Конструктивные особенности приводов СD-ROM
Реферат
«Конструктивные
особенности приводов СD-ROM»
Содержание
Введение
1. Конструктивные особенности
приводов CD-ROM
2. Принцип работы дисковода CD-ROM
3. Цифровые интерфейсы
4. Подключение дисководов CD-ROM
5. Устройство CD (compact disc)
Вывод
Литература
Введение
Мир быстро
меняется... Компьютер стал неотъемлемым атрибутом современной жизни, являясь
информационным и развлекательным центром. Как известно, для любого
информационного центра необходим оперативный ввод и вывод информации. На данном
этапе развития IT-технологий и
коммуникаций эту задачу берет на себя оптический метод записи, хранения и
воспроизведения информации посредством приводов CD\DVD-ROM и оптических компакт дисков.
Несомненно, существуют более привлекательные альтернативы, например, Flash-drive или внешний жесткий накопитель с интерфейсом USB, однако они еще не достигли своей
массовости, как оптические приводы, поэтому мы их не рассматриваем. Итак, CD-ROM...
1. Конструктивные особенности приводов CD-ROM
Как известно,
большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы
компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых
в настоящее время накопителей CD-ROM являются встраиваемыми. Внешний накопитель
стоит заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом случае накопитель
имеет собственный корпус и источник питания. Форм-фактор современного
встраиваемого привода CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной высотой
(Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма.
На передней
панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска.
Одним из самых распространенных является механизм загрузки CD-ROM с помощью
tray-механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который
выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него
устанавливается компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается
посредством кнопки расположенной на передней панели привода. На передней панели
привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), также
предусмотрено отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в
аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject или подача
электропитания приостановлена. Теперь поговорим о принципе работы CD-ROM.
2. Принцип работы дисковода CD-ROM
Принцип работы
дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков.
Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной
головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в
зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на
дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный
слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При
попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму,
отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он
рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до
светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в
электрические, яркое излучение преобразуется в нули, слабое - в единицы. Таким
образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая
поверхность как логические единицы. Таким образом считывается информация.
Производительность
CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной
передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем
доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. В настоящий момент
IT-технологии динамично развиваются,
поэтому производительность приводов заметно возросла в отношении скорости
чтения данных. Сегодня CD-ROM обладает как минимум 52х скоростью,
что позволяет значительно быстрее считывать данные. Для повышения
производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы
кэша: 64,128,256,512,1024,1536,2048 Кбайт) . Буфер дисковода представляет собой
память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но
до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает
возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими
порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока
данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM
удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.
Важной характеристикой
дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество
воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина
определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя
и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему
числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень
заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой
стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше
внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам
изображения во время воспроизведения.
3. Цифровые интерфейсы
В настоящее
время наиболее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих
интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей, таких
как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою
очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI
это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два
параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между
SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым
по потенциальной скорости обмена данными с диском. Если учесть, что общая
концепция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды,
когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству
типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI оказывается предпочтительнее.
4. Подключение дисководов CD-ROM
На
сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM.
Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать
два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода
через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в
этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из
способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным
каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если
CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI
контроллеру. Другим подходом является применение 32- битных драйверов
дисководов CD-ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Также не
следует забывать, что современные материнские платы содержат встроенные
контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость
в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
5. Устройство CD (compact disc)
Все CD-ROM
имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск
диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area) .
За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area) , содержащая
оглавление диска (table of content) . Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей
является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.
Область
хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная
информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится
на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность
полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль,
а гладкая поверхность как логическая единица.
СD-ROM
изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую
основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой
алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для
увеличения коэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой
золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой
лака.
В отличии от
CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления т.е.
штамповки. На СD-R информация записывается при помощи CD рекордера. Луч лазера
выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимущество
перед обычным CD-ROM, так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и
меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако после записи информации на
CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.
Вывод
Таким образом, мы
рассмотрели основные принципы работы CD-ROM и оптический метод хранения
информации. В настоящее время существует множество достойных альтернатив
компакт дискам о которых упоминалось выше, но они еще не получили широкого
распространения. Hа сегодняшний
день оптические диски являются основными носителями информации, поскольку они
имеют низкую стоимость, отличаются высоким качеством воспроизведения и массовым
применением в бытовой электронике (DVD\ MP3 плееры, музыкальные центры). Тем
более, сегодня грядет революция оптических приводов: стандартные CD\DVD-ROM
сменяют Blue-ray и HDTV
приводы, на носители которых возможно записать от 25 до 100 гигабайт
информации, что несет новые возможности в компьютерных развлечениях, музыке и
кино. Технология Blue-ray уже используется в SONY PlayStation 3, а также поддерживает телевидение
высокой четкости, которое неизбежно входит в нашу жизнь. Данные факты указывают
на то, что оптический метод хранения информации является не только самым
распространенным, но и перспективным.
Литература
2.
Chip
special 04’06
3.
CompUnity №1(2)
4.
Hard и Soft №5
5.
PC Magazine
Russian Edition №6
6.
Большая
энциклопедия “Кирилла и Мефодия” 2003