77701

Компакт-диск как носитель информации. CD-ROM

Реферат

Информатика, кибернетика и программирование

Таким образом в процессе такой штамповки осуществляется запись данных на диск. Поперечное сечение стандартного компакт-диска Структура данных на компакт-дисках В отличие от магнитных носителей гибких и жестких дисков компакт-диски разбиваются на концентрические дорожки и секторы. Представление о EFMмодуляции Процесс преобразования декодирования сигналов получаемых при прохождении чередующихся углублений и плато над считывающей головкой заключается в следующем: При записи данных на компактдиск используется EFMмодуляция...

Русский

2015-02-05

1.56 MB

0 чел.

CD-ROM

Компакт-диск как носитель информации

При массовом производстве компакт-диски штампуются с помощью матриц, т.е. на поверхности размягченных поликарбонатных дисков (называемых подложками) наносятся последовательности чередующихся углублений и ровных участков («плато»). Таким образом, в процессе такой штамповки  осуществляется запись данных на диск. Затем, выполяется целый ряд операций для того, чтобы превратить прозрачный пластмассовый диск в полноценный носитель информации:

- на прозрачный поликарбонатный диск (со стороны «печати») напыляется тонкий слой алюминия, предназначение которого — отражать считывающий лазерный луч. Алюминиевое покрытие наносится как на углубления, так и на ровные участки поверхности диска.

- Поверх слоя алюминия наносится достаточно толстый слой твердого лака, устойчивого к механическим повреждениям и защищающего отражающее покрытие диска от воздействия химически активных веществ (в частности, от кислорода воздуха, при соприкосновении с которым алюминиевый слой постепенно окисляется и разрушается).

- Последняя операция — нанесение методом шелкографии надписей и маркировки на лаковый слой.

Поперечное сечение компакт-диска, на котором показаны все вышеперечисленные слои, изображено на рис. 1.

Рис. 1 Поперечное сечение стандартного компакт-диска

Структура данных на компакт-дисках

В отличие от магнитных носителей (гибких и жестких дисков), компакт-диски разбиваются на концентрические дорожки и секторы. Данные на CD записываются единственной непрерывной спиральной дорожки, начинающейся вблизи центра вращения) диска и заканчивающейся на его краю. Схематически эта дорожка пока рис.2 (пропорции на нем не соблюдены). Ширина каждого углубления составляет около 0,6 мкм, а глубина — 0,12 мкм. Длины (размеры вдоль касательной к спиральной дорожке) углублений и участков плато могут лежать в пределах от 0,9 до 3,3 мкм, а расстояние между соседними витками (шаг) спирали составляет 1,6 мкм. Это означает, что поперечная плотность записи на компакт-диске составляет около 16000 TPI (Tracks Per Inch — количество дорожек записи на дюйм).

Рис. 2 Структура спиральной дорожки компакт-диска

Считывание информации с компакт-диска осуществляется с помощью точно сфокусированного лазерного луча. Отраженное от поверхности CD излучение попадает на фотодатчик, величина выходного сигнала которого завит от того, отразился лазерный луч от плато или углубления на поверхности диска. На рис. 3 показана оптическая схема считывающей головки. Лазерный излучатель и фотодатчик смонтированы на подвижной каретке, которая может перемещаться вдоль радиуса диска, отслеживая витки дорожки. Луч лазера попадает на нижнюю поверхность компакт-диска, проходит прозрачный материал подложки толщиной около 1 мм, отражается от алюминиевого покрытия диска и через расщепляющую призму попадает на фотодатчик. При отражении луча от плато информационной дорожки его интенсивность и, соответственно, напряжение сигнала на выходе датчика велики. Если же луч попадает на углубление, то за счет интерференции прямой и отраженной волн (глубина впадины равна примерно четверти длины волны лазерного излучения в материале подложки) интенсивность отраженного луча резко снижается, а, значит, и уменьшается напряжение сигнала на выходе фотодатчика. Как и в случае с магнитными носителями, полезную информацию несут переходы от углублений к плато (и наоборот), т.е. изменения сигнала на выходе фотодатчика, а не его абсолютное значение. Аналоговый сигнал, получаемый с фотодатчика, преобразуется в последовательность логических нулей и единиц и декодируется.

Представление о EFM-модуляции

Процесс преобразования (декодирования) сигналов, получаемых при прохождении чередующихся углублений и плато над считывающей головкой заключается в следующем:

  •  При записи данных на компакт-диск используется EFM-модуляция, предназначенная записывать данные группами по несколько бит при минимальном количестве зон перехода между одинаковыми участками1 (углублений или плато).
  •  Данные, коды коррекции ошибок, адресная информация и синхрогруппы (12-битовые группы в начале каждого из блоков данных) преобразуются в последовательность битов и записывается на CD в виде чередующихся углублений и плато на спиральной информационной дорожке.

Рис. 3  Оптическая схема считывающей головки

  •  При записи данных на компакт-диски двоичные единицы и нули представляются не самими углублениями или плато вдоль дорожки диска, а переходами между ними: единица — это переход от углубления к плато или наоборот, а нуль — это отсутствие переходов. При этом «нулевой» участок дорожки может быть с равной вероятностью представлен либо углублением, либо плато, а его длина зависит от количества следующих подряд двоичных нулей (рис.4.).2
  •  При EFM-модуляции каждому из 256 возможных значений байта данных (8 разрядов) ставится в соответствие уникальная последовательность из 14 бит (называемая символом), в которой за каждой единицей следует не менее двух нулей. В табл.1 представлена часть кодовой таблицы EFM-преобразования для чисел от 0до 10. В качестве разделителя двух 14-битных символов вводятся еще три дополнительных бита.

Объемы записываемых данных

Кадр (блок данных) на CD-ROM состоит из 24 синхронизирующих и 14 контрольных, а также рассмотренных ранее 24-х 14-битных символов данных, которые завершаются 8-ми 14-битными символами коррекции ошибок. Каждый символ отделяется от другого двумя дополнительными «битами слияния», поэтому общее число битов в кадре равно 588. Таким образом, каждые 24 байта полезных данных записываются на информационной дорожке компакт-диска в виде кадра, состоящего из 588 бит. Блок данных состоит и 98 кадров, т.е. в каждом из них содержится 2048 (98x24) байт информации (с учетом кодов коррекции  ошибок, байтов синхронизации и адреса - размер блока составляет 2352 байт). Скорость передачи данных с компакт-диска в контроллер первоначально была установлена равной 150 Кбайт/с (75 блоков в секунду). При маркировки приводов это обозначали как 1х. В настоящее время скорость передачи выше и кратно первоначальному значению, а при маркировки приводов это обозначают, как 2х…8х….52х.

Информация на CD-ROM записана вдоль единственной спиральной дорожке, занимающей всю поверхность диска, поэтому используемые для магнитных, дисков способы обозначения секторов и дорожек дисков в данном случае неприменимы. По аналогии со звуковыми компакт-дисками, координаты блоков данных на CD-ROM измеряются в единицах времени записи (от 0 до 59 минут и от 0 до 59 секунд) и записываются в начале каждого блока. На CD-ROM, как и на звуковом компакт-диске, может с записано до 79 минут данных. Однако емкость дисков может быть ограничена примерно 60 минутами, поскольку последние 14 минут дорожки записи располагаются в пятимиллиметровой внешней зоне носителя. При производстве дисков именно по краям возникают наибольшие погрешности и, кроме того, они быстрее всего пачкаются при манипуляциях с носителями. На 60-минутной дорожке записи располагаются 27001 блоков данных, т.е. информационная емкость CD-ROM составляет 2048x270000 = 552 960 000 байт (примерно 527 Мбайт). На полной 79-минутной дорожке можно разместить 333 000 блоков (650 байт).:

1 EFM-модуляция используется для тех же целей, что и кодирование по методу RLL-2.7. Run Length Limited (RLL) - кодирование с ограничением длины «пробела» используемый при записи данных на магнитные носители.

2 Как на магнитных носителях, где  значения битов определяются в зависимости от наличия или отсутствия переходов между участками с постоянной остаточной намагниченностью, а не знаками (ориентацией) намагниченности этих участков.

PAGE  3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69963. ВЛИЯНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ДЕСТРУКЦИЙ НА СТАНОВЛЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ ВУЗА 115.5 KB
  В статье рассматривается проблема влияния профессиональных деструкций на развитие профессиональной идентичности преподавателя высшей школы. Понятие идентичности под которой подразумевается твердо усвоенный и личностно принимаемый образ себя во всем богатстве...
69964. ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ВУЗЕ ПОСРЕДСТВОМ ДИАЛОГИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 67 KB
  Однако несмотря на значительное количество исследований к настоящему времени еще не сложилась целостная концепция формирования межличностного диалогического взаимодействия в учебном процессе. Объясняется это не столько низким уровнем знаний информированности студентов...
69965. ВЕРБАЛЬНЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ И ЧЕРТЫ ЛИЧНОСТИ СТУДЕНТА-ПСИХОЛОГА 43.13 KB
  В статье на основе парадигмы интеллекта как ментального опыта представлен анализ структуры вербального интеллекта и соотношения его факторов а также динамика функционирования вербального интеллекта в процессе формирования тематических и категориальных группировок.
69966. ЛИЧНОСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТУДЕНТОВ, СКЛОННЫХ К ИНТЕРНЕТ-ЗАВИСИМОМУ ПОВЕДЕНИЮ 208.5 KB
  В связи с этим в последнее десятилетие наряду с такими распространенными зависимостями как наркомания алкоголизм появился качественно новый феномен интернет-зависимость. В данной статье освещены теоретические взгляды на проблему компьютерной зависимости у студентов...
69967. Проблема осмысленности жизни и здоровья в раннем юношеском возрасте 209 KB
  Данная статья посвящена теоретическому анализу проблемы взаимосвязи осмысленности жизни и здоровья. Полетаева 2001 который в свою очередь определяет место здоровья в индивидуальной иерархии терминальных и инструментальных ценностей человека особенности мотивации в области здорового...
69968. КОГНИТИВНЫЕ МОДЕЛИ ЛИЧНОСТИ ЭТАЛОННОГО И РЕАЛЬНОГО УЧЕНИКА В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ СОЗНАНИИ: ПСИХОСЕМАНТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 90.5 KB
  На примере сравнительного анализа когнитивных моделей личности эталонного и реального учеников доказывается что содержание эталонатеории личности школьника существующей в профессиональном сознании педагога выступает как суррогат знаний препятствующий адекватному познанию учителем личности ребенка.
69969. Психолого – акмеологическая специфика коммуникации в системе «врач-больной» 156.5 KB
  Минск старший преподаватель кафедры юридической психологии Эффективность медицинской помощи во многом зависит от умения врача общаться с пациентом. Взаимоотношения медицинского работника и больного складываются индивидуально в зависимости от особенностей состояния и личности пациента...
69970. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СОЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 72 KB
  Теоретические основы формирования содержания профессионального социального образования предполагают рассмотрение следующих вопросов: 1 нормативные основания конструирования содержания профессионального образования; 2 специфика отражения в содержании образования глобальных...
69971. Профессионально-психологическая культура как условие готовности к работе с аномальными и одаренными детьми 34.41 KB
  Профессионально-психологическая культура будущих специалистов рассматривается как условие эффективной педагогической деятельности с данными категориями детей. В данном исследовании нам бы хотелось сделать акцент на необходимости формирования и реализации психологической...