Запись и хранение информации на CD/DVD дисках

«Сиб ГУТИ»

Sony. В Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей

более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, работала над методом коррекции ошибок. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков.
Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытого тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака и/или пластика, на котором обычно печатается этикетка.
Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио).
Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт (80 минут аудио), впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD (не путать с мини-дисками), диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

для считывания в дисководах, оборудованных лазерным устройством.
CD-ROM - Compact Disk

Read Only Memory. Постоянное запоминающее устройство на компакт-диске.
CD-ROM Drive - устройство для чтения CD-ROM носителей. Такое устройство может быть с различными интерфейсами: IDE, SCSI, USB, FireWire (IEE1394, iLink) и быть как внешним, так и внутренним.
CD-RW Drive - Compact Disk Read/Write Drive. Устройство для чтения CD-ROM, записи CD-R и перезаписи CD-RW носителей. Такое устройство может быть с различными интерфейсами: IDE, SCSI, USB, FireWire (IEE1394, iLink) и быть как внешним, так и внутренним.
CD-R - Compact Disk Recordable (записываемый компакт-диск) - компакт-диск, на который моет быть осуществлена запись данных один раз. Допускается использование многосессионной записи и дозаписи на диск, но уже записанная информация стерта быть не может.
CD-RW - Compact Disk Read/Write (перезаписываемый компакт-диск). Компакт-диск, предназначенный для многократной записи.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ CD-ТЕХНОЛОГИИ

информации, т.е. именно он подвергается воздействию лазерным лучом, который «прожигает»

(burn) питы (pits), кодирующие информацию.
Иными словами, во время записи активный слой под воздействием лазерного луча меняет свою структуру, а последующая необратимость изменения активного слоя — суть есть надежность хранения информации.

Защитный слой — слой, наносимый поверх светоотражающего, — служит для механической защиты CD-R диска и нанесения на него этикетки (label).

Светоотражающий слой - тончайшая пластинка из золота или серебра, которая во многом определяет совместимость диска с читающими устройствами. Изначально в виде материала для отражающего слоя использовалось только промышленное золото, однако в последствии оно было вытеснено серебром.

CD (слева) и DVD (справа)
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ НА CD/DVD -

ROM

Углубление называется «пит» (pit), а ровная поверхность «ленд».

Питы служат не только как носители информации, но и как источник данных для так называемой следящей системы, которая отыскивает дорожки с информацией и направляет на них луч лазера.

поверхность покрывают спиральной канавкой (Pregroove), которая служит ориентиром для системы

слежения. Канавка заполняется специальным органическим красителем - "регистрирующим слоем", который темнее основной поверхности диска. Однако и слишком темным он быть не может - иначе не будут различимы питы, которые позже появятся на спирали.
Мощность лазера, в зависимости от скорости вращения диска и режима его работы, колеблется от 0.7 мВт (при считывании) до 30 мВт (при записи). Энергия лазерного луча (его квантов) поглощается органическим веществом, в результате чего оно довольно сильно нагревается - до температуры, превышающей температуру плавления поликарбоната, из-за чего сама основа диска в данной точке плавится и деформируется. В результате количество света, которое отражает такой участок, значительно ниже количества света, которое отражают остальные, не прожженные участки. А темные пятна - это и есть "питы", только несколько другие.
После записи информации питы и ленды появляются на месте прежнего одного большого пита - той самой спирали-канавки, заполненной красителем.

Disk - цифровой многоцелевой диск. Система записи подобна CD, но

имеет гораздо большую плотность записи, что дает емкость самого простого диска около 4.7 Гб.
Большинство приводов DVD может читать и обычные CD, однако для считывания слоев DVD используются лазеры с длиной волны 650 и 635 нм (видимый красный цвет), что может создать проблемы чтению обычных дисков в этих приводах.
Конструктивно приводы DVD мало отличаются от приводов CD.

диски;
DVD+R/RW — диски однократной (R — Recordable) и многократной (RW

— ReWritable) записи;
DVD-R/RW — диски однократной (R — Recordable) и многократной (RW — ReWritable) записи;
DVD-RAM — диски многократной записи с произвольным доступом (RAM — Random Access Memory).
DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит вместимость диска:
однослойные односторонние (DVD-5) вмещают 4,7 гигабайта информации,
двухслойные односторонние (DVD-9) вмещают 8,7 гигабайта информации,
однослойные двусторонние (DVD-10) вмещают 9,4 гигабайта информации,
двухслойные двусторонние (DVD-18) вмещают 17,4 гигабайта информации.
Вместимость можно определить на глаз — нужно посмотреть, сколько рабочих (отражающих) сторон у диска и обратить внимание на их цвет: двухслойные стороны обычно имеют золотой цвет, а однослойные — серебряный, как компакт-диск.
Любой из носителей может иметь любую структуру данных (см. выше) и любое количество слоёв
Стандарт записи DVD-R(W) был разработан DVD-Forum’ом как официальная спецификация (пере)записываемых дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в «DVD plus RW Alliance», который и разработал стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу «болванки» (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем «болванки» DVD-R(W), но теперь цены сравнялись.
Стандарты записи «+» и «-» частично совместимы. Все приводы для DVD могут читать оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа «болванок». Среди остальных приводов формата «+» и «-» одинаково популярны — половина производителей поддерживает один стандарт, половина — другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента или они продолжат мирно сосуществовать.
В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF.
Скорость чтения/записи DVD указывается кратной 1350 Кб/с, то есть 16-скоростной привод обеспечивает чтение (или запись) дисков в 16 × 1350 = 21600 Кб/с (21,09 Мб/с).

DVD ДИСК

однослойной записью и емкостью 4,7 Гб.

DVD состоит из 0,6 мм

пленки, покрытой аллюминием  и наклеенной на чистую подложку.

Технология напыления та же, что используется при изготовлении обычного CD. Алюминиевая пленка имеет толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM.

ФОРМАТЫ DVD
DVD-5

Для производства такого диска необходимо создать полупрозрачный слой, который отражает 18-30%

лазерного излучения. Информационные уровни разделяет высокооднородный клей (толщина клеевой прослойки составляет 40-70 микрон), используемый для соединения двух половин диска.
С одной стороны, оптимальным материалом для полупрозрачного слоя является золото. С другой стороны, применение вместо золота другого материала поможет сократить издержки производства на 70%. Сегодня в качестве альтернативы золоту используются кремниевый и серебряный сплавы.

ФОРМАТЫ DVD
DVD-9

это двойной DVD-5 без чистой подложки.
Два диска, покрытых металлическими пленками,

соединены вместе.
Чтобы считывать информацию с двух сторон диска, используется один лазер.

ФОРМАТЫ DVD
DVD-10

но DVD-18 может читаться с обеих сторон. Результат – двойная емкость

по сравнению с DVD-9.                                                

ФОРМАТЫ DVD
DVD-18

Interleaved Reed-Solomon Code RSPC - Reed Solomon Product Code

области данных (~1.02x),
Более эффективной битовой модуляции каналов (~1.06x),
Более

эффективного исправления ошибок (~1.32x),
Меньшим перекрытием секторов (~1.06x).

Один слой DVD приблизительно в 7 раз более емок, чем у стандартный CD-ROM.

Увеличение емкости DVD по сравнению с CD вызвано: