Содержание
1. Введение
2. История создания оптического накопителя
3. История развития оптического накопителя
3.1. Технические особенности конкурентов
4. Перспективы развития оптического накопителя.
5. Сравнительный анализ оптическийнакопителей
5.1 ASUS DRW-1608P
5.2 NEC ND-3540A
6. Техника безопасности при работе с ПК
6.1 Организация рабочего места
6.2 Техника безопасности
Заключение
Список использованной литературы
1. Введение
За последние несколько летоптические накопители претерпели существенные изменения. Сегодня оптическийнакопитель является неотъемлемой частью ПК — что определяет актуальностьвыбранной темы.
Оптический накопитель сталнеотъемлемой частью ПК, т.к. разнообразные программные продукты (прежде всегоигры и базы данных) стали занимать значительное количество места, и поставка ихна дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их сталипоставлять на оптических дисках (таких же, как и обычные музыкальные), анекоторые игры и программы работают прямо с оптического диска, не требуякопирования на жёсткий диск.
Также современный компьютерявляется мощным мультимедийным центром позволяющим проигрывать музыку,просматривать фильмы.
Цель данной дипломной работы –изучение оптических накопителей. В процессе изучения предстоит изучитьследующие вопросы:
¾ История создания оптического накопителя
¾ История развития оптического накопителя
¾ Перспективы развития оптического накопителя
¾ Сравнительный анализ оптический накопителей
¾ Техника безопасности при работе с ПК
2. История создания оптического накопителя
Оптические диски практическиявляются ровесниками персональных компьютеров. И у них даже есть свои родители- виниловые пластинки. Годом прихода оптических дисков в современные технологиисчитается 1982-й. Именно тогда две крупнейших компании Philips и Sony занялисьновыми разработками. Исполнительный директор фирмы Sony Акио Морита,прославившийся также авторством знаменитого плейера Walkman, считал, что такиедиски должны быть предназначены для прослушивания классической музыки. Истандартом продолжительности звучания взяли время звучания 9-й симфонииБетховена, которое равняется примерно 73 минутам. Было решено сделатьстандартным время звучания, равное 74 минутам 33 секундам. Так родился стандарт«Красная книга» (Red book) в котором был описан стандарт дисков CD-DA (CD-Digital Audio). Причемпредшественником ему был стандарт обычной виниловой пластинки длительностью в45 минут, обладающий худшим качеством звука и не сравнимыми с CD рабочимихарактеристиками носителя. Наравне с Sony в формировании стандарта «Краснойкниги» принимала участие и фирма Philips. Были введены жесткие требованияк размерам, качеству звука, методу кодирования данных и использование единойспиральной дорожки.
На CD-DA данные представленыследующим образом.
Структурно весь диск можно разделитьна три основные части: lead-in (вводная зона, хранящая всю информацию оструктуре и принадлежности диска), PMA (Program Memory Area — непосредственносами данные) и lead-out (выводная зона, состоящая практически из одних«нулей» и по сути являющаяся индикатором конца диска).
Вся информация записывается наCD-DA в виде дорожек, разделенных зазорами (pre-gap), равными 2 секундам. Такихдорожек может быть 99, и каждая из них может быть разбита на 99 фрагментов.Понятие дорожек несколько вторично, но хорошо подходит для простейшего описанияструктуры диска.
На самом деле информация надиске представлена в виде блоков-сегментов, которые имеют стандартный размер(2352 байта) и стандартную скорость их чтения — 75 блоков в секунду. То есть,если мы говорим о зазоре длиной в две секунды, то подразумеваем 150«пустых» блоков-сегментов. Сами же дорожки состоят из наполненныхинформацией блоков.
Блок-сегмент, в свою очередь,состоит из 98 микрокадров, каждый из которых имеет размер в 24 байта (192бита). 24 байта может содержать описание значений шести дискретных отсчетовправого и левого каналов. И приведенное значение 2352 байта можно получитьпростым умножением 98 на 24. Так что, говоря о таком размере сегмента, мыговорим только о чисто звуковой информации.
3. История развития оптического накопителя
Разработанная Philips и Sony новаяспецификация для хранения цифровых данных на CD-носителях стала называться«Желтой книгой», а сами носители — CD-ROM (Read Only Memory).Блок-сегмент, равный 2352 байтам, преобразовался. То есть по стандарту былипредусмотрены типы Mode 1, предназначенный для хранения цифровых компьютерныхданных, и Mode 2 — сжатых графических, текстовых и звуковых данных. Блок-сектортипа Mode 1 хранит в себе информацию по коррекции и исправлению ошибок EDC/ECC(Error Detection Code/Error Correction Code) и является самым распространенным.На коррекцию и исправление ошибок в каждом секторе отводится 288 байт. Врезультате на информацию остается 2064 байта, 12 из которых выделяются насинхронизацию и 4 байта — для заголовка сектора.
Таким образом, основнойминимальной единицей в формате CD-DA является дорожка, а в CD-ROM — сегмент.
Устройствонакопителей на CD-ROM.
/>
После прихода двух стандартов,описанных «Красной» и «Желтой» книгами, стояла однасущественная проблема: носители были строго привязаны к типам накопителей. Тоесть совмещение аудио и цифровых данных было в то время не реализовано.Появились диски смешанных форматов, хранящие в себе данные как CD-ROM, так иCD-DA. Причем первые данные (CD-ROM) записывались в начале диска. Это не совсемудобно, поскольку аудионакопители пытаются прочитать первую дорожку, чем могутнавредить аудиоаппаратуре, а CD-ROM-накопители не могут одновременно читатьпрограмму и воспроизводить аудио.
В ноябре 1985 года представителиведущих производителей CD-ROM собрались для того, чтобы обсудить проблемусовместимости и общего типа структурирования файловой системы для всехносителей. То есть требовался стандарт для файловой системы, структуры записи ичтения и т.п. Был составлен документ, который являлся спецификацией (названиеспецификации — HSG), определяющей логические и файловые форматы компакт-дисков.Документ носил рекомендательный характер, и хотя впоследствии многое определилдля технологической отрасли в целом, цвета книги для него так и не нашлось.Предложение формата HSG-спецификации во многом базировалось на представленииструктуры флоппи-диска, содержащего нулевой трек или системную дорожку, вкоторой хранятся данные о типе носителя и его файловой структуре сдиректориями, поддиректориями и файлами. CD организован немного по-другому. Тоесть все данные такого типа хранятся в служебной и системной областях. В первойхранится информация, необходимая для синхронизации между носителем инакопителем. Во второй — файловая структура, причем указываются прямые адресафайлов в поддиректориях, что сокращает время поиска.
Через три года (1988) был принятмеждународный стандарт ISO-9660, основные положения которого были очень схожи сHSG-представлением. Этот стандарт описывал файловую систему CD-ROM и имел триуровня. Первый уровень выглядит примерно так:
- имена файлов могут содержать до 8 символов;
- в названиях файлов используются символы только верхнего регистра, цифрыи символ "_";
- в именах файлов не допускаются специальные символы — "-,~,=,+";
- имена каталогов не могут иметь расширений;
- файлы не могут быть фрагментированы.
Второй и третий уровень ISO-9660только облегчают и расширяют возможности первого. В частности, на втором уровнесняты ограничения по именам файлов и каталогов (например, разрешено ужесоздавать имена длиной в 32 символа), на третьем уже разрешаетсяфрагментировать файлы. Стоить отметить, что ISO-9660 первого уровнястандартизирует в основном форматы файловых систем MS-DOS и HFS (AppleMacintosh). Второй уровень в данных системах уже не читаемый.
Для Apple Macintosh существуетотдельно стандарт формата файловой системы HFS (Hierarchical File System). Уданной платформы компьютеров своя особая иерархия файловой системы, из-за чегоданный стандарт является востребованным. На один диск можно записать несколькоформатов файловых систем одновременно.
Спецификация, разработанная в1991 году, была выпущена в виде «Оранжевых книг» (Orange Books). Ихдве. Первая стандартизирует магнито-оптические накопители, которые могутстирать, перезаписывать информацию. Вторая книга посвящена накопителям соднократной записью, которые могут только дозаписывать. То есть во второй книгеречь идет о CD-R (Recordable). Постепенно современные технологии сталипозволять перезапись дисков. Мы говорим о CD-RW (Rewritable) или же CD-E (Erasable),что, по сути, является одним и тем же. Эти носители и накопители скорее всегоподпадают под первую из «Оранжевых книг».
В 1993 году вышла «Белаякнига» (White Book), в которой был стандартизирован новый продукт — VideoCD, разработанный совместно JVC, Matsushita, Sony и Philips. В основу данногостандарта легла видеосистема Karaoke, разработанная JVC. Новый формат позволяетхранить 72 минуты видео со стереозвуком. Формат сжатия знаком многим — MPEG(Motion Picture Experts Group). Первая дорожка записывается в форматеCD-ROM/XA, потом идет блок данных, содержащий сжатое видео. Основываясь наприобретениях, полученных с помощью стандарта «Белой Книги», экспертывпоследствии внесли существенные изменения в «Зеленую книгу».
В конце прошлого века накопителиCD-R, достигшие к тому времени скоростей по записи/чтению 8Х/24Х, быливытеснены более универсальными накопителями CD-RW, позволяющими записывать нетолько диски с однократной записью, но и перезаписываемые.
В отличие от органическихкрасителей, используемых для формирования активного слоя в дисках CD-R, в CD-RWактивным слоем является специальный поликристаллический сплав(серебро-индий-сурьма-теллур), который переходит в жидкое состояние при сильном(500-700°С) нагреве лазером. При последующем быстром остывании жидких участковони остаются в аморфном состоянии, поэтому их отражающая способность отличаетсяот поликристаллических участков. Возврат аморфных участков в кристаллическоесостояние осуществляется путем более слабого нагрева ниже точки плавления, новыше точки кристаллизации (примерно 200 °С). Выше и ниже активного слоярасполагаются два слоя диэлектрика (обычно двуокиси кремния), отводящих отактивного слоя излишнее тепло в процессе записи; сверху все это прикрытоотражающим слоем, а весь «сэндвич» нанесен на поликарбонатную основу,в которой выпрессованы спиральные углубления, необходимые для точногопозиционирования головки и несущие адресную и временную информацию.
В накопителе CD-RW используютсятри режима работы лазера, отличающиеся мощностью луча: режим записи(максимальная мощность, обеспечивающая переход активного слоя в неотражающееаморфное состояние), режим стирания (возвращает активный слой в отражающеекристаллическое состояние) и режим чтения (самая низкая мощность, не влияющаяна состояние активного слоя).
/>
Разрез носителя CD-RW или DVD+RW
Самая большая проблема, котораявсегда преследовала изготовителей устройств записи на оптические диски, — опустошениебуфера. Поскольку запись идет с постоянной (линейной или угловой) скоростью, вбуфере дисковода постоянно должны присутствовать данные для записи. Если покаким-либо причинам (перегрузка ЦП другими задачами, проблемы в интерфейсе,сбой программы и т. п.) данные начинают поступать слишком медленно, можетвозникнуть ситуация, когда в буфере накопителя нет данных для записи следующегоблока. В накопителях первых поколений это приводило к безвозвратной порче«болванки» в случае CD-R или необходимости стирать и зановозаписывать CD-RW. В конце 2000 г. Sanyo запатентовала технологию BURN-Proof(Buffer UndeRuN-Proof, т. е. защита от опустошения буфера), которая позволялаостанавливать запись, если объем данных в буфере становился меньшеопределенного порога, и возобновлять ее с того же места при заполнении буфера.Сейчас вариации этих технологий (каждая фирма называет их по-своему: у Yamahaэто «SafeBurn», у Acer — «Seamless Link», у Ricoh — «JustLink»)применяются практически всеми изготовителями накопителей CD-RW.
Недостаточная емкость (650 или700 Мбайт) CD-ROM и невозможность дальнейшего повышения производительностизаставили задуматься о новом формате оптических дисков. История еговозникновения, в отличие от простой и ясной истории создания CD, полнапротиворечий, столкновений и интриг. По первоначальному замыслу новый диск долженбыл прийти на смену видеокассетам VHS. У истоков DVD (первоначально этааббревиатура расшифровывалась как «Digital Video Disk», т. е.«цифровой видеодиск», а позднее, когда на DVD стали записывать нетолько видео, превратилась в «Digital Versatile Disk», т. е.«цифровой многофункциональный диск»), стояли, с одной стороны,Matsushita Electric, Toshiba и кинокомпания Time/Warner, разработавшиетехнологию Super Disc (SD), а с другой — «родители» компакт-дискаSony и Philips со своей технологией Multimedia CD (MMCD). Поскольку два этихформата были абсолютно несовместимы друг с другом, в 1995 г. под давлениемгигантов индустрии ИТ (Microsoft, Intel, Apple и IBM) для выработки единогостандарта была создана организация DVD Consortium, в которую вошли основныеизготовители накопителей и носителей к ним, общим числом 11; впоследствииназвание было изменено на DVD Forum.
Аналогично разноцветным«книгам», определяющим форматы компакт-дисков, существует 5документов, описывающих форматы DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-R(однократно записываемый DVD) и DVD-RAM (DVD с возможностью многократнойзаписи). В последнее время появилось также два новых формата многократнозаписываемых дисков — DVD-RW и DVD+RW и один — однократно записываемых DVD+R.
В отличие от CD-ROM, которыебывают только односторонними и однослойными, DVD могут быть также двухслойнымии двусторонними. Таким образом, существует 4 варианта DVD-дисков: DVD-5(односторонний однослойный, емкость 4,7 Гбайт), DVD-9 (одностороннийдвухслойный, 8,5 Гбайт), DVD-10 (двусторонний однослойный, 9,4 Гбайт) и DVD-18(двусторонний двухслойный, 17 Гбайт).
Каким же образом удалосьразместить на точно таком же по размерам диске в 7-25 раз больше информации?Прежде всего благодаря применению вместо ИК-лазера с длиной волны 780 нм лазеракрасного диапазона с длиной волны 635 или 650 нм. Уменьшение длины волныпозволило сократить минимальный размер «ямок» (углублений на покрытойотражающим слоем поверхности поликарбонатной основы диска, несущих информацию)с 0,83 до 0,4 мкм, а шаг дорожек — с 1,6 до 0,74 мкм, что дало общий выигрыш вемкости в 4,5 раза. Остальное было получено за счет применения болееэффективных кодов коррекции ошибок, которые позволили значительно уменьшитьпроцент, отводимый на эти коды в каждом пакете данных.
Возможность изготовлениядвухслойных дисков (отражающий материал первого слоя является полупрозрачным,так что можно фокусировать лазер на лежащем над ним втором отражающем слое)позволила поднять емкость еще почти в два раза (на самом деле несколько меньше,поскольку в полупрозрачном слое не удается достичь такой же плотности записи,как в полностью отражающем). Двухсторонний диск, который представляет собой какбы два односторонних, склеенных отражающими слоями внутрь (общая толщина дискапри этом остается равной 1,2 мм), еще в два раза увеличил возможную емкостьDVD, хотя в этом случае возникает определенное неудобство: диск приходитсяпереворачивать вручную.
Повышение плотности размещенияданных на диске привело к автоматическому увеличению скорости передачи данныхпри той же скорости вращения носителя. Так, в накопителе CD-ROM IX данныепередаются со скоростью 150 кбайт/с, тогда как в DVD-ROM IX скорость передачидостигает 1250 кбайт/с, что соответствует 8Х CD-ROM. Современные накопители DVDдостигли скоростей 16Х, что, как несложно подсчитать, дает 128Х для CD-ROM! Дляобеспечения совместимости накопителей DVD с носителями CD применяются различныетехнические решения, в том числе смена фокусирующих линз, два лазера с длинамиволн 780 и 650 нм или специальный голографический элемент, обеспечивающийправильную фокусировку для каждого типа носителя. Принятие в качестве основногоформата файловой системы DVD разработанной OSTA спецификации UDF (UniversalDisc Format), а точнее, ее подмножества, называемого MicroUDF, сняло проблемы,связанные с необходимостью разработки новых форматов всякий раз, когдапоявляется новый класс данных, которые необходимо записывать на диск. Посколькуэта спецификация включает и стандартную для CD-ROM файловую систему ISO-9660,решаются проблемы совместимости с ОС, поддерживающими эту систему. ДискиDVD-ROM используют промежуточный формат UDF Bridge (в этом формате отсутствуетподдержка разработанного Microsoft для работы с длинными и Unicode-именамифайлов расширения ISO 9660, названного Joliet), тогда как для дисков DVD-Videoприменяется полный формат UDF. Файлы DVD-Video не должны превышать по размеру 1Гбайт, не должны фрагментироваться (каждый файл должен занимать одну связнуюобласть диска), а ссылки на них, записанные в формате 8.3, должны располагатьсяв каталоге VIDEO_TS, который должен быть первым на диске. Аудиофайлыразмещаются в отдельной области диска (DVD-Audio zone), а ссылки на них — вкаталоге AUDIO_TS.
Видео записывается на DVD обычнов формате MPEG-2. Диски DVD-Video могут использовать несколько различных системзащиты от копирования, самая известная и простая из которых, доставляющая массунеудобств пользователям, — региональное кодирование. Весь мир разбивается поэтой системе на семь регионов (страны бывшего СССР попадают в пятый регионвместе с Индией, Африкой, Северной Кореей и Монголией). Диск DVD-Video,предназначенный, скажем, для первого региона (США), по идее, не долженсчитываться дисководом или плейером для пятого региона. На практике, однако, вРоссии чаще всего используются многорегиональные дисководы и диски.
Всего на данный моментсуществует шесть форматов записываемых DVD (в хронологическом порядке ихпоявления): DVD-R for General, DVD-R for Authoring, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW иDVD+R. Сейчас ситуация складывается так, что первые четыре формата, скореевсего, уйдут в прошлое. Альянс основных изготовителей записываемых оптическихнакопителей, в который входят такие «киты», как HP, Sony, Ricoh идр., объединившихся вокруг технологий DVD+RW и DVD+R, похоже, не оставит имникаких шансов, хотя компания Pioneer, впервые предложившая формат DVD-RW вконце 1999 г. и добившаяся его одобрения в DVD Forum (DVD+RW пока такогоодобрения не получил, несмотря на то, что все члены DVD+RW Alliance входят вчисло учредителей DVD Forum), не собирается пока сдавать своих позиций.
Важнейшее преимущество форматаDVD+RW (и его разновидности для носителей с однократной записью DVD+R) — совместимостьзаписанных в нем носителей с подавляющим большинством обычных накопителей DVD-ROMи бытовых DVD-плейеров. Диски формата DVD-RW обладают таким свойством толькопри записи их в «совместимом» режиме, в котором невозможна запись спеременной битовой частотой и требуется так называемая «финализация»диска, занимающая до 15 мин. Еще одна ценнейшая возможность — использованиеэтих накопителей для записи (и, разумеется, чтения) дисков CD-R и CD-RW.
DVD+RW представляет собойразвитие технологии DVD-RW. Для записи используется технология фазовогоперехода, полностью аналогичная используемой в CD-RW. Точное позиционированиеголовки обеспечивается волнистыми канавками, проложенными вдоль всей спиральнойдорожки диска. Благодаря им появляется возможность так называемого связываниябез потерь, т. е. обеспечения связности записываемого видеофайла даже прибольших перерывах в передаче данных от ПК. Можно даже редактировать отдельныеучастки уже записанного файла!
/>
Прямая перезапись в DVD+RW
Накопители DVD+RW позволяютзаписывать одно-и двухсторонние диски емкостью соответственно 4,7 и 9,4 Гбайт.Двухслойные диски не поддерживаются.
Формат однократной записи DVD+R,в отличие от CD-R, который предшествовал CD-RW, появился после успешного стартаперезаписываемого DVD+RW. Первые накопители DVD+RW/+R начали появляться тольковесной 2002 г. Один из первых таких накопителей, Ricoh MP5125A, записываетдиски DVD+RW и DVD-R на скорости 2,4Х, диски CD-R на скорости до 12Х, CD-RW — до10Х. Максимальные скорости чтения составляют для DVD 8X, а для CD 32X, временадоступа соответственно 140 и 120 мс.
DVD-R и DVD+R ещё толькозавоёвывали массовый рынок, а производители уже вовсю занимались разработкойновых, более ёмких форматов. Уже в 1996 году Phillips, Toshiba и Sonyдемонстрировали миру первые прототипы устройств, использующих сине-фиолетовыйлазер для записи информации на диск. Но перед разработчиками стояло множествопроблем, связанных с излишним нагревом привода, поиском подходящегозаписывающего слоя и т.д.
19 февраля 2002 года девятькомпаний (Hitachi, LG Electronics, Matsushita Electric, Pioneer, Philips,Samsung, Sharp, Sony и Thomson Multimedia) объявили о разработке спецификациина формат оптических дисков нового поколения, получивший название «Blu-rayDisc». Название указывает на основную особенность нового формата –использование сине-фиолетового лазера. Первоначально заявлялась ёмкость 27 Гигабайтна стандартной 12-см болванке.
Уже в августе информация оформате Blu-ray стала достоянием общественности. В сентябре конкуренты в лицекомпаний Toshiba и NEC представили достойный ответ – формат Advanced OpticalDisc (AOD). В октябре тайваньский консорциум AOSRC предложил собственныйстандарт HD-DVD.
Прототипы BD — и AOD — приводовстали появляться на различных шоу, например, на Ceatec show в Японии в октябре2002 года и на выставке Consumer Electronics Show (CES 2003) в январе 2003.
/>
/> Первый прототип будущего HD-DVD Первый прототип Blu-ray на Ceatec Show 2002
Наконец, 13 февраля 2003 годаАссоциация BDA (Blu-ray Disc Association) начала лицензирование нового формата,что практически означало официальное появление BDA на рынке оптическихнакопителей и отмашку на начало выпуска коммерческих продуктов на основеBlu-ray.
Оставался всего лишь одинвопрос: какой формат выберет DVD Forum – консорциум компаний, взявший на себяобязанности по стандартизации и сертификации оптических носителей.
В ноябре 2003 года совершеннонеожиданно для многих рабочим форматом DVD-ROM дисков следующего поколения былавыбрана спецификация HD-DVD, вобравшая в себя AOD от Toshiba и Nec (заметьте,корейский HD-DVD здесь ни при чём). Перевес голосов у HD-DVD был небольшой – 8против 6.
Появление спецификации HD-DVDбыло очень тяжёлым. В то время как сторонников Blu-ray становилось всёбольше, а компании анонсировали всё новые прототипы приводов и носителей,DVD Forum пытался добиться единогласия в своих рядах. Спецификация HD-DVD 1.0была утверждена только 10 июня 2004 года.
3.1. Технические особенности конкурентов
Оптические носители новогопоколения объединяет только стандартный размер диска и сине-фиолетовый (а вовсене голубой, как считает абсолютное большинство русскоязычных пользователей)лазер с длиной волны 405 нм. Переход на более коротковолновый лазер позволяетзначительно плотнее размещать информацию на диске, уместив на один слой до 27Гбайт данных.
HD-DVD
Пожалуй, решающим аргументом впринятии этого стандарта DVD-форумом стала его преемственность с существующимиDVD-дисками. Для перехода на выпуск новой продукции требуется минимальнаямодернизация уже существующих линий. Даже микросхемы в приводах можно оставитьпрежние: используются те же самые алгоритмы чтения и коррекции данных,требуется лишь сменить оптическую головку.
/>
/> Привод HD-DVD Диск HD-DVD
Оптические болванки имеютпрежний размер и «слоёность». Записывающий слой находится посередине подзащитой 0,6 мм пластика.
По сравнению с DVD, расстояниемежду дорожками и размер питов уменьшились почти в два раза, что позволилоувеличить объём диска с 4,7 Гбайт до 15 Гбайт. На данный момент уже принятаспецификация двухслойного диска ёмкостью 30 Гбайт. Кроме того, компании MemoryTech и Toshiba планируют создать трёхслойные диски ёмкостью 45 Гбайт.
Blu-ray
/>
/> Привод Blu-ray Диск Blu-ray
Этот формат коренным образомотличается от DVD. В нём используются совершенно новые алгоритмы считывания иобработки информации, что позволяет добиться большей гибкости физическойструктуры накопителей. Например, длина пита может быть 0,138, 0,149 или 0,160мкм.
Записывающий слой на дискерасполагается всего лишь на расстоянии 0,1 мм от поверхности. В результатеуменьшаются искажения лазерного луча и время отклика. Всё это позволяетзначительно снизить размеры питов и расстояния между дорожками по сравнению собычным DVD. Итог: на BD-диск помещается 23,3, 25 или 27 Гбайт данных.
Утверждена спецификациядвухслойных BD-дисков ёмкостью 46,6 и 50 Гбайт. Компания Toshiba выпустилачетырёхслойный диск ёмкостью 100 Гбайт.
Одно из слабых мест Blu-ray –очень маленькое расстояние между записывающим слоем и поверхностью – 0,1 мм посравнению с 0,6 в DVD и HD-DVD. Первоначально единственным способом защиты отповреждений в BD-дисках был картридж. Но затем рядом компаний (например, TDK)были разработаны специальные защитные покрытия, противостоящие царапинам инакоплению грязи, что позволило избавиться от картриджей.
Наилучшей демонстрацией разницымежду тремя поколениями оптических носителей является данная фотография.
/> Размеры питов на CD, DVD и BD
Разницу междустандартами Blu-ray и HD-DVD легко почувствовать, взглянув на их основныехарактеристики представленные в таблице 1, но вот предпочесть какой-либо изних – трудно.
Таблица 1.
CD
DVD
Blu-ray
HD-DVD Ёмкость штампованного (ROM) однослойного диска, Гбайт 0,68 4,7 23,3/25 15 Ёмкость штампованного (ROM) двухслойного диска, Гбайт нет 8,5 46,6/50 30 Ёмкость перезаписываемого (RW) однослойного диска, Гбайт 0,68 4,7 23,3/25/27 20 Ёмкость перезаписываемого (RW) двухслойного диска, Гбайт нет нет 46,6/50/54 32 Ёмкость однослойного записываемого (R) диска, Гбайт 0,68 4,7 23,3/25/27 15 Ёмкость двухслойного записываемого (R) диска, Гбайт нет 8,5 46,6/50/54 нет Максимальная ёмкость существующих прототипов многослойных дисков, Гбайт 1,4 8,5 100 45 Длина волны лазера, нм 780 650 405 405 Апертура 0,45 0,60 0,85 0,65 Мощность луча при чтении, мВт - - 0,35 0,5 Защитный слой, мм 1,2 0,6 0,1 0,6 Размер пита, нм 830 410
160 (23,3 Гбайт)
149 (25 Гбайт)
138 (27 Гбайт) 204 (15 Гбайт) Расстояние между дорожками, нм 1600 740 320 400 Скорость передачи данных, Мбит/с - 11,1
36 (1x)
72 (2x)
54 (video BD-ROM) 36,5 (1x) Поддержка Java нет нет есть нет Поддерживаемые кодеки - MPEG2
MPEG2
MPEG4 AVC
VC-1
MPEG2
MPEG4 AVC
VC-1 Система защиты данных - CSS AES AACS
Новые форматы приходят на рыноктолько тогда, когда в них есть потребность. DVD-диски получили столь широкоераспространение по двум причинам:
1) на них помещаются видеофильмыв более хорошем качестве, чем на CD;
2) размеры дистрибутивовпрограмм, баз данных и игр стали в разы превышать вместимость CD-дисков.
Ёмкости двухслойного DVD-ROM наданный момент с лихвой хватает на все возможные нужды обыкновенногопользователя.
Но ведь есть и необыкновенные.Те, кто прикупил себе DLP-телевизор или плазменную панель, поддерживающуюразрешение 1080i, и собирается записывать наиболее интересные телепередачи наоптические диски. Поток HDTV, в котором, будем надеяться, в далеком будущембудут вестись телетрансляции и в России, требует для хранения значительнобольше места, чем могут себе позволить DVD. Например, на двухслойный BD-ROMёмкостью 50 Гбайт поместится не более двух с половиной часов высококачественноговидео (в стандартном качестве удастся записать 13 часов).
Для более плотной упаковкиданных оба новых формата, кроме стандартного кодека MPEG2, поддерживают ещёнесколько: MPEG4 AVC (так же известный как H.264) и Microsoft VC-1. Дело в том,что при кодировании видеоданных 1080i в формат MPEG2 становятся видны артефактыизображения, вызванные сжатием, да и скорость потока возрастает до 20-25Мбит/с. Тот же MPEG 4 AVC может снизить поток в 3-4 раза без потери качества.
Blu-ray и HD-DVD обеспечиваютвозможность одновременного чтения данных с диска и записи новой информацииКроме того, Blu-ray будет поддерживать Java-приложения, что позволит повыситьуровень интерактивности видеодисков. Например, при запуске такой видеодисксможет самостоятельно зайти на сайт производителя и скачать титры на нужномязыке.
Важное место в разработкестандартов уделено вопросам защиты контента от копирования. Как известно,защита CSS, применяемая на DVD, была успешно сломана, что дало возможностьбеспрепятственно копировать видеофильмы (не это ли так быстро сделало форматпопулярным, а диски одноразовой записи – самыми раскупаемыми?). В оптическихдисках нового поколения будут использоваться более продвинутые методы.
Blu-ray использует 128-битноешифрование Advanced Encryption Standard (AES), при котором ключ меняется черезкаждые 6 кбайт данных. В итоге расшифровка одного ключа дает злоумышленникудоступ к 6 кбайт данных. Сами понимаете, сломать такую защиту невозможно (наданный момент).
HD-DVD использует улучшеннуюверсию метода CSS — Advanced Access Content System (AACS). Плюс к нему – втораястепень защиты Self Protecting Digital Content (SPDC). AACS генерирует для каждогопривода собственный 128-битный ключ Device Key (DK). Каждый диск имеетсобственный ключ Media Key Block (MKB), который может работать только сопределенным набором DK. Если какой-либо набор ключей DK будет заподозрен впротивоправных действиях, MKB обновляется, и соответствующий набор DK попадаетв черный список – содержимое диска на таком приводе воспроизвести не удастся.
В таком подходе можно найтиизъяны, которые могут причинить кучу неудобств ни в чем не повинномупользователю, но, тем не менее, защита получается агрессивно-надежной.Возможно, это поможет кинокомпаниям защититься от пиратов и заработать сумасшедшуюкучу денег.
Да, это действительно так. Внастоящее время форматы Blu-ray и HD-DVD рассчитаны в первую очередь накиноиндустрию. Именно «киношники» задают темп и платят деньги. Пользователямлишь останется посмотреть на репертуар вышедших на BD и HDVD фильмов и решить,какой привод купить.
В настоящий момент войнаформатов закончилась. Победил формат Blu-ray. Кинокомпании поддерживающиеформат HD-DVD в настоящий момент решили отказаться от данного формата иобратили свое внимание на формат Blu-ray.
4. Перспективы развития оптического накопителя.
Что будет после Blu-ray иHD-DVD?
Уже сейчас, когда новыестандарты только собираются выйти на рынок, появляются сообщения о разработкеновых форматов, обладающих фантастической ёмкостью. Чаще всего до появленияхотя бы прототипов далеко, пока что оформляются патенты.
Возьмем, например, проекткомпании Colossal Storage Сorporation, связанный с созданием 3,5-дюймовыхдисков Atomic Holografic Disk ёмкостью 10 Терабайт! Звучит как сказка, причёмвполне может сказкой и остаться.
Ещё один интересный проектпредложен HVD Альянсом, в который вошли CMC Magnetics, Fuji Photo Film и ряддругих компаний. Это разработка голографических дисков Holografic VersatileDisc (HVD). Ёмкость такого диска – от 100 до 1000 Гигабайт. Главный секрет –использование не одного луча лазера, а сразу миллиона! Скорость чтения при этомможет достигать 1 Гбит в секунду.
/> Holografic Versatile Disc
Совсем похожим на уже созданныеформаты является разработка корпорации New Medium Enterprises, котораясобирается предоставить оптический диск Versatile Multilayer Disc (VMD),способный вместить 20 Гбайт и использующий обычный красный лазер. Просто эточетырёхслойный диск. Первые приводы и диски должны поступить в продажу уже вэтом году, но, скорее всего, дальше Азиатского региона они не выйдут, так какявляются чисто переходным явлением.
Компания Iomega совсем недавнозапатентовала технологию Articulated Optical-Digital Versatile Disc (AO-DVD),связанную с дальнейшим уменьшением размеров пита и появлением коротковолновыхлазеров. В результате для хранения информации будут использоватьсянаноструктуры – участки, имеющие размеры меньше, чем длина волны лазера!Теоретически на такой диск можно будет записать до 800 Гбайт данных.
Наконец, компания D Dataразрабатывает Digital Multilayer Disc (DMD) – диск для красного лазера,поддерживающий до 6 слоев и имеющий ёмкость 15 Гбайт. Принцип его действия –активный слой под действием сфокусированного луча лазера начинает светиться(эффект флуоресценции), тогда как в обычном состоянии абсолютно прозрачен. Вотпочему количество слоев можно довести до шести и даже больше – главное, точносфокусировать лазер на нужном слое. Идея красивая, на сайте производителяроадмап расписан до 2007 года с голубым лазером и емкостью 400 Гбайт. Но покапро эти диски ничего не слышно, да и поддержки у крупных кинокомпаний онитеперь уже точно не найдут. Какой же сделать прогноз? На данный момент силыконкурентов на поприще оптических накопителей сравнялись, и ближайшее будущеебудет занято дальнейшим развитием и улучшением двух основных форматов – HD-DVDи Blu-ray. Появятся многослойные диски, вырастут скорости передачи данных,упадут цены. А потом придёт время новых технологий. Интересных проектов современем только прибавится. Часть из них отомрет, но выделятся два-три, которыезаменят Blu-ray и HD-DVD и продолжат битву форматов. Не ради денег илигосподства. Но ради дальнейшего прогресса.
5. Сравнительный анализ оптический накопителей5.1 ASUS DRW-1608P
Производителем привод DRW-1608Pпозиционируется как самое передовое решение для быстрой и качественнойзаписи/чтения дисков всех распространенных форматов.
/>
Внешне привод не имееткаких-либо значительных особенностей. Передняя панель снабжена зеленымсветодиодным индикатором и кнопкой Open/Eject. Имеется отверстие экстренногоизвлечения диска, а куда же без него. Разъем для наушников, и соответственнорегулятор громкости отсутствуют — влияние тенденции удешевления привода. Трейимеет прокладку, защищающую привод от пыли, а пользователя от излишнего шума.
Задняя панель имеет самыйстандартный вид: аналоговый и цифровой аудиовыходы, перемычка состояния(Master/Slave/Cable Select), интерфейсный разъем, разъем питания.
Привод имеет джентльменскийнабор фирменных технологий:
Over-Speed Burning — Позволяетзаписывать диски со скоростью выше номинала, например матрицу DVD+R 8x наскорости 16x.
FlextraLink™ — Предотвращаетошибки записи, при недозагрузке буфера.
FlextraSpeed™ — Производяпостоянный мониторинг качества только что записанной поверхности дискаоптимизирует скорость записи для достижения наилучшего качества.
DDSS II — Двойная динамическаясистема подвески предназначена для снижения вибрации и шумности привода.
Установка привода не должнавызвать затруднения даже у неопытного пользователя. Никаких дополнительныхдрайверов привод не требует, главное, чтобы была установлена программа записипосвежее, хотя можно воспользоваться и системными функциями записи, если ОС ихимеет.
Технические характеристики:Интерфейс E-IDE (ATAPI) Скорость чтения
CD-ROM: 40X max. (CAV)
DVD-ROM (Single): 16X max. (CAV)
DVD-ROM (Dual): 12X max. (CAV) Скорости записи
CD-R: 40X, 32X, 16X, 10X, 4X
CD-RW: 24X, 20X, 16X, 10X, 4X
DVD-R: 16X, 12X, 8X, 6X, 4X, 2X, 1X
DVD+R: 16X, 12X, 8X, 6X, 4X, 2.4X
DVD-RW: 6X, 4X, 2X, 1X
DVD+RW: 8X, 6X, 4X, 2.4X
DVD+R(DL): 6X, 4X, 2,4X
DVD-R (DL): 6X, 4X, 2X Поддерживаемые форматы
CD: CD-ROM(Mode 1), CD-ROM XA Mode 2 (form1, form 2), CD-DA, CD-Extra (CD Plus), Video CD, PhotoCD (single/multi-session), CD-Text, CD-R, CD-RW (High-speed CD-RW, Ultra Speed CD-RW)
DVD: DVD-ROM (single layer and DL), DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD-R DL (Dual Layer), DVD+R DL*3 (Double Layer), DVD+RW, DVD-RAM (Non-cartridge DVD-RAM Version 2.0/2.1 only) Форматы записи
CD-R/RW: DAO, TAO, SAO, Packet Recording (Multi-Session Recording)
DVD±R(DL)/RW: DAO, Incremental Recording (Multi-Border Recording), Restricted Overwriting, Sequential Recording (Multi-Session Recording), Random Recording Время доступа
CD-ROM: 120 мс
DVD-ROM: 130 мс Размер буфера данных 2 Мб Наработка на отказ
60 000 часов во включенном состоянии
(Operating Duty Cycle (Read) 20% POH
Operating Duty Cycle (Write) 2% POH) Размеры 148x42,3x180 мм Вес 1,0 кг
По умолчанию привод используетрегион-контроль RPC-2, и пока нет качественной прошивки, делающей егомультизонным.
5.2 NEC ND-3540A
Еще одна флагманская модель, ноуже от NEC. Основными особенностями этой модели является увеличение скоростиработы с CD-RW до 32x и с DVD+R DL до 8x (жаль матриц таких пока не видно).
Внешность, еще более классическая,чем у ASUS'а. Простой внешний вид — традиция от NEC, ведь значительно важнееначинка. Передняя панель снабжена светодиодным индикатором, кнопкой Open/Ejectи отверстием экстренного выброса диска. Трей имеет прокладку, предотвращающуюпроникновение пыли внутрь и шума наружу.
Задняя панель тоже ничем особымне отличается: цифровой и аналоговый аудиовыходы, перемычка состояния(Master/Slave/Cable Select), интерфейсный разъем, разъем питания.Интерфейс IDE/ATAPI (Ultra DMA33) Скорость чтения
CD-ROM: 48X max. (CAV)
DVD-ROM (Single): 16X max. (CAV)
DVD-ROM (Dual): 12X max. (CAV) Скорости записи
CD-R: 48X, 40X, 32X, 16X, 10X, 4X
CD-RW: 32X, 24X, 20X, 16X, 10X, 4X
DVD-R: 16X, 12X, 8X, 6X, 4X, 2X, 1X
DVD+R: 16X, 12X, 8X, 6X, 4X, 2.4X
DVD-RW: 6X, 4X, 2X, 1X
DVD+RW: 8X, 6X, 4X, 2.4X
DVD+R(DL): 8X, 6X, 4X, 2,4X
DVD-R (DL): 6X, 4X, 2X Поддерживаемые форматы
CD: CD-ROM, CD-ROM XA, CD-Audio, CD Extra, CD Text, CD-I Ready, CD-Bridge, Photo-CD, VideoCD, Hybrid CD
DVD: DVD-ROM (single layer and DL), DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+R9, DVD+RW, DVD-Video Форматы записи DAO, SAO, TAO с нулевыми промежутками, variable or fixed packet, multisession Время доступа
CD-ROM: 120 мс
DVD-ROM: 140 мс Размер буфера данных 2 Мб Размеры 148,2x42x190 мм Вес 1,0 кг
В наборе фирменных технологийэтого привода: защита от опустошения буфера и технология ACTOPC следящая закачеством носителя и автоматически подстраивая мощность лазера для наилучшегокачества и равномерности записи.
Установка любого оптическогопривода очень простой процесс. Не исключение и NEC 3540A — две минуты и всеготово! Никаких дополнительных драйверов не нужно, система сама обнаружила егои настроила для работы.
По умолчанию привод используетконтроль зон RPC-2.
Тестирование.
Тесты проводились на чтение. Мыиспользовали уже устоявшийся набор носителей, в результате чтения которых можносделать выводы о качестве механизма коррекции ошибок, скорости работы,функциональности в режиме аудиограбера. Хотя и наступила эра DVD и более емкихносителей, от обычных лазерных дисков пока никто отказываться не собирается.Вот так читают обычный CD, хорошего качества, ASUS и NEC (скриношоты,соответственно, здесь и далее по тексту, если нет оговорок, сначала ASUSDRW-1608P потом для наглядного сравнения NEC ND-3540A).
/>
/>
Для разминки приводы сыграли вничью — 0:0. ASUS чуть быстрее ищет данные, а NEC чуть быстрее читает.
Проверяем коррекцию ошибок.
/>
/>
NEC (как видно на скриншоте) несмог прочитать диск.
Тест на качество извлечения данных.
/>
/>
Неожиданно NEC 3540А начинаетделать ошибки. В результате счет не меняется.
Переходим к чтению дисков DVD.
/>
/>
ASUS хоть и с трудом но прочиталдиск, а вот NECне прочитал.
К сожалению и этот, далеко неидеальный, диск оказался НЭКу не по зубам. 2:0 в пользу ASUS'а. Далее тест навоспроизведение фильмов с DVD. Первый диск имеет штамповочный дефект второгослоя. Половина приводов его не может прочитать.
Оба привода, может и не самымлучшим образом, но справились с задачей. данные представлены на рис
Тестирование на проблемномDVD-Video диске «имеющим царапины».
/>
/>
/>
/>
Второй слой диска подпортилжизнь обоим приводам. И снова не лучшая коррекция ошибок у NEC дала о себезнать — почти на самом финише. ASUS уходит в отрыв со счетом 3:0 — в чтениинизкокачественных дисков всех типов ему нет равных.
6. Техника безопасности при работе с ПК6.1 Организация рабочего места
Приступаяк работе на компьютере желательно:
1) Осмотреть рабочее место (расположение блоков и их состояние...).
2) Подобрать по высоте стул.
3) Монитор должен располагаться на уровне глаз и перпендикулярно углузрения.
4) Экран монитора и защитный экран (с обеих сторон) должны быть чистыми.
5) Освещение должно соответствовать нормам СанПиН.
6) Не рекомендуется располагать монитор около яркого источника света, т.к.приходится повышать яркость и контрастность, что влечет за собой: увеличениенагрузки на глаза, излучения, выгорает люминофор экрана, сокращается срокслужбы монитора.
7) На мониторе не должно быть бликов, сильного контраста с внешнимосвещением.
8) Мышь располагается так, чтобы было удобно работать с ней. Провод долженлежать свободно. При работе с мышью по периметру коврика должно оставатьсяпространство не менее 2-5 сантиметров.
9) Клавиатуру следует располагать прямо перед пользователем, работающим накомпьютере. По периметру оставляется свободное место 2-5 сантиметров.
6.2 Техника безопасности
1. К самостоятельной работе наПК допускаются лица не моложе 18-ти лет, прошедшие медицинскоеосвидетельствование, специальное обучение, инструктаж по охране труда нарабочем месте, изучившие “Руководство по эксплуатации” и усвоившие безопасныеметоды и приемы выполнения работы.
Персонал, допущенный кработе на ПК по наладке, и вводу в эксплуатацию обязан:
· получить инструктаж по охране труда;
· ознакомиться с общими правилами эксплуатации и указаниями побезопасности труда, которые содержаться в “Руководстве по эксплуатации”;
· познакомиться с предупреждающими записями на крышках, стенках,панелях блоков и устройств;
· познакомиться с правилами эксплуатации электрооборудования.
2. ПК долженподключаться к однофазной сети с нормальным напряжением 220 (120) В, частотой50 (60) Гц и заземленной нейтрально. Заземляющие контакты розеток должны бытьнадежно соединены с контуром защитного заземления помещения. В помещении долженбыть установлен автомат аварийного или рубильник общего отключения питания.
3.Запрещается самостоятельно производить ремонт ПК (его блоков), если это невходит в круг ваших обязанностей.
4. Приэксплуатации ПК должны выполняться следующие требования, правила:
· не подключать и не отключать разъемы и кабели электрическогопитания при поданном напряжении сети;
· не оставлять ПК включенным без наблюдения;
· не оставлять ПК включенным во время грозы;
· по окончании работы отключить ПК от сети;
· устройства должны быть расположены на расстоянии 1 м отнагревательных приборов; рабочие места должны располагаться между собой нарасстоянии не менее 1,5 метров;
· устройства не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей;
· непрерывная продолжительность работы при вводе данных на ПК недолжна превышать 4 часов при 8-часовом рабочем дне, через каждый час работынеобходимо делать перерыв 5-10 минут, через 2 часа на 15 минут;
· в помещении, где расположена компьютерная техника, должен бытьоборудован уголок пожаротушения.
Заключение
Развитиеэлектронной промышленности и компьютеростроения осуществляется такими быстрымитемпами, что буквально через 1-2 года сегодняшнее " чудо техники"становится морально устаревшим. В дипломной работе мы проследили эволюциюразвития оптического накопителя. На основании изученного материала можносделать вывод, что направление развития оптических накопителей это:
¾ увеличение емкости накопителя;
¾ увеличение скорости передачи данных;
¾ компактность;
¾ защита данных от незаконного копирования.
Список использованной литературы
1. Аврин С. Компьютерные артерии. Hard ‘n’ Soft. #6. 2007
2. Борзенко А. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. — М.: КомпьютерПресс, 2004
3. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. –M.: ABF, 2004
4. Жигарев А. Н. Основы компьютерной грамоты. – Л.: Машиностроение. Ленинг.отд-ие, 2003 г.
5. Информатика / Под ред. Н. В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2003
6. М. ГУК “Аппаратные средства IBM PC” Питер Санкт-Петербург 1999
7. Растригин Л. А. С компьютером наедине. – М.: Радио и связь, 2002
8. Фигурнов В. Э. «IBM PC для пользователей» — М.: ИНФРА-М, 1996.
9. Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение IBM PC. — М.:ДИАЛОГ-МИФИ.2002.