31639

Накопители на оптических дисках

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Основы оптической записи Методы оптической записи на поверхности подвижного носителя основаны на способности некоторых материалов изменять отражательные свойства на участках которые подвергались тепловому магнитному или комбинированному воздействию. Первоначально для оптической записи использовалось свойство лазерного луча прожигать отверстия в тонком слое металла рис. Такой способ записи используется для НОД с однократной записью. Возможность многократной записи обеспечивается при использовании магнитооптических носителей.

Русский

2013-09-01

1.41 MB

17 чел.

Накопители на оптических дисках

1. Основы оптической записи

Методы оптической записи на поверхности подвижного носителя основаны на способности некоторых материалов изменять отражательные свойства на участках, которые подвергались тепловому, магнитному или комбинированному воздействию.

Основой оптического диска служит круглая подложка из полимеров, обладающая механической прочностью. В качестве информационного носителя используются многослойные пленочные структуры. На исходную подложку наносится отражающий слой, затем слой диэлектрика, информационный слой и защитное покрытие.

Первоначально для оптической записи использовалось свойство лазерного луча прожигать отверстия в тонком слое металла (рис. 15.1, а, б). Прожженное отверстие (пит) является оптическим отпечатком, который может быть распознан с помощью лазерного луча считывания меньшей мощности и фотодетектора. В зависимости от интенсивности отраженного луча формируется электрический сигнал, соответствующий наличию или отсутствию отпечатка. Такой способ записи используется для НОД с однократной записью.

Возможность многократной записи обеспечивается при использовании магнитооптических носителей. Под воздействием магнитного поля нагретые участки изменяют состояние намагниченности (рис. 15.1, в, г).Для считывания на поверхность носителя направляется пучок поляризованного света. Намагниченные участки изменяют угол поляризации, по которому и воспринимаются. Стирание информации происходит аналогично записи, однако направление магнитного поля при этом должно быть противоположным.

По способу организации записи-считывания НОД могут быть разделены на три больших класса:

1) постоянные НОД, с которых возможно только считывание информации (CD ROM);

2) НОД с однократной записью и многократным считыванием. Запись на такие НОД может сделать пользователь, но только один раз;

3) НОД, допускающие стирание и многократную перезапись.

Для НОД применяются несколько способов записи: абляционный - путем прожигания отверстий в непрозрачной среде носителя; с помощью локального изменения коэффициента отражения среды; перевод запоминающей среды из кристаллической фазы в аморфную и наоборот; трансформирование магнитного состояния структуры; изменение цвета локальной области. Первые два способа используются при «не стираемой» записи, а остальные - для многократной перезаписи информации на НОД.

Для кодирования информации используются специальные коды, например, Рида - Соломона. Для записи используется метод БВН.

В отличие от НМД оптический диск, имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от внутреннего диаметра к наружному. Но физическая дорожка может быть разбита на несколько логических. Если для НМД возможна запись на разные дорожки, то запись на оптические диски происходит последовательно по спирали.

Все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, т.е. с неизменной угловой скоростью. Оптический диск вращается с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении. Чтение внутренних секторов осуществляется с увеличенным, а наружных – с уменьшенным числом оборотов. Поэтому у НОД низкая скорость доступа к данным.

Обычно НОД подсоединяются через параллельные интерфейсы SCSI и IDE.

2. Формат записи информации на оптическом диске

Базовый формат для цифровых компакт-дисков во многом схож с форматом НГМД. В НОД также имеется нулевая логическая дорожка, которая начинается со служебной информации, необходимой для синхронизации между приводом и диском. Затем расположена системная область, которая содержит сведения и структуре диска. Существенное различие в структуре CD-ROM и НГМД заключается в том, что на CD-ROM системная область содержит прямой адрес файлов в поддиректориях, а не смещение.

Все данные на оптическом диске разбиты на блоки по 2352 байта (рис. 15.2, а).

Каждый блок содержит синхро-коды для контроля скорости вращения диска, заголовок, поле данных и коды, исправляющие ошибки. Данные в заголовке определяют расположение блока на спиральной дорожке и представляют его физический адрес. Формат данных для CD-ROM совместим с форматом компакт-диска, поэтому единицы измерения взяты как для проигрывания звука: это минута и секунда звучания и номер блока в секунде. За секунду должно быть считано 75 блоков данных.

Режим задает тип записанной информации. Режим 1 указывает на то, что в поле данных блока записан цифровой фрагмент звукозаписи; режим 2 – в блоке записаны компьютерные данные; режим CD-ROM-1 указывает на полную запись данных; режим CD-ROM-2 – на запись сжатых звуковых данных и видео изображений.

Если данные в блоке записаны без сжатия, то блок имеет формат, показанный на рисунке 15.2, б. Для восстановления испорченной информации в последние 288 байт блока записываются коды обнаружения ошибок (EDС) и коды исправления ошибок (EСС). Эти данные в ЭВМ не передаются. Для записи сжатых данных используют формат без корректирующих кодов (рис. 15.2, в), что позволяет на 14% увеличить объем записываемых данных.

3. Обобщенная структура накопителя на оптических дисках

Упрощенная структура НОД приведена на рис. 15.3.

При записи луч полупроводникового лазерного диода, управляемого данными записи через коллиматор, зеркало и линзу объектива прожигает отверстие в информационном слое диска. Наличие отверстия соответствует записи «1». При считывании неуправляемый лазерный луч (получаемый из делителя луча) выходит на рабочую поверхность через другой делитель луча, зеркало и объектив. В режиме чтения зеркало перемещается. Отраженный свет через делитель луча попадает на фотодиод, сигнал с которого обрабатывается электронными схемами считывания. Точная установка луча на дорожке обеспечивается сервоблоком дорожки, фокусировка - сервоблоком фокусировки, а постоянное число оборотов - сервоблоком вращения диска.

К существенным недостаткам накопителей на оптических дисках относятся сравнительно большое время доступа к информации по сравнению с НЖМД, низкая скорость передачи данных, наличие механических и оптических узлов, не выдерживающих ударов и вибра-ции.

_______________________________________________________________________________________________

Курс «Периферийные устройства»

(лекции)

-3-

Рис. 15.3. Обобщенная структура накопителя на оптических дисках

Рис. 15.2. Формат данных для CD-ROM: общий (а); при записи в режиме CD-ROM-1 (б) и в режиме CD-ROM-2 (в)

в)

б)

а)

Рис. 15.1. Способ записи (а) и считывания (б) для однократной оптической записи; способ записи (в) и считывания (г) для многократной оптической записи:

ФС - фокусирующая система; ФД - фотодетектор


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15450. Состояние и перспективы развития закрытых паевых инвестиционных фондов недвижимости 816.5 KB
  Введение Индустрия инвестиционных фондов в нашей стране в последнее десятилетие развивалась в большей степени экстенсивными темпами нежели по пути качественного роста. Практически ежегодно увеличивался объём средств в доверительном управлении российских управляющ
15451. Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности 2.78 MB
  Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования. Опыт развития рыночных отношений показал что инвестирование является важнейшим источником экономического роста финансовой основой прогресса. Объективный...
15452. Східні слов’яни: походження, розселення, соціально-економічний розвиток і культура. Виникнення назви „Русь” 37.5 KB
  Східні слов’яни: походження розселення соціальноекономічний розвиток і культура. Виникнення назви Русь€. Витоки словян вчені відносять до кінця бронзового початку залізного віку. За своїм походженням словяни. автохтонне не прийшле а таке що сформувалося на ц...
15453. Утворення Київської Русі. Основні етапи її розвитку 73.5 KB
  Утворення Київської Русі. Основні етапи її розвитку. Протягом VIII IX ст. словяни розселилися на території Східної Європи. Найбільшими словянськими племенами були: поляни що жили на Середній Наддніпрянщині сіверяни на р. Десна вятичі на Оці на заході від полян дрегов
15454. Соціально-економічний ї політичний устрій Київської Русі 29.5 KB
  Соціально-економічний ї політичний устрій Київської Русі Київська Русь започаткувала феодальний період в історії народів Східної Європи які не знали рабовласницької формації. Феодалізм зароджувався у них на основі первіснообщинного ладу. Головною особливістю ран...
15455. Причини та наслідки занепаду Київської Руcі 32 KB
  Причини та наслідки занепаду Київської Руcі. XIIXIII століття на Русі увійшли в історію як період феодальної роздробленості. По смерті великого князя київського Мстислава сина Володимира Мономаха Київська Русь розпадається на багато князівств і земель. Поза сум...
15456. Формування Галицько-Волинського князівства. Суспільні відносини в державі 39.5 KB
  Формування ГалицькоВолинського князівства. Суспільні відносини в державі. Серед руських князівств найбільшими були РостовоСуздальське ПолоцькоМінське і ГалицькоВолинське князівство. Київ став стольним містом Київської землі яка займала територію Середнього...
15457. Діяльність князів Романа і Данила. Розквіт Галицько-Волинського князівства 31.5 KB
  Діяльність князів Романа і Данила. Розквіт ГалицькоВолинського князівства. Обєднання Галичини й Волині Правління Романа Мстиславича Скориставшись смертю у 1199 р. останнього представника династії Ростиславичів Володимира Ярославича Роман Мстиславич спи...
15458. Зовнішня політика та значення Галицько-Волинської держави 40.5 KB
  Зовнішня політика та значення ГалицькоВолинської держави. По смерті Ярослава Мудрого з початком феодальної роздробленості Галицьке князівство відокремилося від Києва. Першими галицькими князями були нащадки онуків Ярослава Мудрого Ростиславичі а на Волині Мстисла...