Однажды записанное читай сколько хочешь

Однажды записанное читай сколько хочешь

Магнитооптическая технология хранения данных при всех ее достоинствах не лишена ряда недостатков. Прежде всего - риск потери данных при ошибочном переписывании новой информации на архивный диск, как с обычными дискетами. Срочно понадобилось место - и архивный носитель попадает под горячую руку... Да и стоимость МО-дисков все же достаточно велика. При больших объемах хранения это выливается в приличные деньги.

Если еще раз пробежаться по областям применения архивов, то можно найти такие направления, в которых важным является только факт записи данных. Например, аудиофайлы. Или электронные книги. Бухгалтерские отчеты прошлых периодов, наконец! Будучи однажды созданными, они больше никогда не изменяются. Более того, любое изменение им категорически противопоказано.

Такие наборы данных можно отнести к категории офф-лайновых. Для решения этой задачи и создавалась технология CD-R (CD Recordable). Основная масса потребителей познакомилась с ней благодаря рынку домашнего аудио. Если вспомнить восьмидесятые, то технология CD-DA (Compact Disk Digital Audio) была названа самым активным прорывом на рынке музыки. Ни переворота со сторону на сторону, ни шумов поверхностей, ни размагничивания - просто чистая, качественная музыка. Но была проблема с расширением объема информации. Чтобы довести его до сегодняшних 74 минут, надо было долго биться головой, и зачастую не о гранит науки, поскольку потребители обращали внимание на качество звука, а не на вместимость носителя.

Существует мнение, что концерн Sony, приступая к созданию аппаратуры для CD, провел опрос с целью определения возможной области ее применения. Так как считалось, что новомодное оборудование окажется достаточно дорогим, то и круг потенциальных потребителей ограничивался исключительно фанами высококачественного звука. А они в основном слушали классическую музыку. Опрос показал, что самым популярным произведением в их среде является седьмая симфония Бетховена. Ее длительность составляет примерно 74 минуты. Учитывая особенности разработанной технологии, емкость компакт диска и сделали под 74 минуты реального звучания. Возможно, что если бы японские меломаны пылали большей страстью к произведениям Вагнера, то компакты пришлось бы делать значительно большими.

Компьютерные инженеры же обращали внимание как раз на объем данных. Они знали, что 74 минуты звука составляют 650 мегабайт информации. Они также знали, что 650 мегабайт - очень большой объем. (А это же было в те времена, когда винчестер размером 40 мегабайт казался сказкой!) Так появился CD-ROM.

CD-ROM (Compact Disk-Read-Only Memory) был первым устройством со сменными дисками такой емкости, выпущенным для компьютерного рынка, и был немедленно предназначен компьютерной общественностью на замену дисководам гибких магнитных дисков. Этому во многом способствовало лавинообразное предложение самых различных аудиодисков и обвальное понижение цен как на сами диски, так и на аппаратуру для их чтения. Сегодня алюминиевая матрица для промышленной штамповки стоит менее десяти центов и является просто идеальным носителем информации. В пересчете на цену за мегабайт (столь любимый показатель в компьютерном мире) получаются вообще копейки - $0.00015. Это более чем на два порядка меньше аналогичных показателей для МО.

Оставалась одна, но большая проблема - способ записи. Фантастическая дешевизна при высоком качестве обеспечивается только при массовом производстве. Как минимум, при нескольких десятках тысяч копий. Это приемлемо в индустрии развлечений и для продаж программного обеспечения. Поставщики ПО оценили компакты мгновенно. Сегодня практически любую программу разработчик пришлет вам, скорее всего, на CD, если только речь идет не о драйверах к периферийным устройствам объемом не более нескольких мегабайт. Если же тираж дисков исчисляется единицами, то штамповка оказывается невероятно дорогой и медленной. Прежде всего из-за больших затрат на изготовление штампов.

Сегодня вы можете приобрести еще и компакт-диски CD-R (Compact Disk Recordable), на которые можно записывать как данные, так и музыку. Эта технология используется также для записи так называемого мастер-диска (матрицы), используемого для дальнейшей массовой штамповки компактов.

Цветная библиотека CD-технология была разработана компаниями Philips и Sony, гигантами мира электроники. Неудивительно, что она запатентована ими с продажей лицензий другим компаниям на ее использование. Лицензии должны соответствовать "Цветным книгам", выпущенным Philips и Sony. Первоначально была издана "Красная книга" стандартов для аудиокомпактов, в которой отмечалось, что максимальное количество дорожек на компакте - 99, максимальная теоретическая продолжительность - 74 минуты, а также вводились понятия кода распознавания ошибок (Error Detection Code - EDC) и кода коррекции ошибок (Error Correction Code - ECC), позволяющих проигрывать запись, даже если диск был подпорчен.

Позже, в 1985 году, вышла "Желтая книга", уже для компьютерного мира. В ней объяснялись стандарты на запись и чтение данных на CD-ROM, усиливался контроль за ошибками, вводился новый стандарт на CD-I (Compact Disk Interactive - интерактивный диск, нацеленный на мультимедиа), выделенный в дальнейшем в "Зеленую книгу", и CD-ROM XA (Extended Architecture), ставший впоследствии "Белой книгой". "Желтая книга" также используется для создания CD-R дисков. Далее была введена "Оранжевая книга", которая описывала стандарты CD-MO (Magneto-Optical) и CD-WO (Write Once).

Спецификации для формата CD-ROM были выпущены и Международной организацией стандартов (ISO) в 1987 году. ISO 9660 - это широкий стандарт, который позволяет использовать компакт-диски в зависимости от компьютерной платформы. Это дало возможность читать диски как на компьютерах семейства PC, так и на Macintosh.

Анатомия диска Стандартный CD-ROM - это диск 4 3/ 4 дюйма (120 мм) в диаметре и 1.2 мм толщиной. Слой алюминия зажат между слоями чистого прозрачного поликарбоната пластика (подложкой) и лаковым покрытием с этикеткой. Поликарбонат пластика имеет вмятины, которые были сделаны на нем во время отлития. Тончайший слой алюминия (или золота), лежащий на нем, защищается от внешних воздействий сверху слоем твердого лака.

Поверхность отражающего слоя называется "землей". Выемки в "земле" зовут "ямами". Эти "ямы" и используются для записи информации по спиральной дорожке от центра диска к его наружному краю. Чтобы прочитать диск, CD-плейер фокусирует лазер на "земле", и отражение от поверхности дает нули и единицы двоичной записи. Однако "яма" не является непосредственно единицей, а "земля" - нулем. И то, и другое означает нули, и только переход ("земля"-"яма" или "яма"-"земля") означает единицу. Когда лазер продвигается от "ямы" к "земле", отражение его луча меняется, что и улавливает дисковод. "Ямы" и "земли" различны по длине, что означает различное количество нулей и единиц. По техническим соображениям ни "земля", ни "яма" не могут содержать меньше трех бит и больше одиннадцати. Например, двоичное число 100 - это самая короткая композиция бит для CD. Так, 00000100 возможно, а 00000110 - уже нет. Проще говоря, обычным 8-битовым кодированием невозможно представить для CD 2 совместные единицы. Поэтому в CD-технологии используется 14-битовая кодировка, которую после переводят в обычную 8-битовую.

Как же вращается CD? Магнитные диски вращаются с постоянной угловой скоростью, или CAV (Constant Angular Velocity). Это значит, что число оборотов диска постоянно, а точка на периферии диска движется быстрее, чем у его центра. Таким образом, плотность данных на внешних дорожках меньше, что снижает общий объем диска.

В противоположность им компакт-диски вращаются с постоянной линейной скоростью, или CLV (Constant Linear Velocity). Диск при этом вращается быстрее, когда лазер сфокусирован на внутренних дорожках. Таким образом, данные записываются более плотно, что повышает емкость диска. Оборотная сторона медали - снижение скорости доступа, так как диску надо ускоряться и замедляться, чтобы считать те или иные данные.

Как производится запись дисков CD-R В то время как промышленные компакты имеют "ямы", отштампованные в процессе изготовления, CD-R - ровные. Они несколько отличаются и по строению. У CD-R в поликарбонате изготовлены спиральные дорожки, которые "ведут" лазер в процессе записи, подложка диска CD-R не покрыта сразу отражающим слоем алюминия - под ним лежит слой органической краски, которая является носителем информации. Свет отражается тонким слоем золота, нанесенным поверх красителя.

Золото используется потому, что оно не подвергается коррозии при соприкосновении с краской, к тому же хорошо отражает лазерный луч, что делает его полноценной заменой алюминия, используемого при промышленной штамповке.

Дисковод CD-R фокусирует лазер на слое краски и "пропекает" в ней выемки, которые для соответствия стандарту называют "ямами", и для дисковода CD-ROM эти "ямы" никак не отличаются от обычных. Сфокусированный луч лазера "пропекает" "ямы" шириной 0.6 микрона на дорожках, отстоящих друг от друга на 1.6 микрона. При этом запись на CD-R получается наиболее плотной.

Можно еще отметить, что бывают одно-, двух- и четырехскоростные дисководы CD-R. Если односкоростные позволяют записывать в реальном времени, то другие намного экономят время записи.

За последние два года, то есть с момента появления CD Recordable в свободной продаже, их стоимость упала с двух тысяч до менее чем восьмисот долларов и продолжает снижаться. Если такие темпы сохранятся еще хотя бы год-два, то они сравняются по доступности с CD-ROM и даже вытеснят их совсем. Тем более что сегодня появляются все новые и новые области применения компакт-дисков: и обучение самым различным премудростям, и энциклопедии, и бухгалтерские отчеты. Во всяком случае, мы уже видели годовой отчет IBM за 1996 год, подготовленный для прессы на компактах в количестве семисот экземпляров.

Александр Запольскис, Вадим Артюшкевич


Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 24 за 1997 год в рубрике hard :: технологии

©1997-2022 Компьютерная газета