Накопители на компакт дисках кратко

Обновлено: 02.07.2024

Технологии хранения данных активно совершенствуются со времен появления первых компьютеров. Еще вчера мы пользовались 1,44-мегабайтными дискетами, а сегодня в продаже можно найти 256-гигабатные флеш-накопители. А ведь это далеко не предел. Пока инженеры трудятся над созданием новых, более прогрессивных носителей информации, мы вспоминаем, как повлияли на компьютерную индустрию перфокарты, магнитные ленты и форматы CD и DVD.

С древнейших времен люди искали способы записи и хранения различной информации. Сначала они рисовали на скалах и глине. Затем появился пергамент, а позже — бумага. В XX веке с появлением первых компьютеров хранить информацию стало легче, но эволюция носителей информации лишь ускорилась. Казалось бы, еще вчера мы записывали нужные нам файлы на дискеты. А сегодня мы уже пользуемся 256-гигабайтными флешками! В общем, развитие технологий хранения информации не стоит на месте. Поэтому в этот раз мы вспоминаем, с чего же началась история компьютерных носителей информации, и расскажем о том, каких результатов добилась индустрия к концу XX века.

В таком виде сохраняли информацию в былые времена

Станок Жаккара. Перфокарты

История носителей информации берет свое начало в начале XIX века. Причем в роли прародителя запоминающих устройств выступает — кто бы мог подумать! — ткацкий станок. Автором первого изобретения в области хранения данных стал французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар. Долгое время он работал со станками в качестве подмастерья, ткача и наладчика, поэтому богатый опыт значительно помог ему в дальнейшей изобретательской деятельности. Итак, в чем же заключалась инновационная идея Жаккара? Несмотря на то, что производство ткани в то время являлось довольно сложным процессом, по своей сути оно представляло собой постоянное повторение одних и тех же действий. Жаккар пришел к выводу, что этот процесс можно автоматизировать.

Жозеф Мари Жаккар — создатель ткацкого станка, использующего перфокарты

Французский изобретатель придумал такую систему, которая использовала в своей работе специальные твердые пластины с отверстиями. Они и являлись первыми в мире перфокартами. Прежде подобные пластины использовались в станках Вокансона и Бушона, однако эти устройства были слишком дороги в производстве и по этой причине так и не прижились. В своей же разработке Жаккар учел все недостатки этих аппаратов. В пластинах было увеличено количество рядов отверстий, что обеспечило обработку большего числа нитей, а, следовательно, и повышение производительности станка. Кроме этого, был значительно упрощен процесс подачи пластин в считывающее устройство — набор щупов, связанных со стержнями нитей. При проходе пластины щупы проваливались в отверстия, поднимая вверх соответствующие нити и образуя основные перекрытия в ткани. Таким образом, определенная комбинация отверстий на пластине позволяла создать ткань с нужным узором.

Ткацкий станок Жаккара

Первый автоматизированный станок Жаккар создал в 1801 году и на протяжении еще нескольких лет дорабатывал его. За свои достижения изобретатель получил пенсию в 3000 франков и одобрение Наполеона. Однако ни сам Жаккар, ни французский император не имели ни малейшего понятия, насколько важным станет это изобретение в будущем.

В 30-х годах XIX века на разработанные Жаккаром перфокарты обратил внимание английский математик Чарльз Бэббидж. В то время ученый ум трудился над созданием аналитической машины и решил использовать в ее конструкции перфокарты. Для этого англичанин даже совершил путешествие во Францию с целью подробно изучить станки Жаккара. Увы, но из-за низкого уровня технологий и недостатка финансовых средств аналитическая машина Бэббиджа так и не увидела свет. Тем не менее, ее конструкция стала впоследствии прообразом современных компьютеров.

Кроме этого, перфокарты использовались в табуляторе, разработанном в 1890 году Германом Холлеритом. Табулятор являлся механизмом для обработки статистических данных и использовался на благо Бюро переписи населения США. Кстати, созданная Холлеритом компания Tabulating Machine Company в конечном итоге была переименована в International Business Machines (IBM). На протяжении нескольких десятков лет IBM развивала и продвигала технологию перфокарт. В середине XX века они использовались повсеместно, получив особенно широкое распространение в компьютерной технике и различных станках. Закат эпохи перфокарт пришелся на 1980-е годы, когда на смену им пришли более совершенные магнитные носители информации. Интересно, что отдел исследования перфокарт компании IBM существовал вплоть до 2000-х годов. Например, в 2002 году в IBM изучали создание перфокарты размером с почтовую марку, которая могла бы содержать до 25 миллионов страниц информации.

Магнитные диски

Магнитная лента использовалась в компьютере UNIVAC-I

Впервые магнитная лента была применена в коммерческом компьютере UNIVAC-I, выпущенном в 1951 году. Кстати, его первый экземпляр попал в то же самое Бюро переписи населения США. Магнитная пленка, используемая в UNIVAC-I, была намного более емкой, нежели перфокарты. Ее объем равнялся емкости десяти тысяч перфокарт, то есть он составлял примерно 1 Мбайт.

Развитие технологии магнитных лент продолжалось до 1980-х годов. В течение этого времени подобные накопители использовались в основном в мейнфреймах и мини-компьютерах. Ну а с 80-х годов магнитная лента использовалась лишь для резервного хранения данных. Этому способствовало то, что ленточные картриджи оставались надежным и очень дешевым носителем информации. Но даже несмотря на эти преимущества, к концу 2000-х годов специалисты предрекали конец эпохи магнитных лент — цены на жесткие диски продолжали падать. Вдобавок они предлагали высокую плотность записи. Начиная с 2008 года, рынок ленточных накопителей уменьшался примерно на 14% в год, и даже ярые сторонники технологии признавали, что у нее нет шансов на выживание. Однако ситуация резко изменилась в 2011 году. В Таиланде произошло наводнение, продолжавшееся, по официальным данным, 175 дней. В результате наводнения было затоплено несколько индустриальных зон, где были расположены заводы по производству жестких дисков таких компаний, как Seagate, Western Digital и Toshiba. Как итог, цены на продукцию возросли на 60%, а объемы производства упали. Так магнитная лента получила вторую жизнь.

Магнитная лента IBM

Стоит отметить, что ленточные накопители, как правило, используются в тех сферах, где необходимо хранить очень большое количество информации. Например, в каких-либо крупных исследованиях. Так, магнитную ленту используют для записи результатов исследований на Большом адронном коллайдере. О преимуществах технологии в свое время рассказывал Альберто Пейс (Alberto Pace) — глава подразделения обработки и хранения данных CERN. Он отметил, что магнитная лента имеет четыре основных преимущества над жесткими дисками. Прежде всего, это скорость. Несмотря на то, что специализированному роботу требуется до 40 секунд, чтобы выбрать нужную кассету и вставить ее в считыватель, чтение данных из ленты происходит в четыре раза быстрее, чем с жесткого диска. Еще одним преимуществом магнитной ленты, по словам Пейса, является ее надежность. Если она рвётся, то ее можно легко склеить. В этом случае теряется лишь несколько сотен мегабайт данных. Когда выходит из строя жесткий диск, теряются абсолютно все данные. Глава подразделения CERN привел некоторые статистические данные, касающиеся надежности устройств. Так, в среднем за год в CERN из 100 петабайт данных, хранящихся на магнитных лентах, теряется лишь несколько сотен мегабайт. На жестких дисках располагается около 50 петабайт информации, и каждый год организация теряет до нескольких сотен терабайт в результате неисправностей HDD. Третьим преимуществом магнитной ленты является ее энергоэффективность, а точнее, экономичность. Сами ленты хранятся в неактивном состоянии, следовательно, они не потребляют энергию. Наконец, четвертое — это безопасность. Если злоумышленники получат доступ к жестким дискам, то они смогут уничтожить всю информацию за считанные минуты. В случае с магнитными лентами на это может уйти не один год.

Хранилище магнитных лент в CERN

Еще на два преимущества ленточных накопителей указал Эвангелос Элефтеро — руководитель отдела технологий хранения данных исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе. Он отметил, что магнитные ленты все еще дешевле, чем жесткие диски. 1 Гбайт HDD стоит примерно 10 центов, тогда как стоимость аналогичной емкости магнитной ленты оценивается в 4 цента. Также Элефтеро обратил внимание на долговечность лент. Такой накопитель будет служить верой и правдой даже через 30 лет, в то время как рабочий цикл жесткого диска составляет всего 5 лет.

Тем не менее, стоит понимать, что магнитные ленты уже никогда не будут использоваться как единственная система хранения данных. Они занимают важное место в иерархической структуре хранения информации, но не являются (и не будут) ее основным звеном.

Дискеты

По своей конструкции дискета представляла собой диск из полимерных материалов, на который наносилось магнитное покрытие. Пластиковый кожух имел несколько отверстий. Центральное предназначалось для шпинделя дисковода, малое отверстие являлось индексным, то есть позволяло определить начало сектора. Наконец, через прямоугольное отверстие с закругленными углами магнитные головки дисковода работали непосредственно с диском.

Накопители информации на компакт-дисках — это лазерные диски, предназначенные для сохранения в цифровом формате предварительно записанных на них информационных данных и считывания их при помощи специального устройства, именуемого дисководом для чтения компакт-дисков (CD-ROM-driver).

Введение

Появление информационных накопителей на компакт-дисках (СD-RОМ) в начале девяностых годов двадцатого века было обусловлено возрастанием размеров и сложности программных продуктов, повсеместным распространением приложений мультимедиа. Данные устройства, как и сами компакт-диски, стоили сравнительно недорого, отличались хорошим уровнем надёжности. Они способны сохранять значительные информационные объёмы, что делает их весьма удобными для записи программных продуктов и информационных данных больших объёмов, к примеру, каталогов, энциклопедий, а также различных игровых и учебных программ, которые сочетают в себе видео, текстовые и звуковые данные. Многие программные продукты продаются на компакт-дисках, так как они дёшевы и достаточно надёжны. Чуть позже появился новый формат дисков, именуемый DVD (DigitalVideoDisc, то есть цифровой видеодиск) и способный хранить ещё больше информации.

Накопители информации на компакт-дисках

Информационные данные на компакт-диске подвергаются кодированию путём чередования зон на основании дика, которые способны отражать свет и не отражающих свет.Когда осуществляется промышленное производство дисков, подложка (основание) делается алюминиевой, а зоны, которые не способны отражать свет, формируются путём выдавливания углублений в подложке при помощи специализированной пресс-формы.У компакт-дисков, предназначенных для однократной записи на них данных, то есть СD-R дисков, подложка золотая, а информация записывается на диск при помощи лазерного луча.

На всех компакт-дисках сверху подложки нанесено прозрачное покрытие, которое защищает записанные на диск данные от повреждения. Считывание программных продуктов и компьютерной информации следует выполнять с достоверностью выше, чем при прослушивании музыкальных файлов в бытовомCD-проигрывателе. По этой причине компьютерные компакт-диски читаются при помощи маломощного лазерного луча. Применение данной технологии даёт возможность записи информации на компакт-диски в достаточно больших объёмах при обеспечении высокой надёжности сохранения данной информации.

Готовые работы на аналогичную тему

Скорость считывания информации с компакт-дисков в передовых CD-ROM сопоставима с производительностью жёстких дисков. Так как компакт-диски зачастую загружены звуковыми файлами, то на передней панели модуля, считывающего информацию с компакт-дисков, часто находится разъём для подсоединения наушников с регулятором громкости.

Принцип действия, классификация и технические характеристики информационных накопителей на компакт-дисках

CD (англ. Compact Disc, то есть компакт-диск) является оптическим информационным носителем в форме пластикового диска, имеющего отверстие по центру. Процедура записи и считывания данных с компакт-диска выполняется с помощью лазера.

Первоначально компакт-диск предназначался для сохранения аудиофайлов в цифровом формате (именовался CD-Audio), но с течением времени он стал повсеместно применяться в качестве информационного носителя для сохранения любых типов данных в бинарном формате. ЭтотакназываемыйCD-ROM (CompactDiscReadOnlyMemory),то есть компакт-диск, предназначенный только для чтения. Позднее были разработаны компакт-диски, которые имели возможность помимо чтения однократно записанной в них информации (CD-R), ещё и возможность перезаписи данных (CD-RW).

Формат файловCD-ROM не совпадает с форматом, в котором пишутся аудио компакт-диски, и по этой причине простой проигрыватель аудио компакт-дисков не способен прочитать сохранённую на них информацию. Для этого необходимо наличие специального привода для прочтения данных компакт-дисков, который есть фактически во всех персональных компьютерах.

Компакт-диск (CD-ROM) в течение довольно длительного периода времени считался главным носителем, необходимым для информационной связи среди компьютеров (до этого использовались дискеты). Сегодня он фактически передал эту функцию более современным твердотельным носителям, работающим значительно более быстро и занимающим гораздо меньше места.Принцип действия таких дисков является оптическим, то есть считывание и запись информации выполняется при помощи лазера. В компакт-диске информация подвергается кодировке и пишется в формате очерёдности отражающих и не отражающих зон. Отражающие зоны воспринимаются при чтении как логическая единица, а не отражающие зоны считаются логическим нулём.

Приведём отдельные технические характеристики компакт-диска:

Лазер имеет рабочую длину волны 780 нм.
Компакт-диск имеет диаметр 120 мм.
Толщина диска -1,2 мм.
Существующие объёмы дисков 650 Мб (74 минуты аудиозаписи), 700 (80), 800 (90).
Вес диска от 14 до 33 граммов.

Информационный дисковый рельеф является непрерывной спиральной дорожкой, направленной от центра к краю и состоящей из череды углублений (pits) и поверхностных зон (lands). Практически компакт-диск считается устройством с последовательным доступом и имеющим ускоренную перемотку.

Информация сохраняется на диске в формате, именуемом Red Book, то есть красная книга, спроектированном фирмой Sony. Согласно этому формату на диск может быть записан звук по двум каналам на базе шестнадцати битной импульсно-кодовой модуляции, имеющей частоту дискретизации 44,1 кГц. Наличие системы исправления ошибок при помощи кода Рида — Соломона позволяет исключить влияние радиальных царапин на уровень читаемости компакт-диска. Информация с диска считывается с помощью луча лазера, который излучает полупроводниковый лазер.

Лазерные накопители информации – неотъемлемая часть современной жизни. Работа с CD и DVD дисками не представляет сложностей, поэтому накопители и пользуются высоким спросом.

Такие приводы лежат в основе большинства мультимедиа, геймерских устройств. Ими оборудуют лэптопы, ПК и даже салоны авто. При этом мало кто знает, чем отличаются компакт-диски между собой, что учитывать при их покупке.

Оптические диски: все о них

Перед рассмотрением сходств CD и DVD нужно разобраться с определением оптического диска как такового. В состав лазерного элемента входят 4 слоя:

Пластина на поликарбонатной основе – речь о бесцветном пластике, он тонкий, располагается сверху изделия. На него наносят надписи, можно печатать на поверхности картинки.
Рабочий слой – представляет собой особый краситель. Эта часть прожигается с применением лазера.
Металлический слой – тонкий, создается с применением цветных металлов. В зависимости от категории диска, эта часть изготавливается из драгметаллов, алюминия, различных сплавов. Металл хорошо отражает лазерные лучи.
Лак поверх металла – низ или основа, защищает инфослой от повреждения, потери.

Теперь вы знаете, из чего делают компакт диски. Разберем процесс записывания информации: лазерный луч перемещается по дорожке в форме спирали от центра диска к его краям и прожигает рабочие точки. Прожженные части дорожки не отражаются лазерными лучами, нетронутые за счет металлического слоя – отражаются.

Так выходит двоичный код – если луч отразился, получается 1, если нет, то 0. Этот код и является основой записи цифровых данных.

Что такое CD и DVD

Размеры DVD дисков – это далеко не самая главная их характеристика. Толщина составляет около 1.2 мм, объем разный. CD R – это пластиковый компакт-диск с односторонней (чаще всего) записью информации, в DVD носителях запись идет на обе стороны. Часть с информацией всегда длинная, спиралевидная, имеет вид канавки, начинается в центре дискового носителя.

Для чего нужен CD диск – для записи и считывания данных. Этот процесс осуществляется с применением лазера невысокой мощности. Информационные потоки могут иметь разные формы. Лазерный луч сначала проходит стадии отражения, после попадает на приемник.

Особенность хранения данных на CD дисках состоит в том, что информация считывается снизу носителя – для лазерного луча тут предусмотрен выступ, где по мере отражения от него, ход волны луча выходит меньше – примерно наполовину самой длины волны. Движение подавляется, появляется оповещение об отсутствии сигнала.

В чем различие CD и DVD при примерно аналогичном устройстве? Во втором случае шаг канавки меньше, размеры выступов тоже будут незначительными. Выходит, что диаметр CD диска может быть намного больше для записи аналогичного объема данных, чем для DVD носителя. Если важна максимальная вместительность и при этом компактность, вам нужен второй вариант.

Сходства CD и DVD

Сходств у CD и DVD дисков немало, но куда больше различий. CD емкость носителя будет зависеть от модели, а не самого типа – варианты в продаже представлены очень разные. Если емкость CD RW диска большая, можно будет перезаписывать большие объемы данных.

Кстати, CD диск – это обозначение типа носителя, он может быть перезаписываемым и не перезаписываемым. Но изначальный объект памяти определяет предельно допустимое количество информации для первичной записи. Максимальная информационная емкость CD диска всегда указывается на коробочке или конверте.

Оба типа носителей применяются в современных компьютерах. Они представляют собой производительные многофункциональные машины, обрабатывающие внушительные объемы данных. Для информации как раз и были созданы носители. Помимо основного встроенного в ПК жесткого носителя (винчестера), есть еще съемные варианты. Максимальная память CD диска указывает на объемы данных, которые реально записать на носитель. У DVD, Blu-ray дисков принципы работы, записи те же.

Для считывания, обработки, перезаписи данных носитель вставляют в привод – он должен быть в конкретном ноутбуке или ПК. Какой стороной вставлять диск в дисковод – вниз блестящей частью, вверх матовой с надписями, картинками.

Чем отличаются CD и DVD

Из чего сделан DVD диск или CD носитель, мы писали выше – между данными типами разницы обычно нет. А вот размеры лазерного луча будут разными – в DVD они меньше, прожигаемые точки и дорожки, соответственно, тоже небольшие в сравнении с CD. Какой объем CD диска считается стандартным – 700 Мб, DVD – 4.7 Гб.

Независимо от того, сколько памяти на CD диске, скорость записывания будет выше, чем на DVD, зато DVD быстрее читается. Также первый вариант обычно дешевле стоит.

DVD диски – более новая технология, поэтому разновидностей больше, функционал шире.

Виды CD и DVD

Разновидности компакт-дисков – одно- и двухсторонние. В первом случае данные записываются только на одну сторону, во втором на обе, соответственно, объем диска CD R или другого типа возрастает. Учтите, что при увеличенном объеме строже будут требования к хранению.

Чем отличаются DVD R от DVD W, тоже становится понятно – возможность записывать и стирать дополнительные данные. Ну а, чтобы понять, можно ли перезаписать диск DVD R, смотрите на плюс и минус в маркировке. Если что-то непонятно, лучше будет сразу обратиться к сотруднику магазина.

В общем доступе оптические компакт-диски появились в 1982 году, прототип увидел свет еще раньше — в 1979. Изначально компакты разрабатывали в качестве замены виниловым дискам, как более качественный и надежный носитель. Считается, что лазерные диски являются результатом совместной работы команд двух технологических корпораций — японской Sony и голландской Philips.

Начало всего

Руководство приняло решение попробовать установить контакты с технологическими компаниями из Японии, в то время эта страна находилась на острие hi-end технологий. Для этого в страну отправились делегаты Philips, им удалось встретиться с президентом Sony, который заинтересовался технологией.

Почти сразу была сформирована команда инженеров Philips-Sony, они и разработали первые спецификации технологии. Вице-президент Sony настоял на увеличении объема диска, ему хотелось, чтобы компакт мог вместить девятую симфонию Бетховена, для чего объем диска расшили с 1 часа до 74 минут (есть и мнение, что это просто красивая маркетинговая история). Объем данных, которые умещаются на такой диск, составил 640 Мбайт. Инженеры разработали и параметры качества звука. Например, частота выборки стереосигналов регламентировалась на уровне 44,1 кГц (для одного канала 22,05 кГц) c разрядностью каждого в 16 бит. Так появился стандарт Red Book.

Название новой технологии появилось не вдруг — его выбрали из нескольких вариантов, включая Minirack, Mini Disc, Compact Rack. В итоге разработчики совместили два названия, получив гибридное Compact Disc. Не в последнюю очередь это название было выбрано из-за растущей популярности аудиокассет (технология Compact Cassette).

Philips и Sony также сыграли важнейшую роль в разработке спецификации первых цифровых компакт-дисков, которая получила название Yellow Book или CD-ROM. Новая спецификация дала возможность хранить на дисках уже не только аудио, но и текстовые и графические данные. Определение типа диска производилось в автоматическом режиме при чтении заголовка. Проблема была в том, что компакт-диск, соответствующий стандарту Yellow Book, мог работать только с определенным типом накопителей, которые не были универсальными.

17 августа 1982 года на фабрике Philips в немецком Городе Лангенхаген был выпущен первый CD. На нем был записан альбом The Visitors группы ABBA. Стоит отметить, что лаковое покрытие первых дисков было не слишком качественным, так что покупатели компактов часто их портили. С течением времени качество дисков улучшилось. Первые несколько лет они использовались исключительно в hi-fi аппаратуре, их использовали в качестве замены виниловым пластинкам и кассетам.

Начиная с 2000 года в продаже стали появляться диски объёмом 700 Мбайт, которые давали возможность записывать аудио с общей продолжительностью до 80 минут. Они полностью вытеснили с рынка диски объемом 650 Мбайт. Есть и носители объемом в 800 МБ, но они подходили не для всех приводов, так что такие диски не получили особого распространения. Увеличить объем доступного для хранения данных пространства удалось благодаря снижению расстояния между дорожками. Так, к примеру, у дисков емкостью в 650 МБ расстояние между дорожками равно 1,7 мкм, а у 800 МБ дисков этот показатель снижен до 1,5 мкм. Также у первых скорость составляет 1,41 м/с, а у вторых 1,39 м/с.

Как это работает

Диск состоит из нескольких слоев. Подложка — поликарбонатная, ее толщина 1,2 мм, диаметр — 120 мм. На подложке размещается еще один слой — металл (это может быть золото, серебро или, чаще всего — алюминий). Далее металлический слой защищается при помощи лака, на который наносится графика. Подложка надежно защищает металлический слой, так что считыванию мешают уж очень глубокие царапины. Диаметр отверстия в диске — 15 мм.

Формат хранения данных для дисков — Red Book (о нем говорилось выше). Ошибки при считывании корректируются при помощи кода Рида-Соломона, так что легкие царапины не снижают читаемость диска.

Данные на диск записываются в виде спиральной дорожки из так называемых питов (углублений), которые выдавливаются в поликарбонатной основе. Глубина каждого пита составляет примерно 100 нм, ширина — 500 нм. Длина пита от 850 нм до 3,5 мкм. Питы рассеивают или поглощают свет, подложка — отражает. Таким образом, записанный диск является отличным примером отражательной дифракционной решетки.

Считывается диск при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, который излучается полупроводниковым лазером. Принцип считывания заключается в регистрации изменения интенсивности отраженного света. Так, лазерный луч сходится на информационном слое, диаметр светового пятна в этом случае составляет 1,2 мкм. Максимальный сигнал регистрируется между питами. В случае попадания на пит регистрируется меньшая интенсивность света. Изменения интенсивности преобразуются в электрический сигнал, с которым и работает аппаратура.

Как создается диск

Первый этап заключается в подготовке данных для запуска в серию;
Фотолитография — второй этап, это процесс создания штампа диска. Сначала создается стеклянный диск, на который наносится слой фоторезистивного материала, на него и записывается информация. Материал изменяет физико-химические свойства под действием света;
Запись данных производится с использованием лазерного луча. При увеличении мощности лазера (когда нужно создать пит) химические связи молекул фоторезистивного материала разрушаются, и он застывает;
Фоторезист травят (разными способами, от плазмы до кислоты), с матрицы удаляются области, не затронутые воздействием лазера;
Диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность осаждается слой никеля;
Диски штампуются литьем под давлением, в качестве исходника используется изначальный стеклянный диск;
Далее на информационный слой напыляется металл;
На внешнюю сторону наносится защитный лак, на котором уже наносят графическое изображение.

А что насчет CD-RW?

CD-RW представляет собой разновидность компакт-диска, которая появилась в 1997 году. Изначально стандарт назывался CD-Erasable (CD-E, стираемый компакт-диск).

Это был настоящий прорыв в сфере записи и хранения информации. Ведь получить недорогой и емкий носитель информации было мечтой тысяч инженеров и пользователей. CD-RW похож по структуре и принципу действия на обычный CD, но вот записывающий слой другой — это специализированный сплав халькогенидов. Чаще всего используется серебро-индий-сурьма-теллур. При нагреве выше температуры плавления такой сплав переходит из кристаллического состояния в аморфное.

Фазовый переход в данном случае обратим, что является основой для процесса перезаписи. Толщина активного слоя диска составляет всего 0,1 мкм, так что лазером легко воздействовать на вещество. Процесс записи происходит при воздействии лазерного луча, активный слой в этом случае переходит в расплав (те его области, на которые подействовал лазер). Далее тепло диффундирует в подложку, и расплав переходит в аморфное состояние. У аморфных отрезков меняются такие характеристики, как диэлектрическая проницаемость, коэффициент отражения и, следовательно, интенсивность отраженного света. Она несет информацию о записи на диске. Считывание производится при помощи лазера меньшей мощности, который не может оказать влияния на активный слой. При записи активный слой нагревается до 200 градусов Цельсия, что позволяет ему снова совершить фазовый переход в кристаллическое состояние.

Многократное использование CD-RW приводит к механической усталости рабочего слоя. Поэтому инженеры, разрабатывавшие технологию, использовали вещества с низким коэффициентом накопления усталости. CD-RW может выдержать около тысячи циклов перезаписи.

DVD — еще больше емкости!

Технология была анонсирована в сентябре 1995 года, в том же году разработчики опубликовали спецификации. Первый пишущий DVD-привод увидел свет в 1997 году.

Увеличить емкость записи при сохранении прежних размеров удалось за счет использования красного лазера с длиной волны 650 нм. Шаг дорожки при этом в два раза меньше, чем у CD и составляет 0,74 мкм.

Blu-Ray — самый современный оптический носитель

Еще одна разновидность оптического носителя с гораздо более высокой плотностью записи данных, чем у CD или DVD. Стандарт был разработан международным консорциумом BDA. Первый прототип появился в октябре 2000 года.

UDF — универсальный дисковый формат

UDF — это спецификация формата файловой системы, которая не зависит от ОС. Она разработана для хранения файлов на оптических носителях — как СD, так и DVD и Blu-Ray. У UDF нет ограничения в 2 и 4 ГБ для записываемых файлов, так что этот формат идеально подходит для дисков повышенной емкости — DVD и Blu-Ray.

Оптические диски и интернет

Технологические компании продолжают совершенствовать оптические диски. Так, Sony и Panasonic еще в 2016 году смогли увеличить емкость оптических носителей до 3,3 ТБ. При этом работоспособность дисков сохраняется, по словам представителей Sony, вплоть до 100 лет.

Тем не менее, все типы оптических дисков постепенно теряют популярность — с развитием интернета пропадает потребность для пользователей в накоплении данных на дисках. Информацию можно хранить в облаке, что гораздо удобнее (насколько это безопаснее — другой вопрос). Компакт-диски уже далеко не так популярны, как несколько лет назад, но полное забвение (как в случае аудиокассет) им, скорее всего, не грозит — их будут использовать для создания архивов важной для бизнеса информации.

Если терабайтные оптические диски пойдут в серию, то их применение будет ограничено — может быть, с их помощью будут распространять фильмы в 4К и современные игры с набором самых разных бонусов. Но активнее всего они будут использоваться для создания бэкапов. И если в Sony говорят правду о вековой сохранности записанных данных, то бизнес будет использовать новую технологию весьма активно.

Читайте также: