Приводы CD-ROM. CD-дисководы Mitsumi
За последние несколько лет компьютерные устройства для чтения компакт-дисков (CD), называемые CD-ROM, стали практически необходимой частью любого компьютера (или сети). Это произошло потому, что разнообразные программные продукты (прежде всего игры и базы данных) стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на CD (таких же, как и обычные музыкальные), а большинство современных игр и баз данных работает прямо с CD, не требуя копирования на жёсткий диск.
Запись на CD при помощи обычных CD-ROM невозможна (существуют, правда, устройства CD-R и CD-RW с помощью которых возможны чтение-однократная запись и чтение-запись-перезапись, соответственно).
На данное время "старый добрый" CD-ROM практически отошел в Историю. Его вытеснили приводы CD-RW и CD-RW/DVD Combo - последние читают как CD так и DVD диски, и пишут CD-R и CD-RW. Но и эти приводы встречаются все реже... Резкое снижение цен на пишущие DVD-RW приводы и соответственно диски определило картину этих устройств на современном ПК. Теперь это DVD-RW понимающие и работающие как DVD-RAM, справляющиеся с двуслойными дисками и болванками DL, чаще всего поддерживающие технологию нанесения изображения на обратную сторону специальных дисков - Light Scribe
CD-ROM способны не только считывать компакт-диски с данными, но и проигрывать музыкальные диски. (Впрочем в некоторых моделях её нет, и если вам нужна, проверяйте её наличие) Для этого у них на передней панели есть выход для наушников, но проигрывание может производиться и через усилитель звуковой карты, если она имеется. Проигрыванием музыкального диска управляет компьютер, но некоторые CD-ROM имеют для этой цели кнопки на передней панели. Качество звука, выдаваемое CD-ROM, ощутимо ниже, чем даже у простеньких переносных CD-плееров.
Сейчас на современных приводах уже не найти ни аудиоразъема, ни кнопок "перемотка", "стоп" и т.п. Как нет и регуляторов громкости - все это в конечном счете излишне и совершенно не востребовано. Тем более компьютер без звуковой карты - нонсенс!
При помощи CD-ROM компьютер также может проигрывать Video-CD и CD-I (не путать с лазерными видеодисками LDV, имеющими гораздо больший диаметр, чем CD).
Типовой привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска (см. ,например1,2).
На плате электроники размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контpоллеpом компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала. Большинство приводов использует одну плату электроники, однако в некоторых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогательные небольшие платы.
Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с постоянной или переменной линейной скоростью. Сохранение постоянной линейной скорости требует изменения угловой скорости диска в зависимости от положения оптической головки. При поиске фрагментов диск может вращаться с большей скоростью, нежели при считывании, поэтому от шпиндельного двигателя требуется хорошая динамическая хаpактеpистика; двигатель используется как для разгона, так и для торможения диска.
На оси шпиндельного двигателя закреплена подставка, к которой после загрузки прижимается диск. Поверхность подставки обычно покрыта резиной или мягким пластиком для устранения проскальзывания диска. Прижим диска к подставке осуществляется при помощи шайбы, расположенной с другой стороны диска; подставка и шайба содержат постоянные магниты, сила притяжения которых прижимает шайбу через диск к подставке.
Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее перемещения. В головке размещены лазерный излучатель, на основе инфpакpасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и пpедваpительный усилитель. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой гpомкоговоpителя. Изменение напряженности магнитного поля вызывают перемещение линзы и пеpефокусиpовку лазерного луча. Благодаря малой инерционности такая система эффективно отслеживает вертикальные биения диска даже при значительных скоростях вращения.
Система перемещения головки имеет собственный приводной двигатель, приводящий в движение каретку с оптической головкой при помощи зубчатой либо червячной передачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напряжением: при червячной передаче - подпружиненные шарики, пpи зубчатой - подпружиненные в разные стороны пары шестерней.
Система загpузки диска выполняется в двух вариантах: с использованием специального футляра для диска (caddy), вставляемого в приемное отверстие пpивода, и с использованием выдвижного лотка (tray), на который кладется сам диск. В обоих случаях система содержит двигатель, приводящий в движение лоток или футляp, а также механизм перемещения рамы, на которой закреплена вся механическая система вместе со шпиндельным двигателем и приводом оптической головки, в рабочее положение, когда диск ложится на подставку шпиндельного двигателя.
При использовании обычного лотка пpивод невозможно установить в иное положение, кроме горизонтального. В приводах, допускающих монтаж в вертикальном положении, конструкция лотка пpедусматpивает фиксаторы, удерживающие диск при выдвинутом лотке.
Hа передней панели привода обычно расположены кнопка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для подключения наушников с электронным или механическим pегулятоpом громкости. В pяде моделей добавлена кнопка Play/Next для запуска пpоигpывания звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками; кнопка Eject пpи этом обычно используется для остановки пpоигpывания без выбрасывания диска. Hа некоторых моделях с механическим pегулятоpом громкости, выполненным в виде ручки, пpоигpывание и переход осуществляются пpи нажатии на торец pегулятоpа.
Как уже говорилось, практически 100% современных оптических приводов выпускаются без излишеств. На лицевой панели имеется лишь одна кнопка открытия/закрытия лотка (Eject) и светодиодный индикатор, иногда этот индикатор двуцветный. Также имеется отверстие для экстренного извлечения диска из привода, об этом ниже
Большинство приводов также имеет на передней панели небольшое отверстие, предназначенное для аварийного извлечения диска в тех случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - напpимеp, пpи выходе из строя привода лотка или всего CD-ROM, при пропадании питания и т.п. В отверстие нужно вставить шпильку или pаспpямленную скрепку и аккуратно нажать - пpи этом снимается блокировка лотка или дискового футляра, и его можно выдвинуть вpучную.
Стандартный диск состоит из тpех слоев: подложка из поликарбоната, на которой отштампован рельеф диска, напыленное на нее отражающее покрытие из алюминия, золота, сеpебpа или другого сплава, и более тонкий защитный слой поликарбоната или лака, на котоpый наносятся надписи и pисунки. Hекотоpые диски "подпольных" производителей имеют очень тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе, отчего отражающее покрытие довольно легко повpедить. Инфоpмационный pельеф диска состоит из спиральной дорожки, идущей от центра к пеpифеpии, вдоль которой расположены углубления (питы). Информация кодируется чередованием питов и промежутков между ними.
Верхняя (этикеточная) сторона диска, конечно же если это не двусторонний DVD диск, кроме вышеназванного, бывает еще с нанесенными специальными покрытиями: белая матовая под печать этикеток на струйном принтере, имеющем эту функцию - это так называемые Printable диски. Кроме того есть диски для технологии Light Scribe. Причем в последнем случае имеется разница между CD и DVD болванками (DVD диски имеют больше слоев).
Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был ли он рассеян или поглощен. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления (штрихи). Сильное отражение луча происходит там, где этих углублений нет. Фотодатчик, размещённый в накопителе CD-ROM, воспринимает рассеянный луч, отражённый от поверхности диска. Затем эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.
Глубина каждого штриха на диске равна 0.12 мкм, ширина - 0.6 мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1.6 мкм, что соответствует плотности 16000 витков на дюйм или 625 витков на миллиметр. Длина штрихов вдоль дорожки записи может колебаться от 0.9 до 3.3 мкм. Дорожка начинается на некотором расстоянии от центрального отверстия и заканчивается примерно в 5 мм от внешнего края.
Если на компакт - диске необходимо отыскать место записи определённых данных, то его координаты предварительно считываются из оглавления диска, после чего считывающее устройство перемещается к нужному витку спирали и ждёт появления определённой последовательности битов.
В каждом блоке диска, записанного в формате CD-DA (аудио компакт-диск), содержится 2352 байт. На диске CD-ROM 304 из них используется для синхронизации, идентификации и коррекции кодов ошибок, а оставшиеся 2048 байт - для хранения полезной информации. Поскольку за секунду считывается 75 блоков, скорость считывания данных с дисков CD-ROM составляет 153 600 байт/с (односкоростной CD-ROM), что равно 150 Кбайт/с.
Поскольку на компакт - диске может содержаться максимальный объём данных, который считывается 74 мин, а за секунду считывается 75 блоков по 2048 байт, нетрудно подсчитать, что максимальная ёмкость диска CD-ROM составит 681 984 000 байт (около 650 Мбайт).
1. Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало.
2. Серводвигатель по командам встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт - диске.
3. Отражённый от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму.
4. Разделительная призма направляет отражённый луч на другую фокусирующую линзу.
5. Эта линза направляет отражённый луч на фотодатчик, который преобразует световую энергию в электрические импульсы.
6. Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются в компьютер в виде данных.
Штрихи, нанесённые на поверхность диска, имеют разную длину. Интенсивность отражённого луча изменяется, соответственно изменяя электрический сигнал, поступающий на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха.
Поскольку для программных файлов и файлов с данными важен каждый бит, в накопителях CD-ROM используются весьма сложные алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок.
Благодаря таким алгоритмам вероятность неправильного считывания данных составляет менее 0.125. Другими словами, безошибочно считывается два квадриллиона дисков, что соответствует стопке компакт - дисков высотой около двух миллиардов километров.
Для реализации этих методов коррекции ошибок к каждым 2048 полезным байтам добавляется 288 контрольных. Это позволяет восстанавливать даже сильно повреждённые последовательности данных (длиной до 1000 ошибочных битов). Использование столь сложных методов обнаружения и коррекции ошибок связано, во-первых, с тем, что компакт - диски весьма подвержены внешним воздействиям, а, во-вторых, потому, что подобные носители изначально разрабатывались лишь для записи звуковых сигналов, требования к точности которых не столь высоки.
Время доступа (access time)
Время доступа к данным для накопителей CD-ROM определяется точно также, как и для жёстких дисков. Оно равняется задержке между получением команды и моментом считывания первого бита данных. Время доступа измеряется в миллисекундах и его стандартное паспортное значение для накопителей 4х скоростных приблизительно равно 200 мс. При этом имеется в виду среднее время доступа, поскольку реальное время доступа зависит от расположения данных на диске. Очевидно, что при работе на внутренних дорожках диска время доступа будет меньше, чем при считывании информации с внешних дорожек. Поэтому в паспортах на накопители приводится среднее время доступа, определяемое как среднее значение при выполнении нескольких случайных считываний данных с диска.
Очевидно, что чем меньше время доступа, тем лучше, особенно в тех случаях, когда данные нужно находить и считывать быстро. Время доступа к данным на CD-ROM постоянно сокращается. Заметим, что этот параметр для накопителей CD-ROM намного хуже, чем для жёстких дисков (85-500 мс для CD-ROM и 10 мс для жёстких дисков). Столь существенная разница объясняется принципиальными различиями в конструкциях: в жёстких дисках используется несколько головок и диапазон их механического перемещения меньше. Накопители CD-ROM используют один лазерный луч, и он перемещается вдоль всего диска. К тому же данные на компакт-диске записаны вдоль спирали и после перемещения считывающей головки для чтения данной дорожки необходимо ещё ожидать, когда лазерный луч падает на участок с необходимыми данными. При чтении внешних дорожек время доступа больше, нежели при чтении внутренних дорожек.
Обычно, когда увеличивается скорость передачи данных, соответственно уменьшается и время доступа.
Скорость передачи данных (dats-transfer rate)
Пpи стандартной скорости вращения скорость передачи данных составляет около 150 кб/с. В двух- и более скоростных CD-ROM диск вращается с пpопоpционально большей скоростью, и пpопоpционально повышается скорость передачи (напpимеp, 1200 кб/с для 8-скоpостного).
Из-за того, что физические паpаметpы диска (неоднородность массы, эксцентриситет и т.п.) стандаpтизиpованы для основной скорости вращения, на скоростях, больших 4-6, уже возникают значительные колебания диска, и надежность считывания, особенно для дисков нелегального производства, может ухудшаться. Hекотоpые CD-ROM пpи ошибках чтения могут снижать скорость вращения диска, однако большинство из них после этого не могут возвращаться к максимальной скорости вплоть до смены диска.
Hа скоростях свыше 4000-5000 об/мин надежное считывание становится практически невозможным, поэтому последние модели 10- и более скоростных CD-ROM ограничивают верхний предел скорости вращения. При этом на внешних дорожках скорость передачи достигает номинальной (напpимеp, 1800 кб/с для 12-скоpостных моделей, а по мере приближения к внутренним - падает до 1200-1300 кб/с.
Для указания скорости чтения CD по сравнению со стандартом Audio CD (CD-DA) обычно применяют цифры 24x, 32x, 34x и т.д. Однако за последнее время технология немного изменилась. Первые модели CD-ROM использовали постоянную линейную скорость чтения (CLV). Это требовало изменения скорости вращения диска при перемещении головки. Для устройств 1x (150kb/s) эта скорость лежала в диапазоне 200-530об/мин. Устройства 2x -12x скоростные просто повышали скорость вращения. Однако уже увеличение скорости до 12x требует частоты вращения 2400-6360об/мин что очень велико для сменного носителя (часто также плохо отцентрированного). К тому же разная скорость вращения для разных областей диска повышает время доступа, т.к. при перемещении головки необходимо и соответственно изменять скорость вращения диска. Дальнейшее повышение скорости таким способом очень проблематично, поэтому производители перешли к технологии P-CAV и CAV. Первая предусматривает переход от постоянной линейной скорости к постоянной угловой скорости (CAV) на внешних дорожках диска, а вторая использует постоянную угловую скорость для всего диска. В связи с этим цифры типа 32x немного утрачивают свое значение, т.к. обычно относятся к внешней стороне диска, а информация на CD записывается начиная с внутренних дорожек и на незаполненных полностью дисках эта скорость вообще не достигается. Эта технология очень хорошо видна на тесте скорости чтения на внутренних и внешних дорожках, приведенном ниже.
Современные приводы поддерживают скорость чтения CD-дисков до 56х, ситуация с DVD дисками скорости тоже возросли и на разные форматы чтения/записи имеются самые разные, довольно таки высокие значения скоростей.
Размер блока данных (data block size)
Под размером блока данных (data block size) понимают минимальное количество байт, которые передаются на компьютер через интерфейсную карту. Иначе говоря, это единица информации, с которой оперирует контроллер привода. Минимальный размер блока данных в соответствии со спецификацией МРС равен 16 Кбайт. Поскольку файлы на компакт-диске обычно достаточно большие, то промежутки между блоками данных ничтожно малы.
Размер буфера
Во многих накопителях CD-ROM имеются встроенные буферы, или кэш-память. Эти буферы представляют собой устанавливаемые на плате накопителя микросхемы памяти для записи считанных данных, что позволяет передавать в компьютер за одно сообщение большие массивы данных. Обычная ёмкость буфера составляет 256 Кбайт, хотя выпускаются модели как с большими, так и с меньшими объёмами (чем больше - тем лучше!). Как правило, в более быстродействующих устройствах ёмкость буфера больше. Это делается для достижения более высоких скоростей передачи данных.
Современные DVD-RW приводы имеют как правило объем буфера не менее 2 Мб.
Накопители, в которых есть буфер, обладают рядом преимуществ. Благодаря буферу данные в компьютер могут передаваться с постоянной скоростью. Например, данные для считывания обычно разбросаны по диску и, поскольку накопители CD-ROM имеют относительно большое время доступа, это может привести к тому, что считываемые данные будут поступать в компьютер с задержками. Это практически незаметно при работе с текстами, но если у накопителя большое время доступа и нет буфера данных, при выводе изображений или звукового сопровождения возникающие паузы сильно действуют на нервы. Кроме того, если для управления накопителями используются достаточно сложные программы - драйверы, то в буфер может быть заранее записано оглавление диска, и обращение к фрагменту запрашиваемых данных происходит намного быстрее, чем при поиске с "нуля".
Поддержка проигрывания аудиодисков
Поддержка проигрывания аудиодисков означает, что с помощью привода CD-ROM вы сможете слушать обычные музыкальные компакт-диски. Этой возможностью обладают практически все современные модели приводов. Некоторые модели не требуют для этого специальных программ - воспроизведение аудио-CD выполняется на "аппаратном" уровне. Для включения этого режима на передней панели привода имеется специальная кнопка. Любой современный оптический привод воспроизводит любые музыкальные форматы...
Поддержка формата CD-ROM/XA
Подразумевается использование дисков формата ХА, поддерживающего хранение аудио- и видеоданных единым блоком, в который также включается информация о синхронизации звука. Данные на аудиодисках и CD-ROM хранятся на дорожках, вмещающих 24-байтовые "кадры", проигрываемые со скоростью 75 кадров в секунду. Хранящиеся данные могут включать звук, текст, статические и динамические изображения. При содержании в обычном формате каждый тип должен располагаться на отдельной дорожке, когда в формате ХА данные различного типа могут храниться на одной дорожке.
Механизм загрузки диска
Существует два принципиально разных типа механизмов для загрузки компакт - дисков: в контейнеры накопителя и в выдвижные лотки. Сегодня выпускают и накопители, в которых можно сразу загрузить несколько компакт - дисков. Эти устройства похожи на многодисковые проигрыватели для автомобилей.
Контейнеры - этот механизм загрузки дисков используется в большинстве высококачественных накопителях на компакт - дисках. Диск устанавливается в специальный плотно закрывающийся контейнер с подвижной металлической заслонкой. У него есть крышка, которую откидывают исключительно для того, чтобы поместить диск в контейнер или вынуть его; всё остальное время крышка остаётся закрытой. При установке контейнера в накопитель металлическая заслонка специальным механизмом сдвигается в сторону, открывая лазерному лучу путь к поверхности компакт - диска. Контейнеры - это самый удобный способ загрузки дисков. Если все ваши диски имеют контейнеры, то вам остаётся только выбрать нужный и вставить его в накопитель. Контейнер можно спокойно брать в руки, не опасаясь запачкать или повредить поверхность компакт - диска. Помимо того, что контейнер защищает диск от загрязнения и повреждений, при таком способе он устанавливается в накопитель более точно. Это уменьшает погрешности позиционирования считывающего устройства и в конечном счёте уменьшает время доступа к данным. Единственным недостатком контейнеров является их высокая стоимость. Ещё одним немаловажным достоинством накопителей, рассчитанных на диски в контейнерах, является то, что их можно устанавливать даже боком. С накопителями с выдвижными лотками такую операцию выполнить невозможно.
Выдвижные лотки. Большинство простых накопителей на компакт - дисках для установки диска используют выдвижные лотки. Это такие же устройства, которые применяются в проигрывателях аудио компакт-дисков класса CD-DA. Поскольку диски не надо укладывать в отдельные контейнеры, механизм загрузки получается боле дешевым. Правда, каждый раз при установке нового диска его необходимо брать в руки, а это повышает риск испачкать или поцарапать его.
Лоток сам по себе является весьма ненадёжной конструкцией. Его довольно легко сломать, например неосторожно задев локтём или уронив что-нибудь с верху в тот момент, когда он выдвинут из накопителя. Кроме того любая грязь, попавшая на диск или на лоток, втягивается внутрь устройства при возврате механизма в рабочее положение. Поэтому накопители с лотками нельзя применять в промышленных или других неблагоприятных внешних условиях. К тому же на лотке диск не располагается так безопасно, как в контейнере. Если компакт - диск уложен на лоток с перекосом, то при его загрузке может быть повреждён и диск и накопитель.
Все современные стандартные приводы имеют лотковый механизм (трей) загрузки диска. Как самый простой (соответственно малозатратный) он вытеснил практически все прочие виды.
Чтение CD-RW
Кроме устройств для однократной записи на "золотые" диски, которые могут быть прочитаны на любом устройстве CD-ROM, недавно появились также устройства для чтения и записи перезаписываемых CD (CD-RW = CD ReWritabe). Из-за другой отражающей способности для их чтения необходимо применение специальной технологии, ее назвали MultiRead. Способность устройств CD-ROM читать такие диски должна учитываться (такой способностью обладают следующие CD-ROMы Hitachi CDR-8335; Samsung SCR-3230; Sony CDU-711; Teac CD-532E; NEC CDR-1900A; ASUS CD-S340 - теперь это умеют делать практически все приводы ). Для полноценной работы требуется также и поддержка со стороны операционной системы файловой системы CD-RW UDF 1.5.
Пылезащищённость
Главными врагами устройства на компакт-дисках являются пыль и грязь. Их попадание в оптическое устройство или в механизм приводит к ошибкам считывания данных или, в лучшем случае, к снижению быстродействия. В одних накопителях линзы и прочие отвесные узлы располагаются в отдельных герметизированных отсеках, в других для предотвращения попадания пыли внутрь накопителя используются своеобразные "шлюзы" из двух заслонок (внешней и внутренней). Все эти меры позволяют продлить срок службы устройства. Накопители для дисков в контейнерах значительно лучше защищены от неблагоприятных факторов, чем модели с выдвижными лотками. В промышленных условиях можно пользоваться только ими.
Ныне специальная защита от пыли практически не применяется, разве что некоторые производители снабжают крышки выдвижного лотка резиновыми прокладками - уменьшается шум и меньше попадает пыли вовнутрь устройства. Так как приводы нынче стоят сущие копейки, то нет смысла усложнять и следовательно повышать себестоимость привода - проще купить новый, по истечении некоторого времени - год-два... Между прочим этими же причинами объясняется и общий невысокий уровень качества даже дорогих и престижных моделей приводов.
Автоматическая очистка линз
Если линзы лазерного устройства загрязнены, считывание данных замедляется, поскольку очень много времени уходит на повторные операции поиска и чтение (в худшем случае данные могут вообще не считываться). В таких случаях необходимо использовать специальные чистящие диски. В некоторых современных высококачественных моделях накопителей имеется встроенное устройство очистки линз. Оно очень полезно, когда компьютер работает в сложных внешних условиях или вы не можете содержать своё рабочее место в чистоте.
При выборе модели накопителя на компакт-дисках (внешний или внутренний) необходимо учитывать то, каким образом он будет использоваться и планируется ли модернизация компьютера. Каждый из этих типов накопителей имеет свои достоинства и недостатки. Вот некоторые из них: внешние накопители - эти портативные устройства прочнее и крупнее, чем встроенные, приобретать их рекомендуется только в случае нехватки места внутри компьютера или если необходимо подключить накопитель то к одному компьютеру, то к другому. Если в каждом из них имеется SCSI - адаптер, то эта процедура сводится к отключению накопителя от одного компьютера и подключению к другому. Внутренние накопители - эти устройства рекомендуется приобретать, если в компьютере есть свободный отсек или накопитель планируется использовать только на одном компьютере. Во всех современных компьютерах устанавливаются накопители на компакт-дисках.
Данный вопрос сегодня практически бессмысленный для обладателей ПК - и места и всего прочего в компах хватает. Узкий контингент потребителей подобной продукции составляют владельцы старых ноутбуков (или же тех ноутов, в которых сломан привод, или же он не полноценен). Интерфейс SCSI практически не применим в домашних ПК - его удел - лишь иногда, в некоторых серверных системах, да и то лишь для жестких дисков. Об этом ниже.
Довольно часто фирмы производители поставляют привод CD-ROM с обязательной картой контроллера, на которой реализован так называемый (собственный) proprietary-интерфейс. Обычно это собственная реализация одной из версий интерфейсов IDE или SCSI. Часто при покупке накопителя на CD-ROM в составе Multimedia Kit на звуковой карте находится именно proprietary-интерфейс. Стандартами де-факто для интерфейсов приводов компакт-дисков стали спецификации Mitsumi, Panasonic и Sony. Одним из популярных интерфейсов всех приводов, включая приводы CD-ROM, является SCSI или SCSI-2.
Как известно, отличительной особенностью интерфейса IDE является реализация функции контроллера в самом накопителе. Именно поэтому подключение подобных приводов к компьютеру выполняется через достаточно простенькую плату адаптера. Данный интерфейс поддерживает, как правило программный ввод-вывод. Подсоединение привода к плате интерфейса выполняется посредством плоского кабеля, который отличается обычно по числу контактов в зависимости от фирмы - производителя накопителя (Sony - 34-контактный, Panasonic - 40-контактный кабель).
Компания Western Digital разработала так называемую спецификацию Enchanced IDE. Этот документ поддержали практически все ведущие компании по производству накопителей. Этот интерфейс позволяет подключать одновременно до четырех приводов жестких дисков. Но самое главное, спецификация Enchanced IDE позволяет не только увеличить количество подключаемых устройств, но и использовать другие типы устройств, например приводы CD-ROM или стримеры. В частности, Western Digital для поддержки накопителей CD-ROM с интерфейсом IDE предлагает протокол ATAPI (ATA Packed Interface). ATAPI является расширением протокола ATA и требует незначительных изменений в системной BIOS. В общем случае используется специальный драйвер. В последнее время появились накопители, которые поддерживают не только интерфейс IDE, но и EIDE/ATAPI.
Как известно, интерфейс SCSI стал одним из важнейших промышленных стандартов для подключения таких периферийных устройств, как, например, винчестеры, стримеры, лазерные принтеры, приводы CD-ROM и т.п. Необходимо отметить, что SCSI - интерфейс более высокого уровня, нежели IDE. Физически SCSI-шина представляет собой плоский кабель с 50-контактными раз"емами, через которые можно подключить до восьми периферийных устройств. Стандарт SCSI определяет два способа передачи сигналов - синфазный и дифференциальный. Версии шины SCSI с дифференциальной передачей сигнала дают увеличить длину шины. Чтобы гарантировать качество сигналов на магистрали SCSI, линии шины должны иметь согласование с обеих сторон (набор согласующих резисторов, или терминатор).
Версия интерфейса SCSI-2 позволяет повысить пропускную способность магистрали за счет увеличения тактовой частоты обмена и сокращения критических временных параметров шины, применения новейших БИС и высококачественных кабелей. Таким образом реализуется "скоростной" вариант SCSI-2 - Fast SCSI-2. "Широкий" (Wide SCSI-2) вариант магистрали, предусматривает наличие дополнительных 24 линий данных благодаря подключению второго 68-проводного кабеля (для приводов CD-ROM не применяется). Обычно скорость передачи данных по шине SCSI(-2) для приводов CD-ROM достигает от1.5-2 до 3-4 Мбайт/с.
Несмотря на стандартность интерфейса SCSI, проблема совместимости приводов с SCSI-адаптерами по-прежнему остается. В случае реализации собственного интерфейса подключение других устройств, кроме привода CD-ROM, достаточно проблематично. Здесь следует отметить, что существует спецификация ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), которую разработала фирма Adaptec - ведущий призводителеь адаптеров SCSI. ASPI определяет стандартный программный интерфейс для основного (host) адаптера SCSI. Программные модули ASPI достаточно легко стыкуются друг с другом. Основным программным модулем ASPI является ASPI-хост-менеджер. С ним связываются программы-фрайверы ASPI, например, для таких устройств, как приводы CD-ROM, флоптические и сменные жесткие диски, сканеры и т.д.
В том случае, если производитель SCSI-устройства поставляет ASPI-совместимый драйвер, то он совместим со всеми хост-адаптерами или интерфейсными картами Adaptec и большинства других производителей.
К сожалению, в ряде случаев производители приводов CD-ROM поставляют свою карту контроллера с собственным (несовместимым с ASPI) драйвером, называя интерфейс SCSI. Это следует иметь в виду, если вы хотите подключить к SCSI другие устройства.
Какой же из интерфейсов предпочтительней использовать в IBM PC-совместимых компьютерах для приводов CD-ROM? Хотя теоретически интерфейс SCSI может обеспечить скорость обмена несколько выше, нежели IDE, на практике все обстоит несколько сложнее. Не следует забывать, например, тот факт, что IDE-интерфейс использует в основном программный ввод-вывод, а SCSI-устройства в большинстве случаев - передачу данных по прямому доступу к памяти. В однопользовательских системах программный ввод-вывод часто оказывается гораздо эффективнее. Это особенно четко проявляется при использовании улучшенных алгоритмов кэширования. Преимущество SCSI-адаптеров неоспоримо в первую очередь в многозадачных и многопользовательских системах. Дело в том, что команды для SCSI-устройства могут быть построены в очередь, что освобождает процессор для выполнения других операций. Кроме того, если привод CD-ROM используется в локальной сети как коллективное устройство, альтернативы SCSI, пожалуй, пока нет.
С другой стороны, установка IDE-привода достаточно проста. В большинстве случаев справедлив принцип "включай и работай". Для нормальной работы в файлы конфигурации системы обычно не требуется добавлять никаких дополнительных программных драйверов.
Для SCSI-адаптера процесс установки более сложен. Во-первых, следует помнить о разделяемых системных ресурсах: портах ввода-вывода, прерываниях IRQ, каналах прямого доступа к памяти DMA, областях в верхней памяти UMB. Во-вторых, требуется верно определить SCSI ID для конкретного устройства, в-третьих, не следует забывать, сигнале четности (запретить или разрешить), установке терминаторов и т.д. Кроме того, файлы конфигурации обязательно должны быть дополнены соответствующими программными драйверами адаптера и устройств.
Что же касается стоимости, то SCSI-адаптера обычно в компьютере нет и его приходится покупать дополнительно.
Как было сказано выше интерфейс SCSI, в силу дороговизны и сложностей получил малое распространение, тем более в секторе оптических приводов. Сейчас еще можно найти старые устройства SCSI, но это в основном жесткие диски, принтеры и сканеры. Производят по сей день только HDD с этим интерфейсом. Так что вся информация в этой главе статьи реально бесполезна.
Сейчас на смену фактическому стандарту IDE/ATA приходит новый SATA и SATA-2. Новый стандарт упрощает установку привода до элементарного примитивизма! Вместе с тем, SATA устройства не только просты в установке, но и более технологичны и т.д.
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. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
Оптические приводы стандарта SATA (так же как и соответствующие жесткие диски), не имеют различий Master/Slave - подключай и все. К тому же, изначально цифровые, им не нужны отдельные аудиокабели для подключения приводов непосредственно к звуковой карте.
Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), а также выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов. На внешней панели дисководы CD-ROM (как внешние так и внутренние), кроме того, имеют разъем, для головных телефонов (наушников). Если на компакт-диске находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный для головных телефонов, а так же на выходные аудио-разъемы дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает на усилитель и акустическую систему непосредственно или через звуковую карту. Преимущество активного выхода заключается в том, что аудиосигнал с CD-ROM дополнительно обрабатывается звуковой картой.
Одной из основных, встречающихся при работе с аудиосигналами, проблем является физическая несовместимость аудио-разъемов для встраиваемого дисковода CD-ROM и звуковой карты. Как правило, и дисковод, и звуковая карта имеют аудио-разъемы с четырьмя выводами (два стереоканала и по одному заземляющему контакту для каждого из них). Назначение контактов обычно одинаково на обоих типах устройств, однако, проблема состоит в том, что эти разъемы могут иметь различные размеры. Еще одна неприятность связана с тем, что, если ЦАП конструктивно расположен внутри самого дисковода, это может негативно отразиться на качестве воспроизведения звука. В свою очередь физическое разделение дисковода CD-ROM и ЦАП, с которым он работает, позволяет избежать дополнительных шумов.
Как было сказано выше, новые приводы не имеют никаких дополнительных разъемов на передней панели - таковые имеются на фронтальной панели кейса. Звуковые карты сегодня гораздо более качественные, нежели те решения, которые некогда встраивались в сами приводы.
Новые стандарты приводов (как впрочем и отживающие свой век IDE), сегодня практически не нуждаются в дополнительных аудиокабелях привод-аудиокарта. Сигнал успешно передается по IDE шлейфу, в случае SATA интерфейса, то там не предусмотренно вообще подобных разъемов.
Краткий вывод редакции сайта сайт Современный оптический привод - это DVD-RW, мультиформатный, с интерфейсом SATA, возможно с технологией нанесения изображений (этикеток) на специальные диски Light Scribe. По сути дела предпочтения тому или иному производителю нет - все они изготавливают хорошие работоспособные продукты.
Отдельного разговора заслуживают новейшие форматы - HD DVD и BlueRay. Первый формат можно считать уже проигравшим. Но пока ни тот ни другой не дошли до наших прилавков и пользователей в массовом количестве, потому писать об них практически полезные статьи преждевременно.
Редактировано и дополнено - Михаил Дмитриенко
Рефераты на технические темы
Дисковод CD-ROM
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 Производительность дисководов CD-ROM.
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. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150,300,450,600,750,900,1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако, оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего, это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например, при работе с базами данных) “импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получается при работе с полноформатным видео.
Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64,128,256,512,1024 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.
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 caddy. Caddy представляет из себя пластмассовый прозрачный контейнер, в который кладется компакт-диск перед загрузкой непосредственно в привод. Другим способом является загрузка 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 в ручную. Существуют разновидности tray-механизма, например pop-up. В этом случае загрузка диска на” подносе” происходит полуавтоматически, после легко касания.
На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy) , гнездо для подключения головных телефонов или стереосистемы (для прослушивания аудио дисков) , регулятор громкости звука (также для аудио CD) . Для системы caddy предусмотрено также отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если даже не срабатывает кнопка Eject.
Устройство и технология производства CD-ROM.
Устройство CD-ROM.
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.
Подключение дисководов CD-ROM 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, однако, реально это не дает преимущества, поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью не могут передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, 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 в будущем может оказаться более предпочтительным.
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. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
Подключение аудиоканалов.
Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) , а также выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов. На внешней панели дисководы CD-ROM (как внешние так и внутренние) , кроме того, имеют разъем, для головных телефонов (наушников) . Если на компакт-диске находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный для головных телефонов, а так же на выходные аудио-разъемы дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает на усилитель и акустическую систему непосредственно или через звуковую карту. Преимущество активного выхода заключается в том, что аудио сигнал с CD-ROM дополнительно обрабатывается звуковой картой.
Одной из основных, встречающихся при работе с аудио сигналами, проблем является физическая несовместимость аудио-разъемов для встраиваемого дисковода CD-ROM и звуковой карты. Как правило, и дисковод, и звуковая карта имеют аудио-разъемы с четырьмя выводами (два стереоканала и по одному заземляющему контакту для каждого из них) . Назначение контактов обычно одинаково на обоих типах устройств, однако, проблема состоит в том, что эти разъемы могут иметь различные размеры. Еще одна неприятность связана с тем, что, если ЦАП конструктивно расположен внутри самого дисковода, это может негативно отразиться на качестве воспроизведения звука. В свою очередь физическое разделение дисковода CD-ROM и ЦАП, с которым он работает, позволяет избежать дополнительных шумов.
Стандарты на компакт-диски.
Все стандарты на компакт-диски больше известны по цветам библиотек, в которых они описываются. В 1980 году была принята серия стандартов под названием Red Book, относящихся к аудио компакт-дискам. Согласно этому документу частота дискретизации при считывании аудио сигналов с диска CD-ROM должна быть равна 44,1 КГц. Амплитудное разрешение представляется 16- битной величиной. Так как стандарт определяет стереозвук, то каждую секунду должна считываться не одна, а две 16- битные величины.
Первый стандарт под названием Yellow Book для компакт-дисков с разнородной информацией был принят в 1985 году. Это было одним из первых шагов компьютерной индустрии в сторону технологии мультимедиа. Согласно этому стандарту все диски были поделены на две категории: Mode1 и Mode2. Носители, относящиеся к первой категории, записывались с битами коррекции ошибок, а скорость передачи полезной информации составляла при этом 150 Кбайт/с. Для дисков второй группы она была выше 170 Кбайт/с за счет отсутствия корректирующих битов.
Режим Mode2 в первоначальном виде так и не был реализован. Аудио- и видеоинформация хранилась в разных частях диска, в результате чего лазерный луч вынужден был постоянно “бегать” от одной области диска к другой. Хотя стандарт определил процесс коррекции ошибок, используемый при считывании данных с CD-ROM, он в тоже время не давал достаточной спецификации относительно структуры хранимого файла, которую более четко определил вышедший в 1988 году стандарт ISO 9660.
Стандарт Green Book, принятый в 1986 году посвящен интерактивным компакт дискам СD-i (CD-interactive) . В нем была заложена концепция заголовков для упрощения работы с постоянно перемежающейся видео- и аудиоинформацией. В стандарте Green Book идея построения Mode2 была формально переработана. Компакт-диски группы Mode2 были подразделены на две подгруппы: Form1 и Form2. Первая, как и в случае категории Mode1 стандарта Yellow Book, определяла процесс коррекции ошибок за счет дополнительных битов и скорость передачи информации 150 Кбайт/с. Вторая подгруппа позволяла иметь скорость считывания 170 Кбайт/с за счет отсутствия кодов коррекции ошибок.
Стандарт XA (Extended architecture) был разработан в 1990 году совместно фирмами Philips, Sony и Microsoft и устанавливал критерии совместимости между компакт дисками CD-ROM, удовлетворяющими стандартам Green Book и Yellow Book. Он определяет способ индексирования мультимедиа-информации - графики, текста, растровых картинок, звука. Диск, отвечающий стандарту XA, может быть воспроизведен на устройстве считывания интерактивных дисков CD-i, совместимых со стандартом Green Book, или с помощью дисковода CD-ROM, который удовлетворяет стандарту Yellow Book, поддерживает ХА- операции и управляет специальным програмным драйвером.
Наконец, в 1991 году появился стандарт Orange Book, посвященный компакт-дискам с возможностью многократной записи.
Динамические изображения и стандарт White Book Экспертная группа по стандартизации (MPEG - Moving Picture Expert Group) , разработала стандарт MPEG-1, касающийся вопросов сжатия полноформатного видео (Full-Motion Video) . Следует заметить, что этот стандарт не определяет формата хранения данных. Данные в нем могут быть воспроизведены на устройстве считывания интерактивных дисков CD-i, которое оборудовано MPEG- декодером. Другим вариантом является хранение сжатого по стандарту MPEG полноформатного видео на устройстве CD-ROM, отвечающем стандарту Yellow Book.
Стандарт White Book, принятый в 1993 году, ввел некоторые интерактивные возможности, позволяющие производить быстрый поиск информации по отдельным кадрам в режиме прямого доступа. Первые диски со стандартом White Book и называемые Video-CD появились в 1994 году. В настоящее время некоторые компакт-диски типа Video-CD могут быть воспроизведены на компьютерах IBM PC и Macintosh посредством распаковки по стандарту MPEG, если установить плату, аппаратно выполняющую MPEG- преобразования. Однако многие дисководы CD-ROM не считывают информацию в непрерывном режиме, что не позволяет воспроизводить эти диски даже после установки MPEG- платы. К тому же процессор должен быть не ниже 386/25.
Все компакт-диски для современных мультимедиа-систем, включая интерактивные компакт диски CD-i и Video-CD, записываются в стандарте Mode2/Form2, т.е. без использования коррекции. Возникающий при этом выигрыш в скорости 20 Кбайт/с используется для улучшения качества видео изображения. В данном классе приложений отсутствие коррекции ошибок не отражается на качестве, чего никак нельзя сказать о бизнес приложений.
Диски Photo CD и мультисессии Одним из типов CD-ROM с возможностью дозаписи информации являются так называемые Photo CD. Единовременная запись информации на диск называется сессией (session) . Соответственно многократная запись называется мультисессией (multisession) . Необходимо учитывать, что каждая сессия требует своего оглавления, поэтому чем большее количество сессий используется, тем меньшее количество информации на диске. В настоящее время уже появились дисководы, обрабатывающие мультисессии и позволяющие проигрывать диски Photo CD.
Фирма Kodak разработала устройства типа Photo CD, позволяющие хранить снимки, сделанные на 35-миллиметровой пленке в количестве до 100 кадров. Идея состоит в том, чтобы потребитель мог сканировать снимки, полученные при помощи оборудования фирмы Kodak, а в последствии воспроизводить на любом дисководе. Реально на диске могут храниться пять различных версий одного и того же слайда при разном разрешении 24- битной палитры.
С помощью сжатия (без потери разрешающей способности) данные пяти изображений могут быть упакованы в файл размером 6 Мбайт. Таким образом, на компакт-диске емкостью 600 Мбайт может храниться до 100 фотоснимков.
Будущее CD-ROM приводов и CD дисков В настоящий момент емкости CD-ROM не хватает для мультимедиа продуктов нового поколения. Для увеличения емкости CD-ROM, способного хранить больший объем данных, упакованных по стандарту MPEG-2, необходимы более высокие скорости считывания. Разрабатываемый сейчас новый формат CD-ROM (HD-CD или High Density CD) способен обеспечить пятикратное увеличение объема компакт-дисков без каких-либо особых технических ухищрений. При этом ужесточаются требования на физическую разметку диска, а именно уменьшается расстояние между соседними треками и размер ямок. Длина волны считывающего луча уменьшается с 780 нм до 635 нм, однако, возможность использования все тех же дешевых лазеров, работающих в красной области спектра, остается. Структура данных также становится более эффективной за счет более совершенной логической системы коррекции ошибок, что увеличивает информационную емкость диска на 10-15%. Комбинация указанных новшеств позволит довести объем записываемой информации до 3,7 Гбайт.
В технологию HD-CD так же вводится концепция переменной скорости считывания информации с компакт-диска. Вместо того чтобы заносить на диск какую-либо короткую видео запись, оставляя на нем массу свободного места, можно будет записывать данные с меньшей плотностью. При этом предусматривается возможность динамического регулирования этого процесса. Например, плотность записи может быть изменена для различных последовательностей битов в случае различной сложности кодирования информации.
По мнению специалистов, процесс производства HD-CD мало чем будет отличаться от производства обычных компакт-дисков, за исключением гораздо более сложных допусков. Наибольшую трудность, вероятно, будет представлять изготовление матрицы компакт-диска высокой плотности. Дисководы HD-CD появятся, по всей видимости, в этом году.
В настоящее время ведутся работы над мультиповерхостным CD-ROM. Суть этой технологии заключается в наличии двух слоев, содержащих записанные данные и находящихся один над другим. Лазерный луч может фокусироваться как на нижнем так и на верхнем слое. Первый вариант таких систем, выпущенных фирмой 3М, вмещает до 7,8 Гбайт информации при двухслойной записи, хотя не существует никаких препятствий, мешающих дальнейшему увеличению количества слоев.
В свою очередь основная идея дальнейшего повышения скорости работы дисководов CD-ROM связана с использованием двух лазерных лучей. Это может сделать данные устройства значительно дороже, поэтому некоторые производители считают целесообразным усовершенствовать технологию производства приводов CD-ROM и выпуск в ближайшее время относительно дешевых моделей с 8-ми кратной скоростью при использовании одного считывающего луча. Наличие дисков с высокой плотностью записи в сочетании имеющихся дисководов с четырех-, шести- и восьмикратной скоростью дает возможность встраивать мультимедиа данные в любые приложения.
Список литературы
1. CompUnity N1(2) 1995
3. PC Magazine Russian Edition N6 1994
Д алеко не всех покупателей сильно тревожит, какой CD-дисковод будет установлен в их компьютере. Ну, поинтересуются его скоростью, и на этом все. Но иногда человек все же спрашивает о производительности CD-ROM, которые ему предлагают на выбор, о том, насколько они надежны и смогут ли читать все диски, включая плохо изготовленные пиратские. Честно говоря, ответить не так просто.
Дисковод mitsumi cr-4802te 
40-скоростной Mitsumi FX-4010M
Например, у нас хорошо продаются CD-ROM от Samsung. Мне они нравятся тем, что почти не шумят и в то же время достаточно производительны. Однако уже не раз приходилось слышать, что эти CD-ROM нередко ломаются, фирмы, которые их продают, называют высокие проценты возврата и часто опасаются давать на них длительную гарантию. Не знаю. Я пока не сталкивался с этой проблемой, на знакомых мне компьютерах эти дисководы работают нормально и справляются со своими обязанностями уже больше года.
Тем не менее есть ведь и альтернативные предложения. Выбор CD-ROM достаточно широк, и по цене дисководы разных марок отличаются друг от друга несущественно. В частности, значительная доля рынка принадлежит устройствам от компании Mitsumi, вы о ней, конечно же, слышали. Кому-то ее дисководы нравятся, кому-то нет - дело вкуса. Два привода, которые я недавно попробовал в работе, произвели на меня неплохое впечатление, хотя значительных преимуществ перед другими моделями не обнаружил. Говорят, впрочем, что они надежнее, чем CD-приводы Samsung. Эту информацию я получил от людей, которые торговали и теми, и другими дисководами. Возможно, это и так.
40-скоростной Mitsumi FX-4010M
Конечно, скорость, в 40 раз превышающая номинальную скорость чтения музыкальных компактов, является максимальной. В большинстве случаев этот дисковод считывает данные на меньшей скорости.
Компания Mitsumi, специализирующаяся на поставке самых востребованных рынком периферийных устройств - клавиатур и мышей, флоппиков и оптических CD-приводов, не новичок и располагает рядом собственных ноу-хау и технологических разработок. В дисководе FX-4010M, например, используется сочетание двух способов считывания информации - с постоянной угловой (CAV) и линейной (CLV) скоростью. В первом случае при чтении данных с периферии диска достигается максимальная скорость. Вторая технология обеспечивает постоянную скорость считывания независимо от того, насколько удалены блоки данных от центра диска. Сочетание этих технологий гарантирует хорошую производительность и надежность работы.
Дисковод FX-4010M по паспортным данным при среднем времени доступа 65 миллисекунд на максимальной 40-кратной скорости должен обеспечить считывание 6,000 килобайт данных в секунду. Он оснащен интерфейсом ATAPI IDE и использует режим Ultra DMA-33, при котором внешняя скорость передачи данных достигает 33 мегабайт в секунду. Конечно, передача данных с этой скоростью возможна при их извлечении из буфера, а не при чтении с диска. У Mitsumi FX-4010M буфер не очень большой - 256 килобайт.
Есть у этого дисковода еще две интересные особенности. Благодаря оригинальной конструкции вы-движного лотка FX-4010M можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положении. При этом отсутствуют какие-либо защелки, как в других CD-ROM, способных работать в вертикальном положении. Соответственно, диск укладывается легко, ни за что не цепляется, и не надо внимательно смотреть, правильно ли он вставлен. В вертикальном положении компакт фиксируется двумя пазами лотка, которые при обычной горизонтальной установке никак не используются, и их можно вообще не заметить.
Другая особенность - поддержка множества форматов цифровых компакт-дисков, включая недавно появившийся CD-Text. Его, кстати, пока еще не все приводы понимают. К тому же FX-4010M способен читать как штампованные CD-ROM, так и диски CD-R и CD-RW, в том числе мультисеансные.
Тестирование Mitsumi FX-4010M на производительность показало, что этот дисковод мало отличается от своих 40-скоростных собратьев, например Pioneer DR-944. Однако при испытаниях я обратил внимание на интересную закономерность, у других дисководов так явно не проявлявшуюся. Чем качественнее изготовлен диск, чем легче с него читаются данные, тем выше производительность. Поясняю. При использовании диска CD-R скорость оказалась постоянной по всему диску, что на внутреннем, что на внешнем радиусе она составила около 2,190 Кбайт/с. То есть использовалась схема CLV. Когда я поставил заводской компакт-диск хорошего качества, почти до половины, начиная от центра, он читался по технологии CAV и производительность линейно росла от начальной 2,170 Кбайт/с. Затем, когда, видимо, дисковод испытал затруднения с чтением данных на все большей скорости, он переключился на CLV, скорость чтения при этом уже достигла 4,150 Кбайт/с, и на этом уровне она и осталась до самого конца диска. Чтение пиратского CD тоже началось по CAV-технологии, но буквально на пятой части диска Mitsumi FX-4010M был вынужден перейти на CLV.
Это сказалось на скорости, а не на надежности чтения данных - даже обшарпанный старый болгарский компакт, который я использую в качестве "плохого" диска для проверки CD-ROM на выносливость, был прочитан. Хотя со скрипом, но полностью. Кстати, о шуме. Mitsumi FX-4010M при работе шумит. Меньше, чем тот же Pioneer DR-944, но все же ощутимо громче, чем CD-ROM от Samsung.
Дисковод Mitsumi CR-4802TE
Это еще один CD-дисковод от Mitsumi, о котором вам просто необходимо знать. Уже не раз в письмах сетовали, что пишущие CD-приводы, о которых я писал, слишком дороги и представляют интерес разве что для "богатеньких буратинов". Мол, когда дисковод стоит $300 да чистые диски недешевы - однократно записываемые CD-R стоят в среднем $1.5, а перезаписываемые CD-RW от $10, - этот способ хранения информации нельзя считать более удобным и доступным, чем на винчестере, где за гигабайт данных сегодня надо заплатить что-то около $15.
этим мнением можно поспорить. Винчестер рано или поздно (причем обычно раньше, чем вы думали) заполняется данными, о полезности которых судить не так-то просто. (Об этой проблеме я писал в "КГ", N№22). И больше трех IDE-винчестеров в компьютер вы не поставите (с учетом наличия CD-ROM), так что максимальная доступная сегодня емкость дисковой подсистемы (готовятся к выпуску и 20-гигабайтные винчестеры, но их пока в продаже нет и будут они почти вдвое дороже 10-гигабайтных) составит 30 гигабайт. Обойдется это удовольствие в $450 или немного меньше.
Если же купить дисковод CD-RW, такой как Mitsumi CR-4802TE, который сегодня стоит $185, то открывается возможность хранения на рабочем месте неограниченного количества данных. По крайней мере до тех пор, пока вы не завалите всю комнату компактами. Во что обойдется хранение 30 гигабайт при использовании CD-дисков? Потребуется примерно 45 дисков по 650 мегабайт каждый. Примерно потому, что емкость винчестеров указывается в тысячах байт, а на матрицу реально помещается 650 мегабайт.
Мой собственный опыт показывает, что на перезаписываемых CD-RW имеет смысл хранить не больше трети файлов, для остальных прекрасно подходят диски CD-R (кстати, информацию на них можно дописывать по мере накопления). Итак, на компакты общей емкостью 30 гигабайт уйдет $195, плюс дисковод - итого $380. Как видите, не больше, чем на покупку винчестеров такой же емкости. И не забывайте, что жестких дисков вы больше трех не поставите, а матрицы можете покупать и покупать: 45 штук - не так уж и много. В будущем, конечно, винчестеры будут дешеветь. Как и CD-матрицы.
Ну ладно, хватит о баксах. Дисковод Mitsumi CR-4802TE позволяет записывать диски CD-R с четырехкратной скоростью (600 Кбайт/с), CD-RW - с двукратной (300 Кбайт/с). Он читает обычные CD-ROM с 8-кратной скоростью, максимальная скорость считывания данных при этом составляет 1,200 Кбайт/с. Это паспортные данные. Тестирование их подтвердило. При испытаниях скорость чтения диска CD-R составила 1,220 Кбайт/с на меньшем радиусе и 1,210 на периферии диска. Это мне напомнило ситуацию с дисководом Mitsumi FX-4010M. Главное, что паспортные данные при тесте подтвердились. Среднее время доступа, кстати, указанное в документации, составляет 200 миллисекунд. При тестировании с помощью ZD CD Winbench 99 оно оказалось существенно меньше - 164 миллисекунды.
Дисковод CR-4802TE оснащен 2-мегабайтным буфером - вдвое большим, чем у многих пишущих CD-приводов этого класса. Использование интерфейса ATAPI облегчает установку. Хотя режим Ultra DMA-33 не поддерживается, в данном случае это никак не сказывается на производительности. У CR-4802TE имеется как аналоговый, так и цифровой аудиовыход, что обеспечивает высокое качество воспроизведения и копирования музыкальных компакт-дисков. Этот дисковод поддерживает массу CD-форматов, включая ISO 9660, Red Book, Yellow Book, Orange Book Part 2, White Book, CD-I и CD Extra. Он позволяет записывать диски CD-R в несколько приемов, которые называются сеансами или сессиями, что очень удобно при создании библиотек утилит и архивировании рабочих данных. Для многократно перезаписываемых дисков CD-RW можно использовать прямой доступ, как если бы это был магнитооптический привод.
В комплекте с Mitsumi CR-4802TE поставляется программа записи компакт-дисков WinOn CD версии 3.6. Для прямого доступа следует инсталлировать CeQuadrat PacketCD версии 3.00.169. Дисковод явно предназначен для европейского рынка. В инструкции по установке есть раздел на русском. Компакт предлагает руководство пользователя на многих языках, в том числе и на русском, но почему-то открывается англоязычное описание. К сожалению, при тестировании я обнаружил, что с Mitsumi CR-4802TE не хочет работать программа Adaptec Easy CD Creator, которую считаю самой удобной для пользователя. Но и WinOnCD 3.6 обладает богатыми возможностями, хотя ее интерфейс несколько сложнее.
Сводя впечатления от Mitsumi CR-4802TE в пару предложений, скажу, что это на сегодня самый дешевый дисковод, работающий с дисками CD-R и CD-RW, отличающийся хорошей производительностью и удобный в пользовании. К тому же он неплохо справляется с самыми дешевыми "безымянными" матрицами, которые, к слову, вдвое более дорогой CD-рекордер Yamaha записывать никак не хотел. Возможно, за удивительной дешевизной CR-4802TE и скрыты какие-то подводные камни, но за время тестирования я их не обнаружил. Для нужд обычного пользователя возможностей этого дисковода вполне достаточно.
Роман Соболенко
CD-ROM-дисководы являются сейчас стандартным комплектующим почти в каждом ПК. Широкое распространение таких устройств объясняется их низкой стоимостью (в основном до 100 USD) и большой ёмкостью (640 Мбайт). Практически все программные продукты поставляются на CD-дисках. Все компьютерные CD-ROM-дисководы совместимы с CD-Audio-дисками, которые воспроизводятся на скорости около 150 Кбайт/с. CD-ROM-диски считываются минимум с удвоенной скорости (300 Кбайт/с). Скорость передачи данных (data transfer) – важнейшая характеристика дисководов CD-ROM.
Основной путь повышения скорости CD-ROM увеличение скорости вращения шпинделя. Дисководы CD-ROM пришли из мира музыкальной техники, где требовалась постоянная скорость передачи данных независимо от того, с каких областей диска в данный момент производится считывание – с внешних или внутренних. Поскольку платность записи везде одинакова, поддерживать передачу данных в постоянном темпе можно только увеличивая скорость вращения при приближении к центру диска. В настоящее время разные компании применяют различный подход к определению скорости своих дисководов CD-ROM . Большинство фирм исходит из показателя максимальной скорости передачи данных. К примеру, если для CD-ROM Acer этот показатель достигает 4800 Кбайт/с, то дисковод маркируется как «32х max».
Максимальная скорость передачи данных у дисководов «20х max» и более быстрых достигается лишь на дорожках, записанных ближе к внешнему краю диска. Например, дисководы «24х max» работают на внутренних дорожках приблизительно при скорости, аналогичной «10х» . А если учесть, что не каждый CD-ROM-диск записан полностью, то реальное быстродействие таких дисководов соответствует в среднем быстродействию 14-16-скоростных CD-ROM с постоянной скоростью передачи данных.
В современной литературе часто не делается никакого различия между временем доступа и поиска в CD-ROM. На самом деле это две разные характеристики и, хотя время поиска – составная часть времени доступа, связаны эти две величины не жестко. Второй составной частью среднего времени доступа является средняя задержка (average latency), которая зависит исключительно от угловой скорости вращения и равна половине времени, требуемого для полного оборота диска. В современных дисководах CD-ROM вследствие огромной скорости вращения шпинделя, сравнимой с показателями средних жестких дисков, вклад средней задержки в общее время доступа заметно уменьшился по сравнению с 2-х скоростными устройствами, но и теперь пренебрегать им не следует: скажем, дисковод CD-ROM со временем доступа 90 мс при прочих равных условиях, скорее всего, будет предпочтительнее устройства со временем поиска 80 мс. Еще один неизбежный источник замедления доступа связан со временем, требуемым для коррекции ошибок, причем, в отличие от предыдущей составляющей времени доступа, оно не так легко предсказуемо . Выясняя эти характеристики, сложно пользоваться паспортными данными, так как данные разных производителей могут быть просто несопоставимы. Объективные сведения могут быть получены только сравнительным тестированием специализированными пакетами.
Дисководы CD-ROM производятся двух классов – с загрузкой CD-диска в выдвижной лоток или специальную кассету. Кроме того, для многих пользователей важно наличие ряда дополнительных кнопок на панели CD-ROM для прослушивания аудиодисков без специализированного ПО.
Как и винчестеры дисководы CD-ROM производятся с интерфейсами IDE и SCSI. При этом для SCSI CD-ROM характерен ряд достоинств и недостатков, как и для SCSI HDD.
Среди производителей дисководов можно отметить: Acer, Aztech, Elitegroup, Hitachi, Matsushita, Philips, Pioneer, Plextor, Sony, Techmedia, Teac, Wearnes.
