Оптические cd. Оптические диски в хранении и пользовании

Внешняя память

Оптические диски

Оптические (лазерные) диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. В них используется оптический принцип записи и считывания информации с помощью лазерного луча.

Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся от центра диска и содержащую чередующиеся участки впадин и выступов с различной отражающей способностью.

При считывании информации с оптических дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы.

В процессе записи информации на оптические диски применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера.

Существует два типа оптических дисков:

CD-диски (CD - Compact Disk, компакт диск), на который может быть записано до 700 Мбайт информации;

DVD-диски (DVD - Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), которые имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.
DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию.
Кроме того, информационная емкость DVD-дисков может быть еще удвоена (до 17 Гбайт), так как информация может быть записана на двух сторонах.

В настоящее время (2006 год) на рынок поступили оптические диски (HP DVD и Blu-Ray), информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Накопители оптических дисков делятся на три вида:

• Без возможности записи - CD-ROM и DVD-ROM
  (ROM - Read Only Memory, память только для чтения).
  На дисках CD-ROM и DVD-ROM хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна.
• С однократной записью и многократным чтением -
  CD-R и DVD±R (R - recordable, записываемый).
  На дисках CD-R и DVD±R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражательные свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 и 1.
• С возможностью перезаписи - CD-RW и DVD±RW
  (RW - Rewritable, перезаписываемый).На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно.
  Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При записи (стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и переводит его в одно из таких состояний.
  При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1.

Основные характеристики оптических дисководов:

емкость диска (CD - до 700 Мбайт, DVD - до 17 Гбайт)

скорость передачи данных от носителя в оперативную память - измеряется в долях, кратных скорости
150 Кбайт/сек для CD-дисководов (Такая скорость считывания информации была у первых CD-дисководов) и
1,3 Мбайт/сек для DVD-дисководов (Такая скорость считывания информации была у первых DVD-дисководов)

В настоящее время широкое распространение получили 52х-скоростные CD-дисководы - до 7,8 Мбайт/сек.
Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости (например, 32х кратной).
Поэтому CD-дисководы маркируются тремя числами «скорость чтения Х скорость записи CD-R Х скорость записи CD-RW» (например, «52х52х32»).
DVD-дисководы также маркируются тремя числами (например, «16х8х6»

время доступа - время, нужное для поиска информации на диске, измеряется в миллисекундах (для CD 80-400мс).

При соблюдении правил хранения (хранения в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

Дополнительная информация о структуре дисков

Диск, созданный промышленным способом, состоит из трех слоев. На основу диска, созданного из прозрачного пластика методом штамповки наносится информационный узор. Для штамповки существует специальная матрица-прототип будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. Далее на основу напыляется отражающий металлический слой, а затем сверху еще и защитный слой из тонкой пленки или специального лака. На этот слой часто наносятся различные рисунки и надписи. Информация считывается с рабочей стороны диска через прозрачную основу.

Записываемые и перезаписываемые компакт-диски имеют дополнительно еще один слой. У таких дисков основа не имеет информационного узора, но между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой, который может менять под воздействием высокой температуры.При записи лазер разогревает заданные участки регистрирующего слоя, создавая информационный узор.

DVD-диск может иметь два регистрирующих слоя. Если один из них выполняется по стандартной технологии, то другой - полупрозрачный, наносится ниже первого и имеет прозрачность около 40%. Для считывания двухслойных дисков применяются сложные оптические головки с переменным фокусным расстоянием. Луч лазера, проходя через полупрозрачный слой, сначала фокусируется на внутреннем информационном слое, а по завершении его чтения перефокусируется на внешний слой.

Все многообразие используемых в настоящее время в компьютере и бытовой аппаратуре оптических дисков можно разделить на две основные группы: компакт-диски CD (Compact Disk) и цифровые универсальные диски DVD (Digital Versatile Disk/Digital Video Disk). Диски CD и DVD имеют одинаковые физические размеры (диаметр 120/80 мм), но отличаются плотностью записи данных и характеристиками используемых оптических головок для считывания данных. По функциональному признаку CD и DVD делятся на три категории:

Без возможности записи (только для чтения);

С однократной записью и многократным чтением;

С возможностью перезаписи.

Принцип работы всех существующих ныне оптических дисководов основан на использовании луча лазера для записи и чтения информации в цифровом виде. В процессе записи лазерный луч оставляет на активном слое оптического носителя след, который затем можно прочитать с помощью того же лазерного луча, но меньшей мощности, чем при записи.

Для считывания данных в приводах формата CD используются инфракрасный лазер с длиной волны 780 нм и оптическая система с числовой апертурой 0,45. (Числовая апертура – от лат.apertura – отверстие – равна 0,5·n·sinα, где n – коэффициент преломления среды, в которой находится предмет, α – угол между крайними лучами конического светового потока, входящего в оптическую систему.) Емкость стандартных компакт-дисков, используемых для хранения данных, составляет 650 или 700 Мбайт. Компакт-диски, записанные в формате AudioCD (который был разработан для бытовых звуковоспроизводящих устройств), вмещают до 80 минут стереофонической записи.

Для считывания данных в DVD -приводах используются красный лазер с длиной волны 650 нм и оптическая система с числовой апертурой 0,6. Емкость стандартных DVD-дисков составляет от 4,7 Гбайт и выше.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – неперезаписываемые лазерно-оптические диски, или компакт-диски ПЗУ. Компакт-диск изготавли­вается с использованием очень мощного инфракрасного лазера, который выжигает отверстия диаметром 0,8 микрона на специальном стеклянном контрольном диске. При этом на поверхности образуются углубления – впадины (англ. pit) – и ровные пространства – площадки (англ. land). Запись начинается на некотором расстоянии от отверстия в центре и продвигается к краю по спирали. По этому контрольному диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстия. В шаблон вводится жидкая смола (поликарбонат), и таким образом получается компакт-диск с тем же набором отверстий, что и в стеклянном диске. На смолу наносится очень тонкий слой алюминия, который покрывается защитным лаком. CD-ROM записываются на фирме-изготовителе и используются для распространения больших объемов информации, предназначенной только для чтения. Пользователь при этом не имеет возможности ни стереть, ни записать информацию на такой диск.

CD-R производятся на основе поликарбонатных заготовок, которые используются и при производстве компакт-дисков. Однако структура имеет некоторые отличия. На диск предварительно наносится спиральная дорожка, между слоем поликарбоната и отражателем находится слой красителя. На начальной стадии слой красителя прозрачен, что дает возможность свету лазера проходить сквозь него и отражаться от слоя отражателя. При записи информации мощность лазера увеличивается и, когда луч достигает красителя, краситель нагревается, в результате разрушается химическая связь. Такое изменение молекулярной структуры создает темное пятно. При чтении фотодетектор улавливает разницу между темными пятнами и прозрачными областями. Это различие воспринимается как различие между впадинами и площадками. В качестве красителя используются металлоазот, цианин, фталоцианин или наиболее перспективный формазан – смесь цианина и фталоцианина. Отражающий слой представляет тончайшую пленку из золота или серебра.

CD-RW позволяют многократно записывать информацию на диски с отражающей поверхностью, под которую нанесен слой типа Ag-In-Sb-Te (серебро-индий-сурьма-теллур) с изменяемой фазой состояния. Этот сплав имеет два состояния: кристаллическое и аморфное, которые обладают разной отражающей способностью. Устройство для записи компакт-диска снабжено лазером с тремя вариантами мощности. При самой высокой мощности лазер расплавляет сплав, переводя его из кристаллического состояния (с высокой отражательной способностью) в аморфное состояние (с низкой отражательной способностью), так получается впадина. При средней мощности сплав расплавляется и возвращается обратно в естественное кристаллическое состояние, при этом впадина снова превращается в площадку. При низкой мощности лазер считывает информацию, определяя состояние материала (никакого перехода состояний при этом не происходит).

DVD - это тот же компакт-диск, изготовленный на основе поликарбоната с впадинами и площадками. Однако существует несколько различий. У DVD впадины меньшего размера (0,4 микрона вместо 0,8, как у обычного), более плотная спираль (0,74 микрона вместо 1,6), используется красный лазерный луч более короткой длины (650 нм вместо 780 нм). В совокупности эти усовершенствования дали семикратное увеличение емкости диска (4,7 Гбайт).

На данный момент существует 4 формата DVD :

1. Односторонние однослойные (4,7Гбайт).

2. Односторонние двуслойные (8,5Гбайт).

3. Двусторонние однослойные (9,4 Гбайт).

4. Двусторонние двуслойные (17 Гбайт).

При двуслойной технологии на нижний отражающий слой помещается полупрозрачный отражающий слой. В зависимости от того, где фокусируется лазер, он отражается либо от одного слоя, либо от другого. Чтобы обеспечить надежное считывание информации, впадины и площадки нижнего слоя должны быть немного больше по размеру, поэтому емкость нижнего слоя немного меньше, чем у верхнего слоя.

DVD обладают следующими достоинствами:

Значительно большая по сравнению с CD емкость;

Совместимость с CD;

Высокая скорость обмена данными с дисководом DVD;

Высокая надежность хранения данных.

Стоит отметить, что появление новых технологий Blu-ray и HD-DVD позволяет разместить на диске информации в несколько раз больше, чем на обычном DVD. В основе этих технологий лежит использование голубого лазера с длиной волны 405 нм. Формат HD-DVD записывает на один слой 15 Гбайт информации и 30 Гбайт на два слоя. Blu-ray, соответственно, хранит 25 и 50 Гбайт.

Магнитооптические диски

Принцип работы магнитооптического накопителя (Magneto Optical) основан на ис­пользовании двух технологий – лазерной и магнитной.

Принципиальное устройство всех видов магнитооптических дисков одинаково, различие может состоять только в том, что одни диски имеют одну рабочую поверхность, а другие две. Принципиальное строение одностороннего диска показано на рисунке 2.17.

Поверхность магнитооптического накопителя (МОД) покрыта сплавом, свойства которого меняются как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если нагреть диск сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации посредством небольшого магнитного поля. На этом основаны технологии чтения и записи МОД.

Так, при записи лазерный луч нагревает участок диска, куда должна быть произведена запись, до так называемой «точки Кюри» (у большинства применяемых сплавов это со­стояние наступает при температуре около 200 °С).

В точке Кюри падает магнитная проницаемость, и из­менение магнитного состояния частиц может быть произведено относительно небольшим по величине магнитным полем. Поле переводит все битовые ячейки в одинаковое состояние. При этом стирается вся информация на диске.

Затем направление магнитного поля меняется на противоположное, а лазер включается только в те моменты, когда нужно изменить ориентацию частиц в битовой ячейке (значение бита). Потом сплав охлаждается, и частицы его застывают в новом положении.

При чтении применяется лазерный луч низкой мощности. Отраженный свет попадает на светочувствительный элемент, который определяет направление поляризации. В зависимости от этого направления светочувствительный элемент посылает двоичную единицу или двоичный нуль контроллеру магнитооптического дисковода.

Магнитооптические накопители бывают встроенные и внешние. Кроме обычных дисководов большое распространение получают так называемые оптические библиотеки с автоматической сменой дисков, емкость которых может составлять сотни гигабайт и даже несколько терабайт. Время смены диска составляет несколько секунд, а время доступа и скорость обмена данными такие же, как у обычных дисководов.

Флэш-накопители

Носители информации на основе микросхем флэш-памяти сейчас нашли широкое применение в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах, компьютерах.

Флэш-память – особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Ячейка флэш-памяти состоит из одного транзистора особой архитектуры, в которой можно хранить несколько бит. Основная масса носителей на основе флэш-технологии – это так называемые флэш-карты, которые являются основными но­сителями информации для современной портативной техники. Второе направление, которое сейчас стремительно развивается, – это флэш-память с интерфейсом USB для непос­редственного подключения к компьютеру. Преимуществом флэш-памяти перед жесткими дисками, CD-ROM и DVD является отсутствие движущихся частей, поэтому флэш-память более компактна и обеспечивает более быстрый доступ. Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5–10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков). Недостатком, по сравнению с жесткими дисками, является относительно малый объем, а также ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10000 до 1000000 для разных типов).

Компьютерные флэш-диски в виде брелока с USB-портом используются как сменные носители информации и имеют объем 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мбайт, 1Гбайт, 2Гбайт, 4Гбайт, 8 Гбайт, что не является, конечно, пределом, так как технологии постоянно совершенствуются.

Устройства ввода информации

Устройства ввода информации преобразовывают информацию, поступающую с периферийных устройств, в цифровой вид. Для ввода информации используются следующие устройства: клавиатура, манипуляторы, сканеры, дигитайзеры (цифровые планшеты), сенсорные экраны, средства речевого ввода, цифровые камеры и др.

Клавиатура

Клавиатура является основным средством ввода информации в ПК. Она представляет собой матрицу клавиш, объединенных в единое целое, и электронный блок для преобразования нажатий клавиши в двоичный код. Каждой клавише на клавиатуре соответствует семиразрядный код сканирования (скан-код). При нажатии клавиши аппаратура клавиатуры генерирует однобайтовый код нажатия, а при отпускании соответственно однобайтовый код отпускания. Код нажатия совпадает с кодом сканирования. Код отпускания отличается от кода сканирования наличием единицы в старшем разряде байта. Если клавиша остается нажатой более 0,5с, то автоматически начинают генерироваться коды нажатия с частотой 10 раз в секунду. Автоматическая генерация кода прекращается, если клавишу отпустить или нажать другую клавишу. Так, при «залипании» клавиши, чтобы исключить последствия, достаточно нажать любую другую клавишу. Принцип действия клавиатуры показан на рисунке 2.19. При нажатии на клавишу сигнал регистрируется контроллером клавиатуры и инициа­лизирует аппаратное прерывание, процессор прекращает работу и выполняет процедуру анализа скан-кода. Прерыва­ние обрабатывается специальной программой, входящей в состав постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Любая клавиатура имеет 4 группы клавиш:

Клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;

Служебные клавиши, меняющие смысл нажатия остальных и осуществляющие другие действия по управлению вводом с клавиатуры (Alt, Ctrl, Shift, Tab, Backspace, Enter, Caps Lock, Num Lock, Print Screen и др.);

Функциональные клавиши (F1-F12), смысл нажатия которых зависит от программного продукта;

Клавиши двухрежимной малой цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.

Манипуляторы

Манипуляторы – это устройства, предназначенные для управления курсором (указателем) на экране монитора.

Манипуляторы делают работу пользователя более удобной, особенно в программах с графическим интерфейсом. К манипуляторам относятся: мышь, джойстик, световое перо, трекбол и т. д.

Мышь представляет собой устройство для указания нужных точек на экране дисплея путем перемещения его по плоской поверхности. Координаты местоположения мыши передаются в компьютер и вызывают соответствующее перемещение курсора (указателя) мыши. В соответствии с принципом действия различают опто-механические и оптические мыши.

Принцип работы опто-механической мыши (рис. 2.20) состоит в преобразовании перемещения мыши в электрические импульсы, формируемые с помощью оптопары – светодиодов (источников света) и фотодиодов (приемников света). При перемещении мыши вращение шарика через валики передается на диски с «прорезями». Вращение диска приводит к перекрытию светового потока между светодиодом и фотодиодом, что приводит к появлению электрических импульсов. Частота импульсов соответствует скорости перемещения мыши.

В настоящее время достаточно широко используются оптические мыши. Все современные оптические мыши конструктивно содержат миниатюрную видеокамеру, у которой в качестве светочувствительного элемента используется CMOS-сенсор. (Датчик изображения, содержащий светочувствительный слой кремния, в котором фотоны преобразовываются в электроны. CMOS – Complementary Metal Oxide Semiconductor – КМОП – комплементарная структура «металл-оксид-полупроводник») Напротив сенсора для освещения поверхности под мышью располагается источник света, как правило, красный светодиод. При перемещении мыши сенсор обрабатывает изображения поверхности и в виде сигналов посылает их в специализированный процессор DSP (Digital Signal Pro­cessing – цифровой сигнальный процессор), который анализирует изменения в принятых изображениях и соответственно определяет направление перемещения мыши. Однако оптические мыши нельзя использовать на стеклянных и зеркальных поверхностях.

Существуют и беспроводные мыши, в которых с помощью встроенного передатчика информация передается инфракрасными лучами или радиосигналами. Эти сигналы фик­сируются специальным приемником и поступают в компьютер. При использовании инфракрасного диапазона мышь должна находиться в зоне прямой видимости приемника. Если же используется радиодиапазон, то это условие не является обязательным.

Последним достижением в области создания манипуляторов типа мышь является использование лазерной технологии. При перемещении мыши лазерный луч, отражаясь от поверхности, попадает на сенсор, который обнаруженные изменения поверхности переводит в движение курсора на экране монитора. Использование лазерного луча позволяет мышь сделать более чувствительной по сравнению с обычной оптической мышью, а также использовать ее на любых поверхностях. В то же время лазер невидим и безопасен для человека.

Качество той или иной модели мыши определяется разрешением мыши, которое измеряется в dpi (dot per inch – число точек на дюйм), хотя существует и другая единица cpi (count per inch – число отсчетов на дюйм). Обычно разрешение мыши в зависимости от модели находится в пределах от 300 до 900 dpi. Чем больше разрешение, тем более точно позиционируется курсор мыши. Конструктивно мыши выполнены в форме пластмассовой коробки с кнопками, как правило, с двумя – основной и дополнительной.

Другим манипулятором, в котором перемещение курсора осуществляется ручным вращением шара, выступающего над плоской поверхностью, является трекбол (рис. 2.22, а). Принцип действия такой же, как и у опто-механической мыши. Трекбол, по сути, та же мышь, только перевернутая «брюшком» вверх.

Джойстик – это устройство, которое, как правило, при­меняется в игровых приставках и игровых компьютерах (рис. 2.22, б). Он представляет собой рычаг, перемещение которого приводит к перемещению курсора на экране. На рычаге располагается одна или несколько кнопок. При этом курсор принимает форму какого-либо движущегося объекта.

Световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений. В наконечнике светового пера установлен фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера. Так как экран монитора состоит из множества точек (пикселей), то при нажатии кнопки на пере передается сигнал в ПК, по которому вычисляются координаты электронного луча в момент его регистрации. Другая область применения светового пера – его совместное использование с дигитайзером. Дигитайзер (цифрователь) – это устройство, предназначенное для ввода графической информации. При перемещении пера по планшету в памяти компьютера фиксируются его координаты, т. е. в этом случае световое перо выполняет «пишущую» функцию.

Сенсорные экраны

Сенсорный экран – это экран, совмещенный с сенсорными устройствами и позволяющий вводить в компьютер информацию прикосновением пальца руки.

В общем случае при работе с сенсорным устройством пользователь касается пальцем курсора (поверхности этого устройства), буквы, числа или другой высвечиваемой фигуры на экране. Независимо от физической природы принципов, положенных в основу функционирования сенсорного устройства, с его поверхностью связывается прямоугольная система координат, которая позволяет фиксировать прикосновение пальца и передавать сигнал в компьютер. По принципу действия различают следующие сенсорные технологии: резистивную, емкостную, инфракрасную и технологию, основанную на поверхностно-акустических волнах (ПВА).

Резистивная технология. Резистивная технология основана на методе замера электрического сопротивления части системы в момент прикосновения. Резистивный экран обладает высокой разрешающей способностью (300 точек/ дюйм), большим ресурсом (10 млн. касаний), небольшим временем отклика (около 10 мс) и низкой стоимостью. Но помимо плюсов есть и минусы, например такие, как 20%-я потеря светового потока.

Емкостная технология. Чувствительный элемент емкостного сенсорного экрана представляет собой стекло, на поверхность которого нанесено тонкое прозрачное проводящее покрытие. При прикосновении к экрану обра зуется емкостна; связь между пальцем и экраном, что вызывает импульс ток в точку контакта (рис. 2.24). Другая емкостная технологи NFI (Dynapro) (рис. 2.25) основана на использовании электромагнитной волны. NFI использует специальную сенсорную электронную схему, которая может определить проводящий объект – палец или проводящее перо ввода – через слой стекла, а также через перчатки или другие потенциальные препятствия (влага, гель, краска и т. д.).

Технология ПАВ (поверхностные акустические волны). В углах такого экрана размещается специальный набор эле­ментов из пьезоэлектрического материала, на которые подается электрический сигнал частотой 5 МГц. (Пьезоэлектрические материалы – это вещества, которым присущ пьезоэлектрический эффект, т.е. возникновение электрического поля под воздействием упругих деформаций – прямой пьезоэлектрический эффект.) Этот сигнал преобразуется в ультразвуковую акустическую волну, направляемую вдоль поверхности экрана. Даже легкое касание экрана в любой его точке вызывает активное поглощение волн, благодаря чему картина распространения ультразвука по его поверхности несколько меняется.

Инфракрасная технология. Вдоль границ сенсорного экрана устанавливаются специальные излучающие элементы, генерирующие световые волны инфракрасного диапазона, световые волны инфракрасного диапазона распространяются вдоль поверхности экрана, образуя на его рабочей поверхности подобие координатной сетки.

Если один из инфракрасных лучей перекрывается попавшим в зону действия лучей посторонним предметом, луч перестает поступать на приемный элемент, что тут же фик­сируется микропроцессором. Стоит отметить, что инфракрасному сенсорному экрану все равно, какой именно предмет помещен в его рабочее пространство: нажатие может осуществляться пальцем, авторучкой, указкой и даже рукой в перчатке. Сенсорные экраны могут быть навесными и встроенными (рис. 2.28).

За последние несколько лет сенсорные экраны заре­комендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых дру­гих устройств. Так, инфор­мационные системы, сделанные на базе сенсорных киосков, помогают в получении необходимой или интересующей информации в выставочных залах, на вокзалах, в государственных, банковских, финансовых и медицинских учреждениях и др.

Сканеры

Сканер – это устройство, позволяющее передавать в компьютер графическую информацию, размещенную на бу маге или пленке.

Это могут быть тексты, рисунки, схемы, графики, фотографии и др. Сканер, подобно копировальному аппарату, создает копию изображения бумажного документа, но не на бумаге, а в электронном виде.

Принцип действия сканера следующий. Копируемое изображение освещается источником света (как правило, флуоресцентная лампа). При этом луч света осматривает (сканирует) каждый участок оригинала. Отраженный от бумажного листа луч света через уменьшающую линзу попадает на прибор с зарядовой связью (ПЗС). (Устройство, накапливающее электронный заряд при попадании на него светового потока. Уровень заряда зависит от продолжительности и интенсивности освещения. В англоязычной литературе используется определение CCD – Couple-Charget Device) На поверхности ПЗС за счет сканирования формируется уменьшенное изображение копируемого объекта. ПЗС осуществляет преобразование оптической картинки в электрические сигналы. ПЗС представляет собой матрицу, которая содержит большое число полупроводниковых элементов, чувствительных к световому излучению.

В черно-белых сканерах на выходе каждого элемента ПЗС с помощью аналогово-цифрового преобразователя формируется несколько оттенков серого цвета.

В цветных сканерах используется цветовая модель RGB. Сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или последовательно зажигаемыми тремя цветными лампами – красной, зеленой, синей. Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно. Для этого имеются параллельные линейки датчиков, каждая из которых воспринимает свой цвет. Число передаваемых цветов составляет от 256 до 65 536 и даже 16,7 млн. Разрешающая способность сканеров измеряется в количестве различимых точек на дюйм изображения. При этом указывается два значения, например 600×1200 dpi. Первое – это количество точек по горизонтали, оно опреде­ляется матрицей ПЗС. Второе – количество шагов двигателя по вертикали на дюйм. Во внимание следует принимать первое – минимальное значение.

По своему конструктивному исполнению сканеры бывают ручные, планшетные, барабанные, проекционные и др. рис. 2.30).

Устройства вывода информации

Устройства вывода информации – это устройства, которые выводят информацию, обработанную компьютером, для восприятия ее пользователем или для использования другими автоматическими устройствами.

Выводимая информация может отображаться на экране монитора, печататься на бумаге, воспроизводиться в виде звуков, передаваться в виде каких-либо сигналов.

Мониторы и видеоадаптеры

Монитор (дисплей) – это устройство, предназначенное для отображения текстовой и графической информации в целях ви­зуального восприятия ее пользователем.

Монитор является основным периферийным устройством и служит для отображения информации, вводимой с помощью клавиатуры или других устройств ввода (сканер, дигитайзер и др.). Монитор подключается к компьютеру через видеоадаптер. В настоящее время используются следующие типы мониторов:

На базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);

- жидкокристаллические;

Плазменные (газоразрядные).

Разница между этими мониторами заключается в разных физических принципах формирования изображения.

Мониторы на базе ЭЛТ по принципу действия ничем не отличаются от обычных телевизоров. При формировании изображения видеоданные преобразуются в непрерывный поток электронов, которые «выстреливаются» катодными тушками кинескопа. Получившиеся электронные лучи проводят сквозь специальную направляющую решетку, чем обеспечивается точное попадание электронов в нужную точку, и затем достигают люминесцентного слоя. При бомбардировке электронами люминофор излучает свет.

Существует несколько типов электронно-лучевых трубок, которые различаются между собой устройством направляющей решетки и слоем люминофора.

Наибольшее распространение получили мониторы с так называемой теневой маской. В кинескопе этого типа для позиционирования электронного пучка применяется тонкая металлическая пластина, в которой путем перфорации изготовлено множество отверстий (рис. 2.32, а). Люминофор в таком кинескопе выполнен в виде цветных триад, где каждое троеточие – светящийся элемент красного, зеленого и синего вещества – представляет собой один видимый пиксель.

Другой тип кинескопов, построенных с применением апертурной решетки (рис. 2.32, б), отличается от кинескопов с теневой маской тем, что для точного позиционирования электронного луча служит не громоздкая пластина, а ряд стальных нитей. Люминофор в кинескопе с апертурной решеткой нанесен на внутреннюю поверхность экрана в виде чередующихся вертикальных полосок.

В ЭЛТ с щелевой маской направляющая решетка представляет собой пластину с вертикальными длинными прорезями-щелями (рис. 2.32, в). Люминофор в таких кинескопах наносится либо в виде непрерывных чередующихся полосок, либо в виде эллиптических полосок, по своей форме близких к прорезям в щелевой маске.

Рассмотренные типы кинескопов имеют свои достоинства и недостатки. Так, ЭЛТ с теневой маской благодаря некоторым своим конструктивным особенностям обладает рядом преимуществ по сравнению с другими типами кинескопов: плотное расположение цветных триплетов, позволяющее добиться высокой четкости изображения, и хорошо отлаженная технология производства. Недостатком является снижение срока службы монитора – из-за большой площади перфорированная маска поглощает около 70-85% всех электронов, испускаемых катодами электронной пушки кинескопа, в результате чего уменьшается диапазон яркости и контрастности. Для достижения высокой красочности изображения приходится увеличивать интенсивность электронного потока, что не лучшим образом влияет на срок службы монитора (как правило, жизненный цикл устройства на основе ЭЛТ с теневой маской не превышает 7-8 лет). Область применения таких мониторов – обработка больших массивов текстового материала, верстка, фоторетушь, цветокоррекция и САПР (системы автоматического проектирования).

К основным преимуществам ЭЛТ с апертурной решеткой можно отнести большую яркость и контрастность за счет большей пропускной способности электронов к люминофору и увеличенной площади покрытия экрана люминофором.

Среди недостатков следует отметить возникновение искажений изображения при отображении большого количества коротких штрихов, другими словами, при выводе текста мелким кеглем.

Мониторы, в которых применяются трубки со щелевой маской, сочетают в себе преимущества двух предыдущих типов устройств и свободны от недостатков. Яркие, живые краски, хороший контраст, четкая графика и текст – все это делает их пригодными для удовлетворения запросов любых категорий пользователей. Электронно-лучевые трубки разрабатываются и изготавливаются весьма ограниченным количеством компаний. Все остальные, производящие мониторы, пользуются покупными решениями. Среди наиболее известных компаний-разработчиков можно выделить: Hitachi и Samsung – трубки на основе теневой маски; Sony, Mitsubishi и ViewSonic – ЭЛТ с апертурной решеткой; NEC, Panasonic, LG – устройства, в которых применяется щелевая маска.

Жидкокристаллические мониторы (ЖКМ), или LCD-мониторы (LCD - Liquid Crystal Display) – это цифровые плоские мониторы. Эти мониторы используют прозрачное жидкокристаллическое вещество, которое в виде тонкой пленки расположено между двумя стеклянными пластинами. Пленка представляет собой матрицу, в ячейках которой расположены кристаллы. Рядом с каждой пластиной расположен поляризационный фильтр, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны.

Из курса физики вы знаете, что если пропускать свет через две пластины, плоскости поляризации которых совпадает, то обеспечивается полное прохождение света. Однако если одну из пластин поворачивать относительно другой, т.е. менять плоскость поляризации, то количество пропускаемого света будет уменьшаться. Когда плоскости поляризации будут взаимно перпендикулярны, прохождение света шокируется.

В ЖК-мониторах свет от лампы, попадая на первый поляризационный фильтр, поляризуется в одной из плоскостей, например вертикальной, и затем проходит слой жидких кристаллов. Если жидкие кристаллы разворачивают плоскость поляризации светового луча на 90°, то он беспрепятственно проходит через второй поляризационный фильтр, так как плоскости поляризации совпали. Если же поворота не произошло, то световой луч не проходит. Таким образом, подавая напряжение на кристаллы, можно изменять их ори­ентацию, т. е. тем самым регулировать количество света, проходящего через фильтры. В современных ЖК-мониторах каждый кристалл управляется отдельным транзистором, т. е. используется технология TFT (Thin Film Transistor) – технология «тонкопленочных транзисторов». Пиксель в ЖК-мониторе также формируется из красного, зеленого и синего цветов, а различные цвета получаются за счет изме­нения подаваемого напряжения, что приводит к повороту кристалла и соответственно к изменению яркости светового потока.

В плазменных мониторах (PDP - Plasma Display Panel) изображение формируется за счет излучения света газовыми разрядами в пикселях панели. Элемент изображения (пиксель) в плазменном дисплее во многом напоминает обычную люминесцентную лампу. Электрически заряженный газ испускает ультрафиолетовый свет, попадающий на люминофор и возбуждающий его, что вызывает свечение видимым светом соответствующей ячейки. В современных плазменных мониторах используется так называемая технология plasmavision – это множество ячеек, иначе говоря, пикселей, которые состоят из трех субпикселей, передающих цвета – красный, зеленый и синий.

Конструктивно панель состоит из двух плоских стеклянных пластин, расположенных на расстоянии порядка 100 микрон друг от друга. Между ними находится слой инертного газа (как правило, смесь ксенона и неона), на который воздействует сильное электрическое поле. На переднюю прозрачную пластину нанесены тончайшие про­зрачные проводники – электроды, а на заднюю – ответные проводники. Задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цветов (красного, синего и зеленого), по три ячейки на каждый пиксель. Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения, возникающего при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напря­жением образуется проводящий «шнур», состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы). Поэтому панели, работающие на этом принципе, и получили название плаз­менных панелей. Ионизированный газ воздействует на специальное флюоресцирующее покрытие, которое, в свою очередь, излучает свет, видимый человеческим глазом.

Качество того или иного монитора можно оценить по следующим основным параметрам:

Разрешающая способность;

Размер экрана;

Количество воспроизводимых цветов;

Частота обновления экрана.

Разрешение монитора. Обычно мониторы могут работать в двух режимах: текстовом и графическом. В текстовом режиме на экране монитора отображаются символе кодовой таблицы ASCII. Максимальное число символов, которое может быть отражено на экране, называется информационной емкостью экрана. В обычном режиме на экране размещается 25 строк по 80 символов в каждой из них, следовательно информационная емкость составляет 2000 символов. В графическом режиме на экран выводятся изображения, формируемые из отдельных элементов – пикселей. В графическом режиме разрешающая способность измеряется максимальным количеством пикселей по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Разрешающая способность зависит как от характеристик монитора, так и от видеоадаптера. Чем выше эти значения, тем больше объектов можно разместить на экране, тем лучше детализация изображения. Например, разрешение 800×600 означает, что на экране можно условно провести 800 вертикальных и 600 горизонтальных линий (рис. 2.35). При формировании изображения участвует каждый пиксель экрана, поэтому при разрешении 800×600 число адресуемых ячеек составляет 480000 пикселей. Для ЖК-мониторов разрешение определяется количеством ячеек, расположенных по ширине и высоте экрана. Современные ЖК-мониторы имеют в основном разрешение 1024×768 или 1280×1024.

Наиболее важной характеристикой, определяющей разрешающую способность и четкость изображения на экране, является размер
зерна (dot pitch – шаг расположения точки) люминофора экрана монитора. Величина зерна современных мониторов имеет значение от 0,25 до 0,28 мм. Под зерном понимается расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Для трубок с теневой маской зерно измеряется по диагонали, для двух других по горизонтали. Стандартные значения разрешений: 640×480, 800×600, 1024×768, 1600×1200, 1800×1440 и др.

Размер экрана. В качестве меры обычно используется длина диагонали видимой области изображения. Для жидкокристаллических (ЖК) дисплеев размер видимой области совпадает с размерами панели. Для мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) видимая область несколько меньше. Это объясняется конструктивными особенностями самой ЭЛТ. Мониторы с ЭЛТ имеют размеры экрана 14, 15, 17, 19 и 22 дюйма. Для ЖК используются панели 15, 17, 18, 19, 20 и более дюймов.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12

Скорости и надежности современных рекордеров позавидует любой болид «Формулы-1». ComputerBild рассказывает, как данные попадают на CD, DVD и Blu-ray-диски.

Запись музыки и фильмов на оптические носители – процесс привычный, как использование магнитных кассет лет двадцать назад, только обходится намного дешевле. Чем же отличаются типы носителей и как на них записывается информация?

Штамповка и прожиг

При промышленном производ­стве дисков с музыкой, фильмами или играми запись данных на носитель осуществляется путем штамповки – этот процесс напоминает изготовление грампла­стинок. Информация на дисках сохраняется в виде крошечных углублений. Компьютерные и бытовые DVD-рекордеры выполняют эту задачу иначе – они используют лазерный луч.

Первыми записываемыми оптическими носителями стали CD-R с возможностью однократной запи­си. При сохранении данных на такие диски лазерный луч нагревает состоящий из красителя рабочий слой болванки примерно до 250 °С, что вызывает химиче­скую реакцию. В месте нагрева лазером образуются темные не­прозрачные пятна. Отсюда и происходит слово «прожиг».

Аналогичным образом осуществляется перенос данных на DVD с возможностью однократной записи. А вот на поверхности перезаписываемых CD, DVD и Blu-ray-дисков темных точек не образуется. Рабочий слой этих накопителей представляет собой не краситель, а специальный сплав. При нагреве лазером примерно до 600 °С он переходит из кристаллического состояния в аморфное. Подвергнутые воздействию лазера участки имеют более темный цвет, а значит, и другие отражающие свойства.

Носители информации

Болванки, предназначенные для записи в домашних условиях, имеют такую же толщину (1,2 мм) и такой же диаметр (12 или 8 см), как и диски, запись данных на которые осуществляется промышленным способом. Оптические носители имеют многослойную структуру.

Подложка. Основа для дисков, которая изготавливается из поликарбоната, – это прозрачный, бесцветный и довольно устойчивый к внешним воздействиям полимерный материал.

Рабочий слой. У записываемых CD и DVD он состоит из органического красителя, а у перезаписываемых CD, DVD (RW, RAM) и Blu-ray-дисков образован специальным сплавом, способным изменять фазовое состояние. Рабочий слой с двух сторон окружен изолирующим веществом.

Отражающий слой. Для создания слоя, от которого отражается луч лазера, используются алюминий, серебро или золото.

Защитный слой. Им снабжены только CD и Blu-ray-диски. Он представляет собой твердое лаковое покрытие.

Этикетка. Сверху на диск наносится слой лака – так называемая этикетка. Этот слой способен впитывать влагу, благодаря чему чернила, которые оказываются на поверхности носителя во время печати, быстро высыхают.

Различия между CD, DVD и Blu-ray-дисками

Эти носители имеют разные характеристики. В первую очередь – разную емкость. Blu-ray-диск способен вместить до 25 Гб данных, на DVD можно сохранить в 5 раз меньше информации, на CD – в 35 раз меньше. Для чтения и записи данных в Blu-ray-приводах используется синий лазер. Длина его волны примерно в 1,5 раза меньше, чем в DVD- и CD-приводах красного лазера. Это позволяет записать на равную по площади поверхность диска значительно больший объем информации.

Форматы носителей

В настоящее время на рынке представлены следующие типы оптических носителей.

CD-R. Записываемые CD способны вместить до 700 Мб информации. Существуют также диски ем­костью 800 Мб, однако они поддерживаются далеко не всеми рекордерами и бытовыми плеерами. На восьмисантиметровые miniCD можно записать 210 Мб данных.

CD-RW. Перезаписываемые носители обладают такой же емко­стью, что и CD-R.

DVD-R/DVD+R. Записываемые DVD вмещают 4,7 Гб информации. miniDVD диаметром 8 см – 1,4 Гб.

DVD-R DL/DVD+R DL. Приставка DL означает Dual Layer (DVD-R) или Double Layer (DVD+R), что соответствует двухслойному носителю. Емкость – 8,5 Гб. На восьмисантиметровый диск помещается до 2,6 Гб.

DVD-RW/DVD+RW. Однослойные носители этого типа способны выдержать несколько сотен циклов записи. Как и у DVD с возможностью однократной записи, емкость перезаписываемых ди­сков – 4,7 Гб, а дисков диаметром 8 см – около 1,4 Гб.

DVD-RAM. Эти носители обладают такой же емкостью, как и однослойные DVD. Существуют и двухслойные диски, которые вмещают в два раза больше информации. DVD-RAM выдерживают до 100 тысяч циклов записи, однако работают с этими дисками лишь немногие DVD-плееры. Запись данных осуществляется не на спиралевидную дорожку, а секторами на кольцевые дорожки, как на пластины жесткого диска. Метки, определяющие границы секторов, хорошо видны на поверхности DVD-RAM – по их наличию легко отличить этот тип носителей от других.

BD-R/BD-R DL . Сокращение, которое используется для обозначения записываемых Blu-ray-дисков. Носители BD-R имеют один рабочий слой, вмещающий 25 Гб данных. BD-R DL снабжены двумя рабочими слоями, поэтому их емкость в 2 раза выше.

BD-RE/BD-RE DL. Перезаписываемые Blu-ray-диски рассчитаны на 1000 циклов записи. На них можно разместить столько же данных, как и на неперезаписываемые носители.

«Плюс» и «минус»

Наличие «плюсовых» и «минусовых» носителей – следствие давней войны форматов. Вначале представители компьютерной индустрии делали ставку на «плюсовой» формат, а производители бытовой электроники продвигали «минусовой» в качестве стандарта записываемых DVD. Со­временные рекордеры и плееры поддерживают оба формата.

Ни один из них не обладает явными преимуществами по сравнению с другим. При изготовлении носителей обоих типов используются одинаковые материалы. Поэтому между «плюсовыми» и «минусовыми» дисками одного производителя существенных различий нет.

Качество записи

Качество записи носителей одного формата может значительно различаться. Многое зависит от используемой модели рекордера. Большую роль играет и скорость записи: чем она ниже, тем меньше количество ошибок и выше качество.

Совместимость рекордеров и носителей

Не каждый рекордер способен осуществлять запись на диски всех без исключения форматов. Существуют определенные ограничения.

CD-рекордеры. Не могут работать с DVD и Blu-ray-дисками.

DVD-рекордеры. Записывают CD и DVD, но не поддерживают формат Blu-ray.

Blu-ray-рекордеры. Осуществляют запись как на Blu-ray, так и на любые CD и DVD.

Подписи на дисках

Носитель, на котором размещена информация, лучше сразу же подписать, чтобы не перепутать впо­следствии. Сделать это можно разными способами.

Болванки с возможностью печати. Верхняя сторона этих дисков покрыта лаком. На такой поверхности можно осуществлять печать текста и изображений, используя струйные прин­теры и МФУ, оснащенные специальным лотком. По цене диски не отличаются от обычных.

Подпись с помощью рекордера. Поддержка рекордером технологии LightScribe или Labelflash по­зволяет наносить одноцветные изображения и текст на поверхность специально предназначенных для этого носителей. Правда, процесс может занимать до 30 мин., а стоимость дисков Light­Scribe примерно в два раза превышает стоимость обычных болванок. Носители с поддержкой La­bel­flash обойдутся еще дороже.

Новая технология LabelTag. Разработана производителем рекордеров Lite-On и предполагает нанесение текста на рабочую поверхность диска. Благодаря этому необходимость использовать специальные носители исчезает. Однако на диске расходуется место, поскольку текст наносится непо­средственно на дорожку. Да и надпись хорошо читается, только если участки с текстом ярко контрастируют с пустыми фрагментами.

Подпись, сделанная вручную. Для этого нужно приобрести специальные маркеры с мягким, закругленным на конце стержнем и не содержащими растворителей чернилами. Другие маркеры могут привести к разъеданию поверхности диска и образованию царапин.

Использование наклеек. Распечатать наклейки можно на любом принтере. Однако приклеивать их не рекомендуется, так как это часто приводит к повреждению поверхности диска, а значит, и к потере данных. Может случи­ться так, что этикетка оторвется во время воспроизведения диска. В этом случае вероятно повреждение оптического привода.

Cрок хранения данных

Производители дисков зачастую указывают срок сохранности данных на носителях 30 лет и более. Однако такая продолжительность возможна только при идеальных условиях хранения – в сухом, прохладном и темном месте. Качество записи должно быть высоким.

При частом использовании срок службы самостоятельно записанных дисков значительно уменьшается. При воспроизведении носители подвергаются воздей­ствию высоких температур и механическим нагрузкам. Потеря данных также может быть вызвана царапинами или загрязнением.

Перенос информации на диск

У всех оптических носителей, за исключением DVD-RAM, имеется спиралевидная дорожка, которая идет от центра диска к внешнему краю. На эту дорожку лазерным лучом записывается информация. При прожиге луч лазера образует на отражающем слое крошечные пятна – питы (от англ. pit – яма). Области, которые не подвергались воздействию лазера, называются лэнды (от англ. land – поверхность). В переводе на язык двоичной си­стемы хранения данных питу соответствует 0, а лэнду – 1.

При воспроизведении диска информация считывается с помощью лазера. Благодаря различной отражающей способности питов и лэндов, привод распознает темные и светлые участки диска. Таким образом с носителя считывается последовательность нулей и единиц, из которых состоят все без исключения физические файлы.

С развитием технологий происходило постепенное уменьшение длины волны лазерного луча, использу­емого в рекордерах, что позволило значительно повысить точность фокусировки. Дорожка стала уже, питы – меньше, а на равную по площади область диска помещается больший объем данных. Чем короче длина волны, тем меньше расстояние между рабочим слоем и лазером.

Производство носителей

На примере DVD ComputerBild рассказывает, как производятся оптические носители и чем отличается производство других типов дисков.

1. Для отливки пластиковой подложки поликарбонат, разогретый до 350 °С, подается в форму методом литья под давлением. На поверхности основы с помощью матрицы создается микроскопиче­ская спиральная дорожка в виде желобка (Pre-Groove). На эту дорожку не только записываются данные – в нее также помещен сигнал для синхронизации привода шпинделя рекордера. После охлаждения подложки до 60 °С делается центральное отверстие, затем температура снижается до 25 °С и начинается дальнейшая обработка. DVD обычно состоят из двух по­ликарбонатных слоев толщиной 0,6 мм каждый. У однослойных записываемых DVD дальнейшей обработке подвергается только один из слоев, как описано в шагах 2–3, а у двухслойных DVD – оба. CD и Blu-ray-диски имеют лишь один слой толщиной 1,2 мм.

2. Рабочий слой записываемых CD и DVD создается методом центрифугирования. С помощью дозатора краситель впрыскивается на поверхность вращающегося с постоянной скоростью диска в области центрального отверстия и равномерно распределяется по поверхности носителя.

3. Отражающий слой наносится на диск методом ионно-плазменного напыления. В вакуумной камере алюминиевая, се­ребряная или золотая пластина бомбардируется заряженными ионами, которые выбивают из нее атомы металла – он остается на поверхности рабочего слоя болванки. У перезаписываемых CD, DVD и Blu-ray-дисков все рабочие и отражающие слои создаются с помощью ионно-плазменного напыления. В четырех камерах на диск последовательно наносится первый слой изолятора, рабочий слой, второй слой изолятора и отражающий слой. При производстве Blu-ray-дисков эти операции выполняются в обратной последовательности.

4. Две поликарбонатные основы склеиваются вместе. У CD и Blu-ray-дисков вместо второй основы наносится лаковое покрытие, которое сушится под ультрафиолетовой лампой. Лаковое по­крытие Bly-ray-дисков отличается особой прочностью, в то время как DVD в защитном слое лака не нуждаются.

5. На последнем этапе болванки получают этикетку, а на диски с возможностью печати на принтере наносится впитывающий слой лака.

В минувшем году устройства, оснащенные оптическими накопителями на базе сине-фиолетового лазера, наконец-то появились в продаже за пределами Японии. Противостояние HD-DVD и Blu-ray Disc перешло в очную фазу. А в Китае всерьез рассматривают вопрос о переходе на собственный формат оптических накопителей - этот шаг может заметно ослабить позиции DVD в Азиатско-Тихоокеанском регионе и лишить обладателей прав на соответствующие патенты немалой доли прибыли, получаемой в виде лицензионных отчислений. Об этих и других событиях мы расскажем в данном обзоре.

EVD становится реальностью

Слухи о том, что в Китае разрабатывают собственный формат оптических накопителей, близкий по своим параметрам к DVD, но при этом не совместимый с ним, начали циркулировать несколько лет тому назад. В середине 2002 года созданный на Тайване при поддержке правительственных структур консорциум Advanced Optical Storage Research Consortium (AOSRC) объявил о разработке собственного стандарта оптических носителей Enhanced Versatile Disc (EVD), во многом схожего с DVD. Основной причиной, побудившей китайских и тайваньских производителей взяться за эту разработку, стало недовольство высокими ставками лицензионных отчислений. Дело в том, что производители DVD-приводов должны перечислять лицензионные выплаты разработчикам стандарта DVD, а в случае с DVD-плеерами - еще и компаниям MPEG LA и Dolby Laboratories. Общий размер отчислений, составляющий от 15 до 20 долл. за каждое DVD-устройство, с точки зрения китайского правительства и входящих в AOSRC производителей, является неоправданно завышенным. Кроме того, переход к собственному формату оптических носителей вполне согласуется с принятым в 1999 году планом китайского правительства, предусматривающим масштабную замену иностранных технологий собственными стандартами.

После проведения работ по подготовке базового стандарта EVD было принято решение об использовании в приводах лазера красного диапазона (как и в DVD). Емкость однослойных EVD составляет 6 Гбайт, двухслойных - 11 Гбайт. Для записи видео на EVD американская компания On2 Technologies разработала новые кодеки VP5 и VP6. Согласно предварительной информации, розничная цена EVD-проигрывателей составит от 75 до 150 долл.

Бытовой видеопроигрыватель
формата EVD

Поначалу многие эксперты, а также представители американских и европейских компаний весьма скептически относились к возможности появления азиатского клона DVD. Однако уже в ноябре 2003 года состоялась официальная презентация стандарта EVD, а в феврале 2005-го ITRI (Industrial Technology Research Institute - Тайваньский технологический исследовательский институт) объявил EVD национальным китайским стандартом оптических накопителей высокой плотности.

В конце ноября 2006 года один из руководителей AOSRC заявил, что 19 членов консорциума (из 21) полностью прекратят выпуск DVD-проигрывателей уже к началу 2008 года. В связи с этим уместно упомянуть о том, что в 2006 году лишь один китайский производитель видеопроигрывателей выпускал модели с поддержкой EVD, поставив в общей сложности около 700 тыс. таких устройств. Согласно данным агентства iSuppli, это составляет менее 30% от количества проданных за тот же период DVD-проигрывателей.

Впрочем, если формат EVD сумеет доказать свою жизнеспособность, вполне вероятно его распространение и за пределами Китая - например на рынках развивающихся стран (в первую очередь в Индии). Во всяком случае, индийские киностудии уже дали добро на издание своих фильмов на EVD.

HD-DVD и Blu-ray Disc: долгожданный дебют

В середине 2006 года в Европе и США наконец-то появились в продаже первые серийные устройства, оснащенные оптическими приводами высокой емкости на базе сине-фиолетового лазера, - HD-DVD и Blu-ray Disc. Как и следовало ожидать, цены на компьютерные приводы и бытовые проигрыватели данных форматов оказались довольно высокими: в среднем от 600 до 1000 долл. и даже выше. Например, в сентябре европейское отделение компании Sony начало поставки приводов BWU-100A (Blu-ray Disc) для ПК. Устройство позволяет воспроизводить и записывать одно- и двухслойные носители BD-R и BD-RE (2х), а также считывать и записывать CD- и DVD-носители. Цена BWU-100A составляет 949 евро, при том что его возможности довольно ограниченны. Пока владельцы этого сверхдорогого накопителя могут использовать его лишь для записи и считывания данных, а также для просмотра видеофрагментов, записанных непосредственно на ПК. А вот просмотр фильмов, распространяемых на Blu-ray Disc, в большинстве случаев оказывается невозможным из-за проблем с «сырым» программным обеспечением и с защитными системами (High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP) - для воспроизведения видео, тиражируемого промышленным способом, как минимум необходим видеоадаптер, оснащенный выходом DVI или HDMI и поддерживающий HDCP.

Записывающий привод Sony BWU-100A поддерживает
работу с носителями Blu-ray Disc, DVD и CD

Оптимистично настроенные эксперты обещают почти двукратное (по сравнению с нынешним уровнем) снижение цен на приводы Blu-ray Disc к началу 2008 года, которое должно произойти благодаря выходу на этот рынок новых игроков. Впрочем, оптический накопитель и за 400 евро вряд ли можно будет отнести к разряду бюджетных - особенно при том, что не самый худший записывающий DVD сейчас стоит всего около 50 долл. К тому же у среднестатистического пользователя пока нет серьезных стимулов для перехода на оптические накопители нового поколения: объемы и скоростные характеристики DVD-носителей вполне достаточны для подавляющего большинства повседневных задач, да и удельная стоимость хранения данных на них пока значительно ниже аналогичного показателя HD-DVD или Blu-ray Disc.

Бытовой видеопроигрыватель Samsung BD-P1000
появился в продаже в июне 2006 года
по цене порядка 1000 долл.

Между тем на осенней выставке CEATEC 2006 японские производители уже демонстрировали записывающие приводы Blu-Ray второго поколения. Так, компания Pioneer представила модель BDR-202, оснащенную интерфейсом SATA и позволяющую записывать BD-R с максимальной скоростью 4x, а BD-RE - 2x. Кроме того, поддерживается запись DVD±R (12x) и DVD±R DL (4x). Разработчики не исключают возможности реализации в серийно выпускаемых устройствах также и функции записи на носители CD-R/RW и DVD-RAM.

Кино в HD

Наряду с выпуском первых бытовых видеопроигрывателей и компьютерных приводов на прилавках начали появляться и пилотные тиражи фильмов, записанных в формате высокой четкости на носителях нового поколения.

Компании Universal Studios и Warner Home Video, уже выпустившие в общей сложности более 80 кинолент на носителях HD-DVD, планируют представить до рождественских праздников еще около 150 фильмов. По данным альянса, продвигающего формат HD-DVD, с апреля по октябрь 2006-го на носителях данного формата было выпущено более 110 кинолент, а общее количество проданных дисков превысило 1,5 млн шт. И это при том, что за удовольствие приобщиться к миру кинематографа высокой четкости приходится выкладывать изрядные суммы: средняя цена фильма в HD-формате в США составляет порядка 40 долл.

Естественно, на данном этапе важную роль играет фактор новизны. По статистике, наибольшим спросом сейчас пользуются фильмы, насыщенные динамичными сценами и спецэффектами. Например, в октябре самым продаваемым в США фильмом на HD-DVD стал «Токийский дрифт» (“The Fast and the Furious: Tokyo Drift”) - только за первый день было распродано почти 30% всего тиража.

Компания 20th Century Fox стала первым крупным издателем, решившим устроить премьеры новых фильмов для домашнего просмотра одновременно на двух типах носителей - DVD и Blu-ray Disc. Так, 21 ноября 2006 года в продажу поступил фильм «Ледниковый период-2» (Ice Age The Meltdown) на DVD и на Blu-ray Disc. Вслед за этим, 12 декабря, состоялась подобная «двойная» премьера фильма «Дьявол носит “Прада”» (“The Devil Wears Prada”).

В начале октября был выпущен первый коммерческий тираж фильма на двухслойном носителе Blu-ray Disc: компания Sony Pictures представила в новом формате картину «Клик» (Click).

Рассматривая данную тему, нельзя не упомянуть о том, что крупнейшие голливудские студии, выпускающие пробные тиражи своей продукции на HD-DVD, начинают оказывать все большее давление на членов DVD Forum, настаивая на введении системы регионального кодирования, подобной той, что использовалась некоторое время назад для дисков DVD Video. Это выглядит довольно странно, тем более что попытки бороться с пиратством и нелегальным импортом фильмов на DVD при помощи системы регионального кодирования потерпели фиаско. Кроме того, разработчики обращают внимание на то, что в результате внедрения подобных защитных мер могут пострадать интерактивные функции, предусмотренные в бытовых проигрывателях HD-DVD.

Будет ли эта идея воплощена в жизнь - пока не известно. Тем не менее этот вопрос уже обсуждался в начале октября 2006 года на конференции членов DVD Forum, проходившей в Японии. По итогам обсуждения было принято решение о предварительной проработке данного вопроса рабочей комиссией, которая должна будет представить конкретные предложения по введению регионального кодирования уже в начале 2007 года.

На той же конференции была рассмотрена возможность записи видеоформата HD-DVD Video/VR на обычные DVD-носители. В скором времени подобная функция появится как в бытовых проигрывателях и компьютерных записывающих приводах, так и в DVD-видеокамерах.

Еще один важный вопрос, рассмотренный на конференции, касался стандартизации носителей DVD TWIN. Этот гибридный ROM-носитель, на котором можно записать данные в формате HD-DVD или обычном DVD, специалисты компаний Memory-Tech и Toshiba начали разрабатывать еще в 2004 году. По замыслу создателей данное решение позволяет сделать переход от одного поколения оптических накопителей к другому безболезненным для конечных пользователей: приобретенный на гибридном носителе фильм сегодня можно воспроизводить на любом DVD-проигрывателе, а при переходе на технику HD-формата не потребуется обновлять фильмотеку для того, чтобы в полной мере использовать потенциал устройств высокой четкости. В существующем варианте спецификации DVD TWIN предусмотрена возможность создания до трех слоев: двух HD DVD (30 Гбайт) и одного DVD (4,7 Гбайт) либо одного HD-DVD (15 Гбайт) и двух DVD (8,5 Гбайт). Согласно принятому решению, процедура стандартизации формата DVD TWIN будет завершена в первой половине 2007 года, а выпуск таких носителей начнется уже летом.

«Война форматов»: возможные варианты

С появлением в продаже устройств и носителей двух конкурирующих стандартов (HD-DVD и Blu-ray Disc) начался новый виток обсуждения вопроса об их противостоянии - теперь уже очном. В середине октября 2006 года аналитики агентства Forrester Research высказали мнение, что победа в итоге достанется формату Blu-ray Disc, уточнив при этом, что победа будет пирровой, а стадия противоборства окажется достаточно продолжительной. Тед Шедлер (Ted Schadler), один из ведущих сотрудников Forrester Research, отметил: «После долгого и томительного периода ожидания сейчас уже вполне очевидно, что ведомый Sony формат Blu-ray Disc победит. Однако после того, как группа HD-DVD покинет поле брани, пройдет как минимум еще пара лет, прежде чем потребители окончательно удостоверятся в победе Blu-ray Disc и всерьез задумаются о приобретении плеера нового формата». По мнению г-на Шедлера, тормозить этот процесс будет и консерватизм конечных пользователей: в настоящее время качество записи на DVD вполне удовлетворяет потребности большинства из них.

Аналитики отмечают, что одним из серьезных аргументов в пользу Blu-ray Disc является его универсальность - на носителях этого формата будут распространяться не только видеозаписи, но и игры. Таким образом, игровые приставки Sony PlayStation 3 могут сыграть не последнюю роль в «войне форматов».

Пока одни гадают о том, кто победит в уже ставшей реальностью «войне форматов», другие убеждают потенциальных покупателей HD-систем, что данная проблема разрешится сама собой с появлением проигрывателей, позволяющих воспроизводить диски как Blu-ray Disc, так и HD-DVD. Вполне вероятно, что мультиформатные устройства можно будет приобрести уже в конце 2007 года. Во всяком случае, компании NEC, Broadcom и STMicroelectronics, разрабатывающие и выпускающие специализированные наборы микросхем для оптических накопителей, уже заявили о готовности начать поставки изделий, на базе которых можно будет создавать мультиформатные видеопроигрыватели и компьютерные дисководы. Шиджео Ниицу (Shigeo Niitsu), вице-президент компании NEC Electronics, уверен, что появление мультиформатных устройств - это лишь вопрос времени. «Крупные производители ПК, такие как НР, ищут решения, которые были бы совместимы с носителями обоих форматов. И в техническом плане мы полностью готовы к производству подобных устройств».

Тем не менее наличие готовых к использованию технических решений не является достаточным условием для появления мультиформатных устройств - очень многое зависит от позиции ведущих производителей. Например, весной 2006 года компании Samsung Electronics и LG неоднократно заявляли о разработке мультиформатных проигрывателей HD-формата (были даже обнародованы названия моделей), однако впоследствии они отказались от этих планов. По мнению ряда аналитиков, корейские электронные гиганты приняли решение отказаться от выпуска мультиформатных устройств под давлением ассоциации BDA (Blu-ray Disc Association), членами которой они являются. Примерно в то же время представители Pioneer опровергли появлявшиеся ранее сообщения о планируемом выпуске оптического привода BDR-103, в котором якобы должна быть реализована поддержка как Blu-ray Disc, так и HD-DVD.

Схема оптической системы считывающего привода VMD

Не исключено, что решение проблемы совместимости будет найдено в совершенно иной плоскости: например, путем создания гибридных дисков, позволяющих хранить записи различных форматов на одном физическом носителе.

В 2006 году инженеры компании Warner разработали принципы создания оптического носителя, позволяющего хранить информацию сразу в трех различных стандартах: DVD, HD-DVD и Blu-Ray Disc. Такой диск является двусторонним: с одной стороны записывается слой DVD-формата, с другой - HD-DVD и Blu-Ray Disc. Главный секрет заключается в технологии изготовления слоя Blu-Ray Disc, который находится ближе к поверхности диска (0,1 мм против 0,6 мм у HD-DVD). Его сделали полупрозрачным, чтобы в приводе Blu-Ray отраженный от него луч лазера оставался достаточно мощным для стабильного считывания. В устройстве HD-DVD луч проходит сквозь слой Blu-Ray, отражается от поверхности слоя HD-DVD, вновь проходит сквозь слой Blu-Ray и возвращается в оптический приемник. Создатели мультистандартного диска уже получили патент на новое изобретение, а Warner планирует выпустить пробную партию одного из фильмов на таком носителе.

В сентябре представитель базирующейся в Великобритании компании New Medium Enterprises (NME), которая занималась разработкой технологии промышленного производства многослойных мультиформатных дисков для Warner, заявил, что найдены решения, позволяющие значительно снизить себестоимость таких носителей. Согласно представленным данным, издержки на изготовление «тройного» диска будут лишь в 1,5 раза превышать себестоимость одностороннего однослойного DVD-ROM. Эта новость получила большой общественный резонанс, а в некоторых СМИ даже появились статьи с заголовками: «“Война форматов” может быть убита в зародыше».

Учитывая, что на данном этапе основной интерес к HD-DVD и Blu-Ray Disc связан главным образом с распространением видеозаписей в HD-формате, в их борьбу вполне может вмешаться третий, а именно HD VMD (High Definition Versatile Multilayer Disc). В прошлогоднем обзоре мы уже рассказывали о формате VMD, разработанном вышеупомянутой компанией NME. Напомним вкратце об особенностях данного решения.

По сути, технология VMD является логическим развитием формата DVD9. Наращивание емкости оптического носителя реализовано не за счет увеличения удельной плотности записи (как в системах на базе сине-фиолетового лазера), а путем наращивания количества информационных слоев при сохранении основных физических параметров базового стандарта DVD (в частности, ширины дорожки и размера питов, а также длины волны используемого в считывающем приводе источника света).

Для формирования информационных слоев носителей VMD используется специальный отражающий материал, свойства которого позволяют минимизировать интерференцию лазерного луча и его отражений. Химический состав и технология изготовления этого материала является ноу-хау компании NME. Носители VMD имеют такие же физические размеры (диаметр и толщину), как и DVD. Толщина каждого слоя, формируемого на пластиковой субподложке, составляет всего 20-30 мкм. Стоит отметить, что для изготовления слоев ROM-носителей применима технология инжекционного литья, широко используемая при промышленном тиражировании носителей CD-ROM и DVD-ROM. Это позволяет применять для производства дисков VMD-ROM существующие линии по изготовлению DVD-ROM. Что касается себестоимости носителей VMD-ROM, то, по оценкам специалистов NME, она будет сопоставима с затратами на изготовление двухслойных DVD.

Прототип бытового видеопроигрывателя
DVD/EVD/HD VMD

Как утверждают создатели VMD, разработанная ими технология позволяет (по крайней мере, теоретически) увеличить количество информационных слоев, упакованных в одном диске, до 20. Каждый слой VMD-диска вмещает немногим более 5 Гбайт данных; таким образом, максимальная емкость этих носителей (при использовании систем на базе красного лазера) достигает 100 Гбайт. В настоящее время уже созданы прототипы ROM-носителей VMD емкостью 20, 40 и 50 Гбайт.

Благодаря минимальным конструктивным отличиям от обычных DVD-ROM, приводы HD VMD можно выпускать на уже существующих производственных линиях по изготовлению DVD-устройств. Таким образом, производство приводов HD VMD обойдется лишь немного дороже по сравнению с накопителями DVD-ROM.

Итак, формат HD VMD обладает емкостью, достаточной для записи полнометражных фильмов в HD-формате, но при этом обеспечивает возможность использования значительно более доступных по цене (в сравнении с HD-DVD и Blu-Ray Disc) носителей и видеопроигрывателей. Конечно, на нынешнем этапе возможно создавать только ROM-носители HD VMD, что существенно ограничивает возможности по использованию накопителей данного формата в ПК. В то же время в глазах представителей киноиндустрии, озабоченных проблемой пиратства, невозможность копирования носителей HD VMD конечными пользователями выглядит, скорее, достоинством. Так что в плане применения носителей для тиражирования фильмов HD VMD в нынешних условиях выглядит более привлекательно по сравнению с HD-DVD и Blu-Ray Disc.

Сравнение основных параметров считывающих систем оптических приводов разных форматов

В ноябре 2006-го представитель компании NME объявил о том, что планируется выпустить проигрыватель формата HD VMD еще до Нового года. Устройство, ориентировочная стоимость которого составит порядка 175 долл., позволит воспроизводить носители форматов DVD, EVD и HD VMD. В минувшем году на HD VMD были выпущены пилотные тиражи ряда китайских и индийских фильмов, а также несколько американских кинолент, адаптированных для китайского рынка. Но, несмотря на явную «азиатскую» направленность, создатели HD VMD надеются в ближайшее время начать борьбу за место под солнцем на рынках Западной Европы и США.

Перспективные разработки

В заключительной части обзора мы расскажем о нескольких перспективных разработках в области оптических накопителей, информация о которых появилась в открытых источниках в течение минувшего года.

SVOD

На проходившей осенью выставке CEATEC 2006 компания Hitachi Maxell продемонстрировала работающий прототип многослойного оптического диска (Stacked Volumetric Optical Disc, SVOD). Правда, в отличие от упоминавшейся выше разработки NME, в данном случае применяется не монолитный многослойный носитель, а множество тонких гибких дисков, заключенных в защитный картридж, по размерам схожий с используемыми в магнитооптических библиотеках. Применение технологии наноштамповки при производстве носителей позволило уменьшить толщину одного диска всего до 92 мкм, что в 13 раз меньше обычного DVD. Диаметр диска остался прежним - 120 мм. Несмотря на малую толщину, такие диски можно считывать при помощи стандартной оптической системы и электронных компонентов, используемых в обычных DVD-приводах.

В картридже SVOD заключена сотня таких гибких дисков

Представленный прототип SVOD работает с картриджами, содержащими 100 ультратонких DVD, - таким образом, суммарная емкость одного носителя составляет 940 Гбайт. Диски извлекаются из картриджа автоматически при помощи специального механизма, который установлен внутри привода. Для того чтобы обеспечить стабильность гибкого диска при его вращении в процессе считывания или записи данных, в приводе SVOD используется опорный диск, изготовленный из стекла. Извлеченный из картриджа тонкий диск размещается на опорном диске подобно гибкой грампластинке на проигрывателе. Для фиксации гибкого диска предусмотрен магнитный зажим. Возникающие в процессе вращения воздушные потоки надежно прижимают гибкий диск к опорному.

Поскольку для замены одного гибкого диска на другой из того же картриджа требуется порядка 10 с, в приводе предусмотрен емкий модуль буферной памяти, позволяющий обеспечить непрерывность процесса чтения и записи данных при работе с большими объемами информации.

Разработчики Hitachi Maxell утверждают, что переход к использованию системы на базе лазера сине-фиолетового диапазона позволит записывать на одном тонком диске до 50 Гбайт, что в перспективе даст возможность нарастить суммарную емкость носителя SVOD до 10 Тбайт.

В ближнем поле

Как известно, увеличить удельную плотность записи оптических носителей традиционной конструкции можно за счет уменьшения размера пятна, формируемого лучом лазера на отражающем слое носителя. Добиться этого можно как путем уменьшения длины волны используемого лазера, так и увеличением числовой апертуры оптической системы. В приводах компакт-дисков используется инфракрасный лазер (длина волны - 780 нм) и оптика с числовой апертурой 0,45, в приводах DVD - красный лазер (650 нм) и оптика с числовой апертурой 0,6, в устройствах Blu-ray Disc - сине-фиолетовый лазер (405 нм) и оптика с числовой апертурой 0,85.

Разработанная специалистами Philips Research технология оптической записи в ближнем поле (Near-field optical recording) позволяет уменьшить размер пятна за счет значительного сокращения расстояния между оптической головкой привода и поверхностью диска, что, в свою очередь, дает возможность использовать оптическую систему с большой числовой апертурой.

В опытной установке, построенной на базе лазера с длиной волны 405 нм, ученым удалось уменьшить расстояние между оптической головкой привода и поверхностью диска до 25 нм (что вполне сопоставимо с показателями серийно выпускаемых накопителей на жестких дисках). Благодаря этому появилась возможность оснастить считывающий узел привода оптической системой с числовой апертурой 1,45. В итоге уменьшение размера пятна позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 75 Гбайт, что втрое больше по сравнению с аналогичным показателем систем формата Blu-Ray Disc, в которых используется лазер с такой же длиной волны.

Пока на пути реализации данной технологии в серийно выпускаемых устройствах существует ряд проблем, однако, по словам разработчиков, методы их решения уже найдены.

Схожее решение применили разработчики компании Sony, создавшие технологию Near Field Communication (NFC). Прототип оптического накопителя, построенный с использованием технологии NFC, был представлен на проходившей в Монреале (Канада) международной выставке ODS 2006. Величина зазора между оптической головкой привода и поверхностью диска составляет всего порядка 20 нм. Применение NFC позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 60 Гбайт.

Наностержни вместо линз

Интересную разработку представила группа ученых Гарвардского университета под руководством Кена Крозье (Ken Crozier). Согласно обнародованной информации, созданная ими технология позволяет значительно увеличить плотность записи информации на оптических носителях. Ученые говорят о величине порядка 3 Тбайт на один слой 120-миллиметрового диска при использовании лазера с длиной волны 830 нм.

По словам разработчиков, в настоящее время потенциал для увеличения плотности записи в оптических приводах традиционной конструкции практически исчерпан. Основная проблема заключается в том, что оптические системы, оснащенные обычными линзами, даже теоретически не позволяют получить четкое пятно, диаметр которого был бы меньше половины длины волны используемого источника света - этому препятствует дифракция.

Для того чтобы решить эту проблему, ученые предложили применять для фокусировки луча не линзы, а особый нанооптический прибор. Его конструкция представляет собой два позолоченных наностержня, расположенных на расстоянии 30 нм друг от друга. Этот прибор позволяет концентрировать энергию луча лазера в точке, диаметр которой равен расстоянию между концами стержней. Расстояние между наностержнями и «точкой фокусировки» (то есть плоскостью, на которой радиус пятна минимален) составляет около 10 нм. Конечно, обеспечить подобную точность в накопителях со сменными носителями будет не так-то просто. Тем не менее, как показывают эксперименты с использованием оптической записи в ближнем поле, данная проблема не является неразрешимой.

Запись и считывание информации в оптических накопителях производится бесконтактно с помощью лазерного луча. К таким устройствам относятся, прежде всего, накопители CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD (ROM, R и RW).

Устройства CD-ROM. В устройствах CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory – компакт-диск только для чтения) носителем информации является оптический диск (компакт-диск), изготавливаемый на поточном производстве с помощью штамповочных машин и предназначенный только для чтения.

Компакт-диск представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

Информация на диске представляется в виде последовательности впадин и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска (на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек). Емкость такого CD достигает 780 Мбайт, что позволяет создавать на его основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Считывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске.

Накопители CD-R (CD-Recordable). Они позволяют наряду с прочтением обычных компакт-дисков однократно записывать информацию на специальные оптические диски CD-R. Информационный объем таких дисков составляет 700 Мбайт.

Запись на такие диски осуществляется благодаря наличию на них особого светочувствительного слоя из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.

Запись информации на диски CD-R представляет собой дешевый и оперативный способ хранения больших объемов данных.

Накопители CD-RW (CD-ReWritable). Дают возможность делать многократную запись на диск. Информационный объем таких дисков составляет 700 Мбайт.

Дисковод CD-ROM – позволяет только считывать информацию с любых CD-дисков. Соответственно между собой такие устройства будут различаться скоростью чтения и кэш-памятью. Дисковод CD-R – прочитать и записать, а дисковод CD-RW не только читает, но и перезаписывает (стирает информацию и записывает поверх нее новую). Такие дисководы различаются скоростью чтения/записи/перезаписи (последнее только для CD-RW) и размером кэш.

Накопители DVD (Digital Versatile Disc, цифровой диск общего назначения). Первые DVD-диски появились на рынке где-то в 96–97 годах прошлого века. DVD является прекрасным носителем для данных любого типа и используется как обыкновенный компьютерный носитель информации.

Снаружи DVD выглядит как обычный CD, и даже при ближайшем рассмотрении тяжело заметить разницу. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных по сравнению CD-ROM.

Технология DVD стала огромным скачком в области носителей информации. Стандартный односторонний однослойный диск может хранить 4,7 Gb данных. Но DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить количество хранимых на одной стороне данных до 8,5 Gb.

Кроме этого, диски DVD бывают двухсторонними, что увеличивает емкость диска до 17 Gb. Правда, чтобы считать DVD-диск, необходимо новое устройство (DVD-ROM), но технология DVD совместима с технологией CD, и привод DVD-ROM читает и диски CD-диск, причем разных форматов.

В продаже можно встретить различные комбинированные дисководы для оптических дисков. Например, DVD-CD R/RW позволяет читать DVD и CD – диски и производить запись/перезапись на CD-диски. Другой вариант – DVD-RW – CD-RW. Позволяет читать, записывать и перезаписывать DVD и CD-диски.