Накопители на компакт-дисках
Для решения широкого круга задач информатизации используются следующие оптические накопители информации:
CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) - запоминающие устройства только для считывания с них информации;
CD-WORM (Write Once Read Many) - запоминающие устройства для считывания и однократной записи информации;
CD-R (CD-Recordable) - запоминающие устройства для считывания и многократной записи информации;
МО - магнитооптические накопители, на которые возможна многократная запись.
Принцип действия всех оптических накопителей информации основан на лазерной технологии. Луч лазера используется как для записи на носитель информации, так и для считывания ранее записанных данных, и является, по сути, дела своеобразным носителем информации.
Приводы CD-ROM
CD-ROM - компакт-диск (CD), предназначенный для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства, называемого CD-ROM-driver, - дисковода для чтения компакт-дисков.
К числу задач, для решения которых предназначается устройство CD-ROM, можно отнести: установку и обновление программного обеспечения; поиск информации в базах данных; запуск и работу с игровыми и образовательными программами; просмотр видеофильмов; прослушивание музыкальных CD.
История создания CD-ROM начинается с 1980 г., когда фирмы Sony и Philips объединили свои усилия по созданию технологии записи и производства компакт-дисков с использованием лазеров. Начиная с 1994 г., дисководы CD-ROM становятся неотъемлемой частью стандартной конфигурации ПК. Носителем информации на CD-диске является рельефная подложка, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет материала, как правило, алюминия. Запись информации на компакт-диск представляет собой процесс формирования рельефа на подложке путем «прожигания» миниатюрных штрихов-питов лазерным лучом. Считывание информации производится за счет регистрации луча лазера, отраженного от рельефа подложки. Отражающий участок поверхности диска дает сигнал «нуль», а сигнал от штриха - «единицу».
Хранение данных на CD-дисках, как и на магнитных дисках, организуется в двоичной форме.
По сравнению с винчестерами CD значительно надежнее в транспортировке. Объем данных, располагаемых на CD, достигает 700 - 800 Мбайт, причем при соблюдении правил эксплуатации CD практически не изнашивается.
Процесс изготовления CD-дисков включает несколько этапов. На первом этапе создается информационный файл для последующей записи на носитель. На втором этапе с помощью лазерного луча производится запись информации на носитель, в качестве которого используется стеклопластиковый диск с покрытием из фоторезистивного материала. Информация записывается в виде последовательности расположенных по спирали углублений (штрихов), как показано на рис. 3.7. Глубина каждого штриха-пита (pit) равна 0,12 мкм, ширина (в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка) - 0,8 - 3,0 мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1,6 мкм, что соответствует плотности 16000 витков/дюйм (625 витков/мм). Длина штрихов вдоль дорожки записи колеблется от 0,83 до 3,1 мкм.
На следующем этапе производятся проявление фоторезисторного слоя и металлизация диска. Изготовленный по такой технологии диск называется мастер-диском. Для тиражирования компакт-дисков с мастер-диска методом гальванопластики снимается несколько рабочих копий. Рабочие копии покрываются более прочным металлическим слоем (например, никелем), чем мастер-диск, и могут использоваться в качестве матриц для тиражирования CD-дисков до 10 тыс. шт. с каждой матрицы. Тиражирование осуществляется методом горячей штамповки, после которой информационную сторону основы диска, выполненную из поликарбоната, подвергают вакуумной металлизации слоем алюминия и диск покрывают слоем лака. Диски, выполненные методом горячей штамповки, в соответствии с паспортными данными обеспечивают до 10000 циклов безошибочного считывания данных. Толщина CD-диска 1,2 мм, диаметр - 120 мм.
Привод CD-ROM содержит следующие основные функциональные узлы:
Загрузочное устройство;
Оптико-механический блок;
Системы управления приводом и автоматического регулирования;
Универсальный декодер и интерфейсный блок.
На рис. 3.8 дана конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM, который работает следующим образом. Электромеханический привод приводит во вращение диск, помещенный в загрузочное устройство. Оптико-механический блок обеспечивает перемещение оптико-механической головки считывания по радиусу диска и считывание информации. Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч (типовая длина волны 780 нм, мощность излучения 0,2 - 5,0 мВт), который попадает на разделительную призму, отражается от зеркала и фокусируется линзой на поверхности диска. Серводвигатель по командам, поступающим от встроенного микропроцессора, перемещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт-диске. Отраженный от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму, которая направляет луч на вторую фокусирующую линзу. Далее луч попадает на фотодатчик, преобразующий световую энергию в электрические импульсы. Сигналы с фотодатчика поступают на универсальный декодер
Системы автоматического слежения за поверхностью диска и дорожки записи данных обеспечивают высокую точность считывания информации. Сигнал с фотодатчика в виде последовательности импульсов поступает в усилитель системы автоматического регулирования, где выделяются сигналы ошибок слежения. Эти сигналы поступают в системы автоматического регулирования: фокуса, радиальной подачи, мощности излучения лазера, линейной скорости вращения диска.
Универсальный декодер представляет собой процессор для обработки сигналов, считанных с CD. В его состав входят два декодера, оперативное запоминающее устройство и контроллер управления декодером. Применение двойного декодирования дает возможность восстановить потерянную информацию объемом до 500 байт. Оперативное запоминающее устройство выполняет функцию буферной памяти, а контроллер управляет режимами исправления ошибок.
Интерфейсный блок состоит из преобразователя цифровых данных в аналоговые сигналы, фильтра нижних частот и интерфейса для связи с компьютером. При воспроизведении аудиоинформации ЦАП преобразует закодированную информацию в аналоговый сигнал, который поступает на усилитель с активным фильтром низких частот и далее на звуковую карту, которая связана с наушниками или акустическими колонками.
Ниже приводятся эксплуатационные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе CD-ROM применительно к конкретным задачам.
Скорость передачи данных (Data Transfer Rate - DTR) - максимальная скорость, с которой данные пересылаются от носителя информации в оперативную память компьютера. Это наиболее важная характеристика привода CD-ROM, которая практически всегда упоминается вместе с названием модели. Непосредственно со скоростью передачи данных связана скорость вращения диска. Первые приводы CD-ROM передавали данные со скоростью 150 Кбайт/с, как и проигрыватели аудиокомпакт-дисков. Скорость передачи данных следующих поколений устройств, как правило, кратна этому числу (150 Кбайт/с). Такие приводы получили название накопителей с двух-, трех-, четырехкратной скоростью и т.д. Например, 60-скоростной привод CD-ROM обеспечивает считывание информации со скоростью 9000 Кбайт/с.
Высокая скорость передачи данных привода CD-ROM необходима прежде всего для синхронизации изображения и звука. При недостаточной скорости передачи возможны пропуск кадров видеоизображения и искажение звука.
Однако дальнейшее, свыше 72-кратности, повышение скорости считывания приводов CD-ROM нецелесообразно, поскольку при дальнейшем повышении скорости вращения CD не обеспечивается требуемый уровень качества считывания. И, кроме того, появилась более перспективная технология - DVD.
Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок (Eror Rate) и представляет собой вероятность получения искаженного информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства CD-ROM корректировать ошибки чтения/записи. Паспортные значения этого коэффициента - 10~11-10~12. Когда считываются данные с загрязненного или поцарапанного участка диска, регистрируются группы ошибочных битов. Если ошибку не удается устранить с помощью помехоустойчивого кода (применяемого при чтении/записи), скорость считывания данных понижается и происходит многократный повтор чтения.
Среднее время доступа (Access Time - АТ) - это время (в миллисекундах), которое требуется приводу, чтобы найти на носителе нужные данные. Очевидно, что при работе на внутренних участках диска время доступа будет меньше, чем при считывании информации с внешних участков. Поэтому в паспорте накопителя приводится среднее время доступа, определяемое как среднее значение при выполнении нескольких считываний данных с различных участков диска. По мере совершенствования приводов CD-ROM среднее время доступа уменьшается, но тем не менее этот параметр значительно отличается от аналогичного для накопителей на жестких дисках (100 - 200 мс для CD-ROM и 7 - 9 мс для жестких дисков). Это объясняется принципиальными различиями конструкций: в накопителях на жестких дисках используется несколько магнитных головок и диапазон их механического перемещения меньше, чем диапазон перемещения оптической головки привода CD-ROM.
Объем буферной памяти - это объем оперативного запоминающего устройства привода CD-ROM, используемого для увеличения скорости доступа к данным, записанным на носителе. Буферная память (кэш-память) представляет собой устанавливаемые на плате накопителя микросхемы памяти для хранения считанных данных. Благодаря буферной памяти, данные, размещенные в различных областях диска, могут передаваться в компьютер с постоянной скоростью. Объем буферной памяти отдельных моделей привода CD-ROM - 512 Кбайт.
Средняя наработка на отказ - среднее время в часах, характеризующее безотказность работы привода CD-ROM. Средняя наработка на отказ различных моделей приводов CD-ROM 50-125 тыс. ч, или 6-14,5 лет круглосуточной работы, что значительно превышает срок морального старения накопителя.
В процессе развития накопителей на оптических дисках разработан целый ряд основных форматов записи информации на CD.
Формат CD-DA (Digital Audio) - цифровой аудио-компакт диск со временем звучания 74 мин.
Формат ISO 9660 - наиболее распространенный стандарт логической организации данных.
Формат High Sierra (HSG) предложен в 1995 г. и обеспечивает чтение данных, записанных на диск в формате ISO 9660, с помощью приводов всех типов, что привело к широкому тиражированию программ на CD и способствовало созданию компакт-дисков, ориентированных на различные операционные системы.
Формат Photo-CD разработан в 1990- 1992 гг. и предназначен для записи на CD, хранения и воспроизведения статической видеоинформации в виде высококачественных фотоизображений. Диск формата Photo-CD вмещает от 100 до 800 фотоизображений соответствующих разрешений - 2048x3072 и 256^384, а также сохраняет звуковую информацию.
Любой диск CD-ROM, содержащий текст и графические данные, аудио- или видеоинформацию, относится к категории мультимедиа. Мультимедиа CD существуют в различных форматах для различных операционных систем: DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.
Формат CD-I (Intractive) разработан для широкого круга пользователей как стандарт мультимедийного диска, содержащего различную текстовую, графическую, аудио- и видеоинформацию. Диск формата CD-I позволяет хранить видеоизображение со звуковым сопровождением (стерео) и длительностью воспроизведения до 20 мин.
Формат CD-DV(Digital Video) обеспечивает запись и хранение. высококачественного видеоизображения со стереозвуком в течение 74 мин. При хранении обеспечивается сжатие по методу MPEG-1 (Motion Picture Expert Group).
Чтение диска возможно с использованием аппаратного или программного декодера стандарта MPEG.
Формат 3DО разработан для игровых приставок.
Приводы CD-ROM могут работать как со стандартным интерфейсом для подключения к разъему IDE (E-IDE), так и с высокоскоростным интерфейсом SCSI.
Самые популярные дисководы CD-ROM в России - изделия с торговыми марками Panasonic, Craetive, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.
Встретить в наше время компьютер без дисковода CD-ROM/DVD практически невозможно. На компакт-дисках CD и DVD-дисках записываются самые разнообразные программы, музыка, документы, цифровые фотографии и т.д. Можно приобрести как диски с уже записанными данными (например, музыкальный компакт-диск или DVD с фильмом), так и специальные диски, на которые вы сможете (один или несколько раз, в зависимости от диска и дисковода) записать любую нужную вам информацию.
Кроме не совсем корректного названия «дисковод », устройства для чтения и записи CD/DVD-дисков также называются оптическими накопителями. Слово накопитель вообще относится ко всем устройствам, предназначенным для хранения или чтения данных. Например, жесткий диск можно назвать дисковым накопителем. Слово «оптический» обозначает метод считывания данных с дисков. В дисководах CD/DVD чтение и запись данных с дисков проводится с помощью специального лазерного луча.
Всего существует несколько типов дисководов CD-ROM и DVD , с поддержкой записи и без нее. Рассмотрим их подробнее.
- Обычный дисковод CD — ROM позволяет только считывать данные с дисков CD , CD — R и CD — RW . Записывать с его помощью данные на любые диски нельзя. Такие дисководы стоят дешевле всего, однако уже устарели и в новые компьютеры не устанавливаются.
- Дисковод CD — ROM с возможностью записи. В отличие от предыдущего варианта, с помощью такого дисковода можно записывать данные на диски с однократной (CD-R) или многократной (CD-RW) записью.
- Дисковод DVD . Этот дисковод объединяет в себе возможности двух предыдущих дисководов, т.е. позволяет записывать и считывать данные с компакт-дисков, а также может считывать данные с дисков DVD.
- Дисковод DVD с возможностью записи. Это наиболее универсальный и популярный вариант дисковода, который рекомендуется для покупки. С помощью такого дисковода вы сможете считывать и записывать любые диски, включая CD, CD-R, CD-RW, DVD+-R/RW.
- Так же с каждым годом становятся все более и более популярными дисководы с поддержкой чтения дисков Blu-rey
Основные типы оптических дисков
Как вы уже поняли, возможности записи зависят не только от дисковода, но и самих дисков. Изучим основные из существующих в настоящий момент типы оптических дисков.
- CD , или компакт-диск. Самый простой вариант оптического диска. На таких дисках продается или музыка (музыкальные компакт-диски) или различные программы. Записать что-либо на такой диск нельзя.
- Диск CD-R . На такой диск можно один раз записать нужную вам информацию. Дописать ее потом уже нельзя. На один диск CD-R можно записать до 880 Мбайт данных - в зависимости от объема диска. Такие диски чаще всего используются для хранения важной информации, изменения которой в будущем не понадобится. Это может быть музыка, видео файлы и т.п.
- Диск CD-RW . Этот диск обладает таким же объемом, что и диски CD-R, однако данные на него можно записывать много раз и удалять те данные, что вам не нужны. Всего такой диск рассчитан примерно на 1000 циклов перезаписи, чего более чем достаточно, например, для периодичной записи документов Word, их последующего удаления и записи новых файлов. Диски CD-RW стоят дороже, чем диски CD-R.
- Диск DVD-ROM, или DVD Video. Именно на таких дисках продаются DVD-фильмы. Что-либо записать на такой диск нельзя. При этом объем однослойного диска DVD составляет 4,7 Гбайт, что в несколько раз больше, чем объем дисков CD.
- Диск DVD — R и диск DVD + R . Так же, как и на диски CD-R, на диски DVD-R и DVD+R можно один раз записать нужные вам данные. К сожалению, в свое время компании - производители оптических дисков и дисководов ополчились друг на друга и стали непримиримыми врагами, в результате чего появилось два совершенно несовместимых друг с другом стандарта, DVD+R и DVD-R. К счастью, производители оптических дисководов решили эту проблему и теперь для большинства дисководов совершенно не важно, какой диск брать; поддерживаться будут оба типа дисков.
- Диск DVD + RW и DVD — RW . По аналогии с дисками CD-RW на диски DVD+RW и DVD-RW можно многократно записывать данные Учитывая объем диска, равный 4,7 Гбайт, это очень удобно для хранения и резервного копирования самых различных данных, например вашей музыкальной коллекции и т.п. Проблема несовместимости стандартов существует и здесь, и решена она таким же образом - выпуском универсальных малоформатных дисководов, поддерживающих любые типы дисков.
- Диск blu — rey обладаем огромным объемом который позволяет записать до 80 гигабайт информации! Согласитесь это очень много для оптического накопителя! В большинстве случаев на такие диски записываю видео с повышенной четкостью, что позволяет достичь максимального качества фильма! Стоимость такого накопителя может достигать до 2000 рублей!
Скорость работы оптического дисковода
Скорость работы оптического дисковода обычно указывается таким образом 52х/24х/52х . Это значит, что диски CD-R записываются со 52х, запись дисков CD-RW происходит со скоростью 24х , а чтение дисков CD-R/RW - также со скоростью 52х. При этом показатель 1х означает скорость передачи данных, равную 153 Кбайт/с. Теперь подсчитаем скорость действия дисковода со скоростью считывания 52 х. Для этого умножим 52 на 153, в результате получится 7956 Кбайт/с, т.е. почти 8 Мбайт/с.
По сравнению с дисководами CD-ROM, дисководы DVD с возможностью перезаписи считывают и записывают данные куда быстрее. Скорость 1х накопителя DVD-ROM равна 1,35 Мбайт/с, что аналогично скорости 9х для CD-ROM. Поэтому быстродействие современных дисководов DVD-ROM со скоростью чтения 20х соответствует скорости 180х для дисководов CD-ROM (27 Мбайт/с), хотя, конечно, такой скорости для дисководов CD-ROM не существует.
Устройства чтения компакт-дисков стали настолько привычными, что на их «породу» все реже и реже обращают внимание. Даже в фидошных конференциях, где собирается чрезмерно озабоченный компьютерами люд, споры о приводах CD-ROM стали крайне редкими. О рекордерах поспорить еще могут, а «читалка» - она и есть «читалка», чего там говорить.
О приводах же DVD-ROM дискуссии ведутся нешуточные. Фактически именно эти устройства стали наследниками CD-ROM, и только относительно высокая стоимость фильмов на DVD (и почти полное отсутствие софта в этом формате) не позволяют DVD-ROM’ам вытеснить предков на игровом и домашнем фронтах, а впоследствии - и на обширном офисном. Интересно, что качество чтения DVD обсуждается крайне редко - все внимание спорщиков приковано к привычным компакт-дискам, а об остальном упоминается вскользь. Но в этом нет ничего удивительного: фильмы без проблем смотрятся даже на старых моделях образца 1998–99 годов (если они, конечно, сохранили до сегодняшнего дня свои потребительские свойства), да и, положа руку на сердце, смотреть их на компьютере приходится нечасто 1 . Компакт-диски же были и остаются стандартными и достаточно емкими носителями информации, которые читаются на любом современном компьютере.
Поэтому, приступая к тестированию современных CD/DVD-приводов, даже у DVD-ROM мы в первую очередь обращали внимание на скорость и качество чтения компакт-дисков, и только потом - на DVD-нюансы. Право же, сегодня не так важно - может ли привод читать DVD на скорости 16х 2 , поскольку фильмы все равно смотрятся на первой скорости. С другой стороны, заявляемые производителями скорости 50х и более - всего лишь красивые цифры, и вместо «52х Max» на лицевой панели было бы куда честнее написать «35х Average».
Практически всем владельцам высокоскоростных приводов мы рекомендуем использовать программные средства, позволяющие устанавливать скорость по своему усмотрению. Скажем, для просмотра фильма достаточно (и даже с избытком) будет 8х, а слушать mp3 можно в тишине, обеспечиваемой режимом 2х. Высокие обороты чреваты не только шумом, но и высокой вероятностью «разрыва» компакт-диска. Дело в том, что по мере использования носителя по краям технологического отверстия образуются микротрещины, и при высоких оборотах шпинделя (10 тыс. об./мин. и выше) диск порой не выдерживает напряжения и со страшным грохотом разлетается на мелкие осколки. Сам драйв может и выжить после этого, но гарантии вы лишитесь, да и вскрытый мастером привод - зрелище не для слабонервных.
Через наши руки прошло пятнадцать моделей. В качестве тестовой была выбрана следующая конфигурация: Celeron 667, 256 Мбайт RAM, материнская плата Gigabyte GA-6VEML, жесткий диск Fujitsu MPG3204AH емкостью 20 Гбайт. Каждый привод устанавливался единственным устройством на второй IDE-канал в режиме master. Все устройства, если не оговорено особо, поддерживали режим UDMA/2.
Приводы тестировались на заполненных под завязку дисках CD-RW (Philips Highspeed 4~10x, 74 min), CD-R (Philips CD-R80, 80 min), Data-CD (лицензионный фильм в DivX размером 682 Мбайт и лицензионный сборник mp3 суммарным объемом 694 Мбайт), Audio CD («The Very Best of Israel»). Кроме того, мы использовали «плохой» диск (намеренно исцарапанное приложение к журналу «Game.EXE») и диск с игрой «Jedi Knight 2: Jedi Outcast» (для сравнения скорости инсталляции приложения).
В тесте чтения DVD использовался фильм «Однажды в Америке» (два слоя, общая емкость 7,75 Гбайт). Назвать диск лицензионным мы не рискнем, но выбор был сделан осознанно, несмотря на богатый ассортимент фильмов легальных. Дело в том, что популярность дешевых DVD (от 300 рублей) весьма велика, и если привод справится с подобным беспородным созданием, то проблем с чтением диска лицензионного уж точно не возникнет. К слову, мы проверили все DVD-ROM на свеженьком «The Doors», Special Edition (1-я зона) и были вполне удовлетворены результатами.
В качестве тестового ПО были выбраны Nero CD Speed 0.85e (beta), Nero DVD Speed 0.53, Nero Info Tool 1.01, CDRom Drive Analyzer 2.32 и Exact Audio Copy 0.9 (beta 4). Скорость копирования файлов отсчитывалась с помощью Download+ 3.2, а время инсталляции игры засекалось по секундомеру с округлением до секунды. Программы работали под Windows 2000 Professional c Service Pack 2.
Ни одного действительно плохого привода обнаружить не удалось. Да, иногда встречались мелкие (и не очень) недостатки, порой производители завышали характеристики своей продукции, однако диски худо-бедно читались, и непосвященный пользователь этих нюансов скорее всего не заметит.
В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.
Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска . Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.
Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа.
Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на СD-ROM.
Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW .
Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью - 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 48х-52х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 16х-32х, а устройств многократной записи - до 32х.
К 1995 году фирмами Philips и Sony был разработан компакт диск повышенной емкости Multimedia CD. Toshiba и еще несколько компаний, создали другую технологию компакт дисков и тоже повышенной емкости. Началась битва за рынок. Тогда две крупнейшие группы, CITWG (Computer Industry Technical Working Group) и HVDAG (Hollywood Video Disc Advisory Group), объединились для борьбы против появления этих несовместимых стандартов. В 1995 году общими усилиями был создан новый стандарт – DVD . Он предназначался в первую очередь для киноиндустрии, как заменитель видеокассет и поэтому аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disc . Затем этот формат переименовали в Digital Versatile Disc – цифровой универсальный диск. Однако в 1997 году фирмы Philips и Sony вышли из консорциума. В последствии их примеру последовали и другие производители DVD.
На данный момент существует несколько форматов DVD и это привносит на рынок некоторую сумятицу т. к. не все форматы совместимы. Существуют DVD – R, DVD – ROM, DVD – RAM, DVD – RW. Приводы DVD – ROM без специальной доводки не могут читать диски DVD – RAM (за исключением DVD-ROM так называемого третьего поколения, выпускаемыми с середины 1999 года). Но приводы DVD – RAM могут читать DVD – ROM, а также CD – R и CD – RW. Привод DVD + RW совместим только с DVD – ROM и с обычными CD. А формат DVD + RW вообще не признается многими производителями. Устройства DVD-ROM первого поколения использовали режим CLV и считывали с диска со скоростью 1.38 Мб/с (в традиционном обозначении для DVD это 1х). Устройства второго поколения могли читать DVD с вдвое большей скоростью - 2х (2.8 Мб/с). Современные DVD-ROM - устройства третьего поколения - используют режим контроля вращения (CAV) с максимальной скоростью чтения 4х-6х (5.5 - 8.3 Мб/с) и более.
Основные отличия стандарта DVD от CD:
1) используется лазер с меньшей длиной волны. Если в накопителях CD – ROM длина волны равна 780-нанометров, то в накопителях DVD – 635 нанометров. Это позволяет уменьшить длину штриха и повысить скорость считывания данных.
2) вследствие применения более совершенных материалов, DVD используют для записи данных в два слоя на одной стороне диска или по одному слою, но с двух сторон диска или по два слоя с двух сторон диска, в зависимости от формата DVD. Емкость дисков варьируется от 2,6 Gb до 17 Gb.
3) используется совершенно новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция каналов. Теперь давайте-ка, более подробно о слоях.
Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный)
Это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.
Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный)
Этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.
Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный)
На таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.
Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный)
Структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).
Толщина DV диска равна 0.6мм, что в половину меньше толщины стандартного диска CD. Это дает возможность соединить два диска обратными сторонами и получить двухсторонний диск по толщине равный обычному CD. По другой технологии, создается второй слой для размещения данных, это позволяет увеличить емкость одной стороны диска. Первый слой делается полупрозрачным, таким образом, лазерный луч может проходить через него и отражаться уже от второго слоя.
Кроме всего прочего, DV диски имеют возможность увеличить плотность записи. Для этого производители идут различными путями:
1. применяют более совершенный лазер
2. уменьшают длину штриха
3. уменьшают расстояние между витками
4. увеличивают область данных без изменения общих размеров диска
5. увеличивают эффективность ECC
6. применяют более эффективную модуляцию
Теперь о перезаписываемых дисках. К ним относиться формат DVD – RAM. В таких дисках используется материал разработанный инженерами фирмы TDK и называется он AVIST. Принцип записи практически тот же, что и у CD. Важнейшие достоинства дисков формата DVD-RAM - это возможность перезаписи до 100 000 раз и наличие механизма коррекции ошибок записи. На дисках DVD+RW можно записать как потоковое видео или звук, так и компьютерные данные. Диски формата DVD+RW могут быть перезаписаны около 1000 раз, но формат DVD+RW продвигается только его разработчиками - компаниями Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical, Philips, Ricoh, Sony и Yamaha и не поддержан DVD-форумом. DVD-RW - формат многократной записи, разработанный компанией Pioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных. Диски формата DVD-RW могут быть перезаписаны до 1000 раз. В отличие от форматов DVD+RW и DVD-RAM диски DVD-RW могут быть прочитаны на приводах DVD-ROM первого поколения.
Большим достижением в обеспечении совместимости в технологии DVD стала принятая в 2000 году единая файловая система MicroUDF. Файловая система MicroUDF - это адаптированная для применения в DVD версия файловой системы UDF (Universal Disk Format), которая, в свою очередь, основана на международном стандарте ISO-13346. Эта файловая система постепенно идет на смену устаревшей ISO9660, созданной в свое время для использования в компакт-дисках. На переходный период (пока не выйдут из обращения компьютерные устройства и диски, работающие в формате ISO9660) будет использоваться файловая система UDF Bridge, которая является некоторой комбинацией MicroUDF и ISO9660. Для записи Audio/Video DVD дисков может использоваться только MicroUDF.
Для защиты от нелегального копирования разработаны две спецификации: DVD-R(A) и DVD-R(G). Две эти версии одной спецификации используют различную длину волны лазера при записи информации. Таким образом, диски могут быть записаны только на соответствующем их спецификации оборудовании. Воспроизведение дисков может осуществляться одинаково успешно на любом оборудовании, поддерживающем формат DVD-R. DVD-R(A) (DVD-R for Authoring) используется в профессиональных приложениях. В частности, поддержка специального формата (Cutting Master Format) позволяет применять эти диски для записи исходной реплики информации (пре-мастеринг) вместо обычного использования для этих целей DLT лент.
DVD-R(G) (DVD-R for General) предназначена для более широкого применения. Диски этого формата защищены от возможности побитового копирования на них информации с других дисков. Формат поддерживается в устройствах массового хранения (например, в роботизированных DVD библиотеках, предлагаемых самой компанией Pioneer).