Rokiškio J-Tumo Vaižganto
Vidurinė mokykla
Informatikos referatas:
Optiniai įrenginiai ir diskai
Atliko:
9b klasės mokinys
Kęstas Puriuškis
Tikrino:
R.Malinovskaja
Rokiškis 2004
Turinys
Trumpa istorija apie optiniį diską
3
Magnetiniai įrenginiai priš optinius
3-4
Diskų sukimosi greitis ir informacijos perdavimo greitis
4
Kelių lazerio pluoštų optiniai įrenginiai
4
Optinių įrenginių sasaja
4
SCSI prieš IDE
4-5
ATAPI CD-ROM’o sąsaja
5
SCSI CD-ROM’o sąsaja
5
CD (Compact Disk) kompaktinis diskas
5
Kompaktinio disko struktūra
5-6
Pagrindio (Master) kompaktinio disko gamyba
6
Kompaktinio disko klausymas ir įrašymas
6-7
Universalus disko standartas (UDF)
7
Standartai ir techninės specifikacijos
7
Raudonoji knyga
7
Geltonoji knyga
7-8
Oranžinė knyga
8
Baltoji knyga
8-9
Žalioji knyga
9
Mėlynoji knyga
9
Skaisčiai Raudona knyga
10
Violetinė knyga
10
ISO 9660
10-11
Joliet
11
Trumpa istorija
Pirmasis optinis diskas, kuris buvo nuskaitomas ir įrašomas naudojant
optinius įrenginius (lazerius) buvo sukurtas vėlyvaisiais 1960. Džeimsas
Raselas (James T. Russel) sukūrė sistemą, kuri galėjo įrašyti ir skaityti
audio/video diskus naudojant šviesą, t.y. be tiesioginio kontakto tarp
disko ir nuskaitymo (įrašymo) galvutės. Raselas sukūrė šviesai jautrų
diską, kuris sugebėjo saugoti informaciją vieno mikrono platumo takeliuose,
kuriuose buvo šviesūs-tamsūs taškeliai. Taškeliai buvo nuskaitomi lazerio
ir paverčiami į elektrinį signalą, kurį įgarsindavo arba atvaizduodavo
specialios sistemos – dekoderiai. Raselo įkurta kompanija pirmajį diskų
grotuvą pagamino 1980 metais. Tačiau ši technologija taip ir nepaplito iki
tol, kol jos nepradėjo plėtoti SONY ir PHILIPS. 1982 metais, SONY ir
PHILIPS išleido pirmajį kompaktinių diskų formatą (CD), kuris buvo
pavadintas CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Bėgant metams, kompanijos
sukūrė naujų standartų, reikalingų vis didėjantiems poreikiams patenkinti.
Digatal Versatile disc (DVD) buvo sukurtas 1994 metais, kai buvo pristatyti
dar du formatai – Super Diskas (SD) ir daugialypės terpės formatas
(Multimedia CD arba MMCD). Gamintojams niekaip nepavyko susitarti dėl
vieningo formato iki pat 1996 metų. Tais metais DVD buvo pasirinktas kaip
bendras ir visiems gamintojams tinkamas standartas. Po kelių metų DVD
pasivijo ir aplenkė savo galimybėmis jau nusistovejusį CD formatą, buvo
sukurti ir vis dar kuriami nauji formatai ir jų modifikacijos.
Magnetiniai įrenginai prieš optinius
Optiniai įrenginiai – įrašo ir skaito informaciją naudodami lazerį.
Optiniai įrenginiai turi daugybę privalumų prieš magnetinius, pvz.
lanksčiuosius diskelius (floppy disks). Optinių įrenginių talpa svyruoja
nuo kelių šimtų megabaitų iki keliolikos gigabaitų, kai tuo tarpu
lankstusis diskelis gali įrašyti tik 1.44 megabaito. Optiniai įrenginiai
pasižymi ir ilgaamžiškumu. Tyrimais nustatyta, kad optiniai įrenginiai yra
7 kartus ilgaamžiškesniai už magnetinius. Optinių įrenginiu asociacija
(OSTA) yra tarptautinė kompanija, kuri patvirtina sukuriamus standartus.
OSTA nariai yra : Adaptec, Hewllet-Packard, Philips ir Sony. Kietieji
diskai (HDD), lankstieji diskeliai ir skaitmeninės audio juostos (DAT arba
digital audio tape) yra magnetiniu principu veikiantys įrenginiai. Jų
veikimo principas paprastas: yra nuskaitymo – įrašymo galvutės, kurios
sukuria ir įrašo magnetinius impulsus į diską. Tokiu būdu sukuriami
mikroskopiniai magnetukai gali talpinti dviejų tipų informaciją – vienetą
arba nulį. Tai yra vienintelis kompiuteriui suprantamas standartas. CD ir
DVD įrenginiai priklauso optinių įrenginių grupei. CD ir DVD diskai yra
nuskaitomi lazerio spinduliais, t.y. lazerio galvutė spinduliuoja raudonos
spalvos koncentruotas šviesos bangas ir, pagal atsispindėjusio spindulio
intensyvumą, sprendžia ar įrašytas vienetas, ar nulis. Iš tikrųjų tai ne
lazeris sprendžia – yra labai tiksli ir sudėtinga sistema, kuri verčia
šviesos intensyvumą į elektrinius signalus. Kaip jau minėjau ankščiau,
pagrindinis optinių įrenginių privalumas lyginant su magnetiniais
įrenginiais yra
ilgaamžiškumas (nenaudojamas magnetinis diskas po penkių
metų tampa nebeperskaitomas). Ir dar vienas pagrindinis privalumas – talpa.
Dėl labai trumpų lazerio bangų informacija gali būti įrašoma labai
tiksliai, o tai ženkliai padidina talpumą.
Diskų sukimosi greitis ir informacijos perdavimo greitis
Sukimosi greitis parodo, kiek kartų diskas apsisuka per minutę. Nuo
sukimosi greičio tiesiogiai priklauso ir informacijos perdavimo greitis.
Optinių įrenginių skaitymo greičiai, maksimalus perduodamų duomenų srautas
ir apsisukimų skaičius:
1X CD-ROM 150 KB/sekundę 200 – 530
2X CD-ROM 300 KB/sekundę 400 – 1060
4X CD-ROM 600 KB/sekundę 800 – 2120
8X 12X CD-ROM 1.2 MB/sekundę 1600 – 4240
24X 50X 2.4 – 6 MB/sekundę 2400 – 6360 apytiksliai
Kuo didesniu sukimosi greičiu buvo įrašyti diskai – tuo prastenė jų kokybė.
T.y. didinant sukimosi greitį atsiranda papildomos vibracijos, kurios yra
skirtingos kiekvienam įrenginiui. Taip didėja triukšmas dirbant su pačiu
įrenginiu.
Kelių lazerio pluoštų optiniai įrenginiai
Naujoje technologijoje yra naudojami septyni lazerio pluoštai
(įprastiniuose įrenginiuose naudojamas tik vienas lazerio pluoštas). Ir
tuomet 36x skaitymo greitis yra pasiekiamas sukant kompaktinį diską tik 6x
greičiu. Šeši lazerio spinduliai yra naudojami skaityti informaciją, o
vienas spindulys yra naudojamas klaidų korekcijai. Hi Val plėtojamas CD-
ROM’as naudoja septynis lazerio pluoštus, skaitančius informaciją vienu
metu. Šeši iš jų – skaito, o vienas taiso klaidas. Naudojant tokią
technologiją yra pasiekiamas 6MB per sekundę greitis, tačiau diskas yra
sukamas tik 6x greičiu. Tai atstoja paprastą CD-ROM’ą, kuris skaito 40x
greičiu.
Optinių įrenginių sąsaja
Sąsaja – tai jungtis tarp įrenginio ir kompiuterio. Kitaip tariant, norint
prijungti CD-ROM’ą prie kompiuterio, reikia sąsajos, t.y. papildomų
įrenginių, kurie komunikuotų tarp norimų sujungti įrenginių.
SCSI prieš IDE
SCSI (Small Computer System Interfase) – mažų kompiuterinių sistemų sąsaja.
IDE (Integrated Drive Electronics) – integruotos diske elektroninės
detalės. Prieš renkantis patį optinį įrenginį, reikėtų pagalvoti, kokį
įrenginį pirkti, kokią sąsają jis naudos ir t.t. Pirmiausia sąsają rinktis
reikėtų atsižvelgiant į tai, kokios sąsajos jau yra naudojamos jūsų
kompiuteryje. Jeigu jūsų kompiuteryje yra lizdas su papildoma IDE jungtimi,
tai jums reikėtų rinktis ATAPI optinį įrenginį. Jeigu savo sistemoje jau
naudojate SCSI adapterį, arba turite garso plokštę su SCSI jungtimi, aišku
reikėtų naudoti SCSI DVD įrenginį.
ATAPI CD-ROM’o sąsaja
ATAPI yra AT Attachment Packet Interface trumpinys. Šią sąsają pristatė
Western Digital 1994 metais, kaip dalį papildomų galimybių IDE
specifikacijose. Pirminis panaudojimas buvo kietuosiuose diskuose, tačiau
šią technologiją naudoja ir CD-ROM’ai. ATAPI įrenginys jungiasi tiesiogiai
prie IDE jungties kompiuteryje. ATAPI įrenginiai yra labai paprastai
įdiegiami ir konfigūruojami, yra gerokai greitesni už atskiras, kiekvienos
kompanijos kuriamas sąsajas ir yra beveik tokie pat greiti, kaip ir SCSI
optiniai įrenginiai.
Kiekvienos kompanijos patentuotos atskiros sąsajos
Kiekvienas gamintojas turi savo atskirą sąsają. Pvz. Mitsumi, Panasonic,
Sony yra trys kompanijos, kurios pačios projektuoja, gamina ir naudoja savo
sąsajas. Taip yra sutaupoma pinigų. Tokių įrenginių savikaina yra gerokai
mažesnė už analogiškų ATAPI arba SCSI įrenginių kainas. Minusas – optinis
įrenginys turi būti naudojamas su to paties gamintojo papildoma korta-
sąsaja.
SCSI CD-ROM’o sąsaja
SCSI CD-ROM’ai šiandien yra labai populiarūs. Jie yra patys greičiausi ir
brangiausi CD-ROM’ai. SCSI įrenginys jums puikiai tiks, jeigu jūs jau
naudojate SCSI diskinį kaupiklį. Jeigu jūs neturite SCSI kietojo disko, tai
jums reikės SCSI apdapterio – papildomos kortos jungiamos į PCI arba IDE
jungtį. SCSI jungtys yra labai greitos ir patogios – galima sujungti iki
septynių SCSI įrenginių prie vieno SCSI adapterio.
CD (Compact Disk) kompaktinis diskas
Kompaktinis diskas – optinė informacijos saugojimo laikmena, kuri 1982
metais buvo sukurta Philips ir Sony. CD-DA buvo sukurtas saugoti muzikinę