Cd dvd диски реферат

Обновлено: 02.07.2024

Геометрия компакт-диска и его информационная структура. Кодирование и считывание информации. Защита от копирования. Производство компакт-дисков. Объём хранимых данных. Технология записи информации на компакт-диск. Суть технологии записи высокой плотности.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	24.06.2012
Размер файла	1006,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Компакт-диск (англ. Compact Disc) -- оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD-дисков стали DVD-диски.

Формат файлов на CD-ROM (англ. Compact Disc Only Memory) отличается от формата записи аудио-компакт-дисков и потому обычный проигрыватель аудио-компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере). Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли флоппи-диск). Сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям.

Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями Philips и Sony. На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод кодирования сигнала PCM -- Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован 20 июня 1982 года. Первым компакт-диском, попавшим на прилавки музыкальных магазинов был альбом Билли Джоэла (Billy Joel) 1978 года под названием 52nd Street. Продажи этого альбома на CD начались в Японии 1 октября 1982 года. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. Джон Скалли, тогдашний CEO Apple Computer, в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров. Один из первых массовых мультимедийных компьютеров (развлекательных центров использующих CD диски) была Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), позже CD диски стали использовать в игровых приставках Panasonic 3DO и Amiga CD32.

1. Структура компакт-диска

1.1 Геометрия компакт-диска

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий, золото, серебро и др.), на который обычно наносится графическое представление содержания диска, и защитным слоем лака. Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм. Вес диска без коробки составляет ~15,7 г.

1.2 Информационная структура

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из питов (англ. pit -- углубление), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом (англ. land -- пространство, основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм.

1.3 Кодирование информации

1.4 Считывание информации

Рисунок 1 - Считывание информации с компакт-диска

1.5 Защита от копирования

компакт диск технология запись

1.6 Производство компакт-дисков

Первым этапом производства компакт-дисков является мастеринг -- процесс подготовки данных, для запуска в серию.

Второй этап -- фотолитография -- процесс изготовления штампа диска. На стеклянный диск наносится слой фоторезиста, на который производится запись информации. Фоторезист -- полимерный светочувствительный материал, который под действием света изменяет свои физико-химические свойства.

Четвёртый этап -- проявка фоторезиста. Поверхность фоторезиста подвергается травлению (кислотному, щелочному, плазменному), при котором удаляются те области фоторезиста, которые не были экспонированы лазерным лучом.

Пятый этап -- гальванопластика. Проявленный стеклянный мастер-диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность производится электролитическое осаждение тонкого слоя никеля.

Шестой этап -- штамповка дисков методом литья под давлением с использованием полученного штампа.

Седьмой этап -- напыление зеркального металлического (алюминий, золото, серебро и др.) слоя на информационный слой.

Восьмой этап -- нанесение защитного лака.

Девятый этап -- нанесение графического изображения -- лейбла (от англ. Label).

1.7 Объём хранимых данных

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мбайт информации (или 74 минуты звукозаписи). Согласно одной из легенд, разработчики рассчитывали объём так, чтобы на диске полностью поместилась девятая симфония Бетховена (самое популярное музыкальное произведение в Японии в 1979 году согласно специально проведённому опросу), длящаяся (в самом длинном из известных исполнений) именно 74 минуты. Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 Мбайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объёмом 650 Мбайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также синглы, диаметром 8.9 см (не путать с мини-дисками диаметром 8 см), на которые вмещается около 140 или 210 Мбайт данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки.

Увеличение ёмкости хранимой информации стало возможным благодаря полному использованию допусков на изготовление дисков. Так, например, расстояние между дорожками составляет 1,6 ± 0,1 микрометра, линейная скорость вращения диска 1,2 или 1,4 м/с ± 0,01 м/с при тактовой частоте 4,3218 Мбит/с. Ёмкость в 650 Мбайт соответствует скорости 1,41 м/с и расстоянию между дорожками равному 1,7 микрометра, а ёмкость в 800 Мбайт -- скорости в 1,39 м/с и расстоянию между дорожками в 1,5 микрометра.

Приведём сведения об объёме хранимых данных на компакт-диске в таблице 1.

Вложенные файлы: 1 файл

доклад по информатике.docx

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Доклад по информатике на тему:

Шейко Владислав Олегович

Орлова Ольга Сергеевна

История создания

Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями Philips и Sony. На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод кодирования сигнала PCM — Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. Но есть другая версия: CD изобрёл американский физик Джеймс Рассел ещё в 1960-х в компании Optical Recording. А Philips переняла его идею. Два месяца спустя после экскурсии по лаборатории изобретателя Philips представила свой компакт-диск - практически точно такой же. В конечном счёте, не только Philips, но и Sony, и другие компании вплотную занялись продвижением технологии Расселла, не упоминая его имени.

В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. По данным Philips, за 25 лет в мире было продано более 200 миллиардов CD.

Компакт-диск (англ. Compact Disc - CD)

— оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием компакт-дисков стали DVD.

Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM). В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW). Формат файлов на CD-ROM отличается от формата записи аудио-компакт-дисков и потому обычный проигрыватель аудио-компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере). Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли дискеты). Сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям (флешкам).

Несмотря на разнообразие типов КД, всем им присущи общие черты, или характеристики: все члены семейства КД представляют собой диск диаметром 120 мм, имеющий в центре отверстие диаметром 15 мм. Толщина диска – 1.2 мм.

Подложка из оптически прозрачного материала (поликарбонат), которая изготавливается методом литья под давлением. При изготовлении подложки на одной из ее поверхностей формируется информационный рисунок, состоящий из ямок (питов) и промежутков между ямками (лэндов). На информационный рисунок напыляется тонкий отражающий слой. Поверх отражающего слоя наносится слой лака, защищающий диск от повреждений. Как правило, на защитный лак наносится лейбл.

Виды компакт – дисков

1. Простейшей разновидностью компакт-дисков является CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — только для чтения) со следующим принципом записи информации. Двоичные коды записываются на поликарбонатную основу в виде углублений (ямок - питов) и ровных участков, расположенных внутри концентрических или спиралевидных дорожек диска. Этот рельеф наносится на диск при его изготовлении на заводе механическим путем. Отсюда следует основной недостаток CD-ROM — невозможность записывать на них новую информацию. Считывание информации происходит с помощью лазерного луча, который с огромной скоростью пробегает

CD-ROM под электронным микроскопом вдоль дорожек единственной рабочей поверхности диска. Собственно по способу считывания информации диски и называются оптическими или лазерными. К достоинствам CD-ROM можно отнести: низкую стоимость самих дисков, относительно большую емкость — 600-800 Мбайт, а также их надежность и долговечность (теоретически до 100 лет), которые значительно превосходят соответствующие характеристики гибких дисков. Дисковод для оптических дисков называют лазерным проигрывателем или так же, как и используемый диск, — CD-ROM. При включении в состав персонального компьютера дисковод CD-ROM приобретает права одного из сменных дисковых устройств.

3. Существуют дисководы, позволяющие выполнять многократную перезапись на компакт-диски - CD-RW (Compact Disk ReWri-teable — перезаписываемые компакт-диски). Ёмкость - 700 Мб (или 80 мин. аудио). Внешне, по своим размерам, объему и внешнему виду диски CD-RW ничем не отличаются от дисков CD-R и CD-ROM. Но принцип записи информации на диски CD-RW совершенно другой. На металлической (или иной) основе находится рабочий слой из специального сплава халькогенидов, который под влиянием лазерного луча изменяет свое состояние, переходит из кристаллического состояния в аморфное или наоборот. Причем такой переход из одного состояния в другое может быть выполнен многократно. Этот процесс и обеспечивает возможность многократной перезаписи информации на диски CD-RW. Участки с кристаллическим и аморфным состоянием по-разному отражают свет. Это обеспечивает возможность чтения информации, записанной на диск описанным выше способом.

Существуют и другие разновидности компакт-дисков:

CD-DA (Compact Disk Digital Audio) - это лазерный диск, содержащий цифровую запись речи, музыки и т.п.

CD-DVI (Compact Disk Digital Video Interactive) - это интерактивный компакт-диск, который может вместить огромное количество информации о продуктах и услугах компании. В него можно включить видеоролики и мультипликацию, схемы, пояснения, и многое другое.

CD-EROM, CD-PROM (Compact Disk Erasable Read-Only Memory, Compact Disk Programmable Read-Only Memory) - это перезаписываемый (стираемый или программируемый) компакт-диск (как вариант CD-RW).

Видео компакт-диск, видео-CD (CD-DV, Compact Disk Digital Video) - разновидность компакт-дисков, предназначенных для цифровой записи и воспроизведения видеофильмов. Один диск может хранить запись одного полнометражного фильма.

Фото CD (Photo-CD) - средство хранения фотографий (а в дальнейшем - графики и звукового сопровождения) и воспроизведения их на телевизоре с использованием дисководов (плейеров).

Pro-Photo CD - это носитель, который содержит по шесть вариантов каждого изображения с различной степенью разрешения и позволяет сканировать пленки размерами до 4х5 дюйма (10х12,5 см). На один диск можно записать до 25 изображений.

Shape CD (фигурный компакт-диск) - CD-ROM, но не строго круглой формы, а с искривлённой конфигурацией внешней окружности в форме разнообразных объектов. Обычно применяется в шоу-бизнесе, как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд - продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Не рекомендуют применять в приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения диск может лопнуть и полностью вывести привод из строя. Поэтому перед вставкой Shape CD в привод следует принудительно ограничить скорость вращения диска с помощью специальных программ. Тем не менее, и эта мера не даёт гарантии безопасности CD-привода.

Считывание информации

Для чтения информации с КД используется луч лазера инфракрасного диапазона (ИК). Луч подается на вращающийся диск со стороны подложки, отражается от отражающего слоя (в CD –R / CD –RW) и возвращается на специальный фотоприемник. При попадании луча на питы и лэнды (в CD – ROM) интенсивность отраженного луча меняется. В итоге, на выходе фотоприемника формируется электрический сигнал, повторяющий по форме информационный рисунок на поверхности компакт-диска.

Успешное считывание информации зависит от состояния поверхности КД. Царапины, пыль и загрязнения затрудняют, а иногда и делают невозможным считывание информации с КД.

Применение лазера ИК-диапазона позволяет использовать для изготовления КД не только прозрачный поликарбонат, но и цветной тоже, вплоть до очень темных. При этом темные материалы являются светонепроницаемыми только в видимом диапазоне светового спектра. В ИК-диапазоне такой материал остается прозрачным.

Запись информации

Про принцип записи информации было уже написано при описании различных видов КД. На CD – ROM запись в домашних условиях невозможна, т.к. этот вид компакт – дисков предназначен только для чтения.

Читайте также: