Оптические накопители CD-ROM

Первоначально носителем информации на таких устройствах являлись CD-ROM (Сompact Disk Read-Only Memory - компакт диск, из которого можно только читать). Эти диски записывались («прожигались») однократно и не допускали перезаписи. Накопители на сменных компакт-дисках получили широкое распространение в системах мультимедиа, т.к. позволяют считывать информацию с компакт-дисков, вмещающих более 650 Мбайт.

CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

Информация на диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске, pit - пит) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска – land - лэнд), расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом.

В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну — спиральную, как у грампластинок. В связи с этим, угловая скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе продвижения читающей лазерной головки к краю диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки.

Накопитель CD-ROM преобразуюет последовательность углублений и выступов на поверхности CD-ROM в последовательность двоичных сигналов. Для этого используется считывающая головка с микролазером и светодиодом. Глубина питов на поверхности диска равна четверти длины волны лазерного света. Если в двух последовательных тактах считывания информации луч света лазерной головки переходит с лэнда на пит или обратно, разность длин путей света в этих тактах меняется на полуволну, что вызывает усиление или ослабление совместно попадающих на светодиод прямого и отраженного от диска света. Если в последовательных тактах считывания длина пути света не меняется, то и состояние светодиода не меняется. В результате ток через светодиод образует последовательность двоичных электрических сигналов, соответствующих сочетанию впадин и выступов на дорожке (рис. 3.21).

Рис. 3. 21. Профиль дорожки CD-ROM

CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Cчитывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске. Базовая скорость передачи данных 150 Кбайт/с[38], соответствует односкоростным накопи­телям. В современных ПК, как правило, устанавливаются 24-, 32-, 40- и более скоростные накопители, обеспечивающие ускоре­ние передачи информации, пропорциональное соответствующему множителю.

CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, с них невозможно случайно стереть информацию.

В дальнейшем оптические накопители получили свое развитие:

накопитель CD-R (CD-Recordable) – внешне похожий на накопитель CD-ROM и совместимый с ним по размерам дисков и формату записи, позволяет выполнять одноразовую запись и неограниченное количество считываний[39];

накопитель CD-RW (CD-ReWritable) используется для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать новую информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать диск (предыдущие данные уничтожаются);

накопитель DVD (Digital Vidio Disk) – устройство для записи и чтения цифровых видеозаписей. DVD диски отличаются более высокой плотностью записи. Запись производится на обе поверхности. Способны вмещать до 17 Гбайт информации. Накопители DVD могут использоваться и для считывания информации с обычных CD-ROM-дисков.

При записи дисков CD-RW используется отличная от CD-R технология. Диск CD-RW представляет из себя как бы слоеный пирог, где на металлической основе покоится рабочий, активный слой. Он состоит из специального материала, который под воздействием лазера изменяет свое состояние. Находясь в кристаллическом состоянии, одни участки слоя рассеивают свет, а другие – аморфные – пропускают его через себя, на отражающую металлическую подложку. Благодаря такой технологии на диск можно записывать информацию многократно.