal numită "tată" ("tată"). Fiind o imagine în oglindă a datelor tipărite, aceasta poate fi deja utilizată pentru a imprima un CD, dar procesul nu se termină acolo, deoarece sunt necesare multe copii ale unui astfel de timbru. Prin urmare, "tatăl" este folosit pentru a-și relua imaginea din nou pe nichel - "mamă", care este folosită pentru a produce moare de lucru (numite "fiu", "fiu").
Înainte de transferul la producție, ștampilele sunt respinse temeinic pentru precizia gaurii centrale, prezența bătăilor longitudinale și laterale atunci când se rotește pe un dispozitiv numit "jucărie stamper".
Stamperul de lucru ("stamper") este utilizat pentru a aplica un model de informație pe suprafața coloanei vertebrale a polimerului CD, care este apoi acoperit cu un strat reflectorizant de aluminiu și acrilic de protecție.
Tehnologia TrueX (Kenwood Technologies)
Unitatea TrueX oferă o rată de transmisie de 6750-7800 Kbyte / s (sau 45H - 52X) pe întreaga suprafață a discului, în timp ce unitatea normală 48x-max - pe liniile interioare operate la 19h ajunge la 48x viteza de pe liniile exterioare (dacă desigur, discul este plin).
Formate CD-uri care pot fi înregistrate
CD-R. Tip de disc optic cu scriere unică (Write Once / Read Multe depozitare - WORM) a fost cunoscut de la sfârșitul anilor 1980, atunci când înregistrarea de date cu privire la o marcă fizică WORM (marca) sunt realizate pe suprafața unui mediu cu laser subțire și, deoarece aceste semne nu pot fi șterse, înregistrarea este efectuată o singură dată.
Un strat de colorant al compușilor azo care a fost folosit anterior în alte medii optice de înregistrare este acum utilizat și în CD-R.
Producătorii de CD-R folosind aceste Colorant diferite, combinându-le prin variația grosimii și colorarea straturilor reflectorizante, și așa mai departe pentru a produce o gamă largă de caracteristici, cum ar fi durabilitatea, viteza de scriere și puterea laser utilizată pentru înregistrare. Pentru a elimina dezavantajele inerente stratului reflectorizant aluminiu al CD-urilor convenționale, sunt folosite aici straturi reflectorizante de argint sau aliaje de aur.
Pe discul inregistrat există o canelură spirală (cale ferată) ștanțată în timpul fabricației, pe care datele sunt înregistrate ulterior. În timpul înregistrării, capul laser de scris urmează pe această pistă și, prin urmare, discul primește aceleași caracteristici ca și o piesă obișnuită a CD-ului - 0,6 m în lățime de cale și 1,6 m în pasul pistei. Înregistrarea începe din interiorul discului și pe un disc complet coloana sonoră spirală face 22 188 de rotații sau aproximativ 600 de rotații pe 1 milimetru.
Dacă un CD-ROM obișnuit este produs prin ștanțare mecanic adânciturile (Marks, „gropi“), cu înregistrarea CD-R folosește laser „arde“ urme într-un colorant organic. Fiind încălzit la o temperatură critică, regiunea „ars“ devine opac (sau absorbant) și atunci când lectură reflectă mai puțină lumină decât porțiunile adiacente, care nu au fost încălzite de laser. Această tehnologie imită modul în care informațiile sunt citite de pe un CD convențional atunci când lumina se reflectă complet de la suprafață ("teren"), dar este împrăștiată de o groapă ("groapă").
Spre deosebire de tehnologia WORM, CD-R nu vă permite să ștergeți datele înregistrate anterior, însă acestea vă permit să le adăugați secvențial în mai multe sesiuni (sau sesiuni) în zone libere ale discului. Problema este că astfel de discuri multisession nu pot fi pe deplin citibile pe versiunile anterioare de playere, computere sau folosind sisteme de operare vechi.
Inițial, CD-R-urile au fost lansate în 63 sau 74 de minute, ceea ce corespunde unei capacități de 550 sau 650 MB, mai târziu există discuri de 700 MB. Formatul CD-R nu a fost lipsit de probleme de compatibilitate. Spre deosebire de compact discurile convenționale, suprafața reflectorizantă a CD-R este proiectată pentru a se potrivi cu exactitate cu lumina laser a unui CD-ROM convențional (780 nm). Dacă plasați un astfel de disc într-o unitate de primă generație (laser cu lungimea de undă de 650 nm), atunci nu există nicio garanție a citirii corecte a informațiilor. Ulterior, au fost dezvoltate capete laser cu lungime de undă variabilă (dublă), iar această problemă a fost rezolvată.
CD-RW - CD reinscriptibil (CD reinscriptibil)
Tehnologia CD-RW - modificarea stării optice (faza) a substanței - este în sine departe de a fi nouă. Rețineți, totuși, că tehnologia CD-RW nu necesită expunerea la câmpuri magnetice (așa cum este utilizat în unități magneto-optice). unitate CD-RW este diferită de discul CD-R, iar structura lor este, în principiu similar cu discurile CD-R (substrat de policarbonat cu traseu elicoidal de plumb smelted), dar cu diferențe semnificative în detaliu - stratul de înregistrare este dispus între straturi dielectrice, care este retrasă din exces de căldură în timpul înregistrării.
Ca mediu de înregistrare, CD-RW utilizează de obicei o compoziție transparentă compusă din compuși de argint, indiu, antimoniu și telur. În timpul înregistrării, un fascicul laser focalizat selectiv incalzeste zonele materialului deasupra punctului de topire (500-700 ° C), și după suficient agent de răcire rapidă intră în starea amorfă așa-numita, formând o regiune opacă.
La ștergerea stratului este încălzit la o temperatură sub punctul de topire, dar mai mare decât temperatura de cristalizare (200 ° C) un timp suficient (cel puțin mai mare decât timpul minim de cristalizare) și atomii reveni la starea ordonata (transparent).
Pentru a obține aceste efecte în stratul de înregistrare, laserul de scris al CD-RW utilizează trei niveluri de putere:
- înalta, așa-numita "putere de înregistrare", creează zone opace (absorbante) în stratul de înregistrare;
- media ("șterge puterea"), topeste partea din stratul de înregistrare și o convertește într-o stare reflexivă (transparentă);
- Scăzut ("puterea de citire"), nu modifică starea stratului sensibil și poate fi utilizat pentru citirea datelor.
Sisteme de fișiere
Formatul de date ISO 9660, elaborat de Organizația Internațională de Standardizare (MOC / ISO) în 1984, descrie structura directoarelor și numele fișierelor pe discuri. Numele de fișiere pot conține doar litere latine litere mari, cifrele "0" - "9" și simbolul "_" de subliniere. Numele de adrese pot avea o lungime maximă de opt caractere (fără extensie), gradul de cuibare a directoarelor nu trebuie să depășească opt caractere.
Fiecare CD are un cuprins (TOC), care conține informații despre piste (fonograme) plasate pe disc. "Cartea Orange" rezolvă problemele de înregistrare a CD-urilor, unde în sesiunile ulterioare de înregistrare pe disc, TOC este modificat.
CD-urile au un diametru de 12 centimetri și o gaură centrală cu un diametru de 15 milimetri. Datele audio sau de calculator sunt înregistrate pornind de la o rază de 25 milimetri (după înregistrarea introducerii) la o rază de 58 de milimetri (sau înainte de înregistrarea unui decupaj). CD-R standard "Cartea Orange" desparte CD-ul în două domenii:
- Sistem (zona de utilizare a sistemului - SUA);
- Zona de informații (IA).
În timp ce IA este doar un spațiu pentru plasarea datelor, SUA este similar cu sectorul de boot al hard disk-ului și utilizează inițial 4 milimetri de rază a suprafeței CD-ului. Aici sunt înregistrate informațiile pentru cititor, indicând ce tip și format de informație este de așteptat. SUA, la rândul său, este împărțită în două părți - zona de calibrare a energiei (PCA) și zona de programare a memoriei (PMA).
Pe fiecare CD, PCA este folosit ca bază pentru reglarea laserului dispozitivului de scriere. Odată ce discul este introdus în unitatea CD-R, fasciculul laser este direcționat către suprafața SAR pentru a estima setarea optimă a puterii pentru arderea CD-ului. Etalonarea este influențată de factori precum viteza de înregistrare, umiditatea și temperatura ambientală, tipul de disc utilizat. Pe disc sunt permise maximum 99 de calibrări, deoarece fiecare dintre acestea distruge porțiunea de suprafață PCA.
Zona de informații, la rândul său, este împărțită în trei secțiuni:
- Regiunea de intrare conține bitii zero ("tăcere digitală") în canalul principal plus un cuprins (VTOC) în subcanalul "Q". Lungimea introducerii este determinată de necesitatea plasării unui volum de tabele de conținut (VTOC) care conține până la 99 de piste (fonograme);
- zona de program conține până la aproximativ 76 de minute. date, separate de maxim 99 de piste (fonograme). În timp ce pe medii de stocare convenționale opt biți formează o secvență octet care transforma formele blocuri de date pe un CD, fiecare octet (8 biți) este codificată ca 14 biți, plus 3 atașat bit folosind algoritmul, denumit „modulare opt-paisprezece» (Eight Aceasta este Patruzece modulații - EFM);
- o regiune de ieșire care conține biți zero și care definește sfârșitul programului.
Tehnologii magneto-optice
După cum sugerează și numele, aceste discuri folosesc o combinație de tehnologii optice magnetice și optice, folosind un laser pentru citirea datelor de pe un disc, cu utilizarea suplimentară a unui câmp magnetic la scrierea datelor. Aparatul este proiectat astfel încât discul introdus să fie expus unui câmp magnetic pe o parte și unei fascicule laser cu opusul. Discuri având dimensiuni de 3,5 și 5,25 inch, acoperit cu un strat dintr-un aliaj special care are proprietatea de a reflecta radiația laser ușor unghiuri diferite în funcție de direcția de magnetizare, iar datele pot fi înregistrate ca „Nord“ și „Sud“ poli magnetici, ca și în cazul hard disk.
In timp ce hard disk-ul poate remagnetizing la orice temperatură, stratul magnetic utilizat pe MO media, este extrem de rezistent la magnetizare, la temperatura camerei, menținând constant de date până când stratul de înregistrare va fi nivelul de temperatură încălzit peste numită punctul Curie (aproximativ 200 ° C). Inelele magneto-optice de stocare folosesc un laser pentru a încălzi anumite regiuni de particule magnetice. După încălzirea particulelor magnetice, direcția câmpurilor lor magnetice poate fi schimbată cu ușurință de câmpul generat de capul magnetic.
Informația este citită folosind un laser mai puțin puternic și efectul Kerr, care constă în faptul că polarizarea luminii reflectate variază în funcție de orientarea câmpului magnetic. În acele puncte în care suprafața nu a fost supusă acțiunii magnetice cu laser, secțiunea reprezintă "O" și în cazul în care punctul a fost încălzit și magnetizat, semnalul "1" va fi înregistrat.
Intensitatea luminii suprascriere directă (suprascriere directă cu puterea variabilă a fasciculului luminii).
LIMDOW - unitățile și discurile utilizează același principiu de bază ca și un drive MO convențional: suprafața de înregistrare este încălzită și magnetizată sub influența unui câmp magnetic extern. Dar, în loc să folosești un cap magnetic în unitate, aici magneții sunt construiți în unitatea în sine.
LIMDOW - Discul are două straturi magnetice direct în spatele suprafeței de lucru reflectorizante. Această suprafață, atunci când este încălzită la un nivel de temperatură, preia magnetizarea unuia dintre aceste straturi, dar la încălzirea ulterioară dobândește polaritatea celuilalt strat magnetic. La scrierea datelor pe disc, sunt utilizate impulsuri laser de două puteri diferite. Astfel, a fost posibilă o creștere semnificativă a vitezei de înregistrare a datelor aproape comparabilă cu hard disk-urile.
Pe langa crearea MO, competitiva in viteza de inregistrare, tehnologia LIMDOW permite trecerea la discuri magneto-optice de capacitate mai mare. Deoarece stratul magnetic este dispus adiacent suprafeței de lucru (mai degrabă decât undeva in afara discului), înregistrarea poate fi făcută cu o densitate mult mai mare, în rezoluția fapt limitată a fasciculului laser urme capacitatea ( „pete“, suprafața de încălzire). În viitor, este de așteptat ca utilizarea laserelor cu lungime de undă mai scurte (lasere roșu, apoi laserul albastru) pentru a micșora dimensiunea liniei și capacitatea discului în raport curent (2,6 GB sau mai mult) ar putea crește de 4 ori.
Substituibile pentru unitățile de dischetă și hard disk
Unități hard disk înlocuibile
Informații suplimentare despre acest subiect
O descriere detaliată a dispunerii discurilor magnetice flexibile și a metodelor de stocare a informațiilor pe aceste discuri
Articolul descrie diferite tipuri de monitoare, descrie principiile și caracteristicile lor de funcționare
Articolul descrie istoria dezvoltării procesoarelor, direcțiile în care au fost gândite ingineria, principiile de funcționare a diverselor procesoare
Descrierea completă a tipurilor și dispozitivelor media moderne DVD în industria calculatoarelor