Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Чтобы найти определенный сектор, программное обеспечение подсчи- 1 16 Глава 2. Организация компьютерных систем тывает, куда приблизительно нужно направляться; туда помещается считываю- щая головка, а затем начинается поиск преамбулы, чтобы установить, насколько верен был подсчет. Последний байт преамбулы определяет тип диска. Символы по пссст ... сосо~ 14битвкаждом 42 символа составляют 1 фрейм Фреймы из 688 бит, в каждом— по 24 байта данных с:3 с:3 ст сс сс с:с со сс ст со со сл ю ~3 со сс Сектор типа 1 (2382 байта) Байт 16 2048 288 Рис.
2.21. Схема расположения данных на компакт-диске Желтая книга определяет два типа дисков. На рис. 2.21 показана схема расположения данных для типа 1, где преамбула составляет 16 байт, данные — 2048 байт, а код исправления ошибок — 228 байт (код Рида — Соломона). На дисках типа 2 данные и коды исправления ошибок объединяются в поле данных размером 2336 байт. Такая схема применяется для приложений, которые не нуждаются в исправлении ошибок (или, точнее, которые не могут выделить время для этого), например аудио и видео. Отметим, что для обеспечения высокой степени надежности используются три схемы исправления ошибок: в пределах символа, в пределах фрейма и в пределах сектора.
Одиночные ошибки в битах исправляются на самом нижнем уровне, пакеты ошибок — на уровне фреймов, а все остаточные ошибки — на уровне секторов. Для поддержания такой надежности необходимо 98 фреймов по 588 бит (7203 байта), чтобы получить 2048 байт полезной нагрузки.
Таким образом, эффективность составляет всего 28 %. Односкоростные устройства для чтения компакт-дисков считывают 75 секторов в секунду, что обеспечивает скорость передачи данных 153 600 байт/с для дисков типа 1 и 175 200 байт/с для дисков типа 2. Двухскоростные устройства работают в два раза быстрее и т.
д., до самой высокой скорости. Стандартный аудио компакт-диск «вмещает» 74 минуты музыки, что соответствует значению 681 984 000 байт,или 650 Мбайт, так как 1 Мбайт = 224 байт (1 048 576 байт), вне 1 000 000 байт. Отметим, что даже устройство для чтения компакт-дисков со скоростью, обозначаемой как 32х (4 915 200 байт/с), несравнимо по быстродействию с магнитным диском 5СЯ1-2 (10 Мбайт/с), хотя многие устройства для чтения компакт-дискон используют интерфейс ЯС81 (кроме того, применяется интерфейс П)Е).
Отсюда ясно, что компакт-диски по производительности значительно уступают магнитным дискам, хотя емкостъ компакт-дисков гораздо выше. В 1986 году корпорация РЫ)рз опубликовала Зеленую книгу, добавив графику и возможность помещать аудио- и видеоданные, а также обычные данные в одном секторе, что было необходимо для мультимедийных компакт-дисков.
Вспомогательная память 1 17 Последняя проблема, которую нужно было разрешить при разработке компакт-дисков, — совместимость файловых систем. Чтобы можно было использовать один и тот же компакт-диск на разных компьютерах, необходимо было соглашение по поводу файловой системы для компакт-дисков. Чтобы выпустить такое соглашение, представители разных компьютерных компаний встретились на озере Тахо на границе Калифорнии и Невады и разработали файловую систему, которую они назвали Н18Ь Бйегга (по названию населенного пункта, в котором они собрались).
Позднее эта система превратилась в международный стандарт (13 9660). Существует три уровня этого стандарта. На уровне 1 допустимы имена файлов длиной до 8 символов, за именем файла может следовать расширение до 3 символов (соглашение по наименованию файлов в МЯ-РОЯ). Имена файлов могут содержать только буквы в верхнем регистре, цифры и символ подчеркивания. Каталоги могут вкладываться один в другой, причем допускается не более 8 уровней иерархии. Имена каталогов могут не содержать расширения. На первом уровне требуется, чтобы все файлы были смежными, что не представляет особых трудностей в случае с носителем, на который информация записывается только один раз. Любой компакт-диск, который соответствует стандарту 18 9660 уровня 1, может быть прочитан с использованием системы МБ-П08, компьютеров Арр1е, ПХ1Х и практически любых других.
Производители компакт-дисков считают это свойство большим плюсом. Уровень 2 стандарта 13 9660 допускает имена файлов длиной до 32 символов, а на уровне 3 допускается несмежное расположение файлов. Расширения Кося КЫКе (названные так в честь города из фильма «Горящие седла» Мела Брукса) допускают очень длинные имена файлов (для ПХ1Х), идентификаторы ПП) и 010, а также символические ссылки, однако компакт-диски, не соответствующие уровню 1, читаются не на всех компьютерах.
дис СО-а Вначале оборудование, необходимое для изготовления мастер-дисков (как аудио, так и компьютерных), было очень дорогим. Но, как это обычно происходит в компьютерной промышленности, ничего не остается дорогим слишком долго. К середине 90-х годов записывающие устройства для компакт-дисков размером не больше проигрывателя стали обычными и общедоступными, их можно было приобрести в любом магазине компьютерной техники. Эти устройства все еще отличались от магнитных дисков, поскольку информацию, записанную однажды на компакт-диск, уже нельзя было стереть. Тем не менее они быстро нашли сферу применения в качестве дополнительных носителей информации, а основными носителями продолжали служить жесткие диски.
Кроме того, отдельные лица и маленькие компании получили возможность выпускать собственные компактдиски небольшими партиями или производить мастер-диски и отправлять их на крупные коммерческие предприятия, занимающиеся изготовлением копий. Такие диски называются С0-К (СП-КесогдаЫе — записываемый компакт-диск). Основой диска СП-К является 120-миллиметровая поликарбонатная заготовка.
Такие же заготовки используются при производстве дисков СГ)-КОМ. Однако диски СП-К отличаются от дисков СП-КОМ тем, что содержат канавку ши- 118 Глава 2. Организация компьютерных систем риной 0,6 мм, призванную направлять лазер при записи. Для поддержания постоянной обратной связи канавка имеет синусоидальную форму с отклонением 0,3 мм и частотой ровно 22,05 кГц, чтобы можно было точно определить скорость вращения и в случае необходимости отрегулировать ее.
СП-К выглядит как обычный диск, только он не серебристого, а золотистого цвета, так как для изготовления отражающего слоя вместо алюминия используется золото. В отличие от обычных компакт-дисков, лунки и площадки на дисках С1У-К имитируются путем изменения отражающей способности поверхности.
Для этого между слоем поликарбоната и отражающим слоем золота помещается слой красителя (рнс. 2.22). Используются два вида красителя: цианин зеленого цвета и пталоцианин желтовато-оранжевого цвета. Химики могут спорить до бесконечности, который из них лучше. Эти красители напоминают те, что используются в фотографии, и именно поэтому компании Кодак и Еп11 являются основными производителями дисков С1Э-К. Этикетка Черная точка на слое красителя образуется при лазерной записи 1,2 мм Ф Рис.
2.22. поперечное сечение диска сп-н и лазера (масштаб не соблюден). Обычный компакт-диск имеет близкую структуру, но у него отсутствует слой красителя, а вместо слоя золота используется слой алюминия с лунками На начальной стадии слой красителя прозрачен, что дает возможность свету лазера проходить сквозь него и отражаться от слоя золота. При записи информации мощность лазера увеличивается до 8 — 16 мВт. Когда луч достигает красителя, краситель нагревается, и в результате разрушается химическая связь.
Такое изменение молекулярной структуры создает темное пятно. При чтении (когда мощность лазера составляет 0,5 мВт) фотодетектор улавливает разницу между темными пятнами, где краситель был поврежден, и прозрачными областями, где краситель остался нетронутым.
При воспроизведении диска даже на обычном устройстве для считывания компакт-дисков или на аудиопроигрывателе это различие воспринимается как разница между лунками и площадками традиционного диска СП-КОМ. Вспомогательная память 1 19 Ни один новый вид компакт-дисков не обходился без публикации параметров в книге определенного цвета. В случае с СР-К это была Оранжевая книга, вышедшая в 1989 году.
Этот документ описывает диск СО-К, а также новый формат, СО-КОМ ХА, который позволяет записывать информацию на СО-К постепенно (несколько секторов сегодня, несколько завтра, несколько через месяц и т. д.). Группа последовательных секторов, записываемых за 1 раз, называется дорожкой. Одним из первых применений формата СО-К стал фотокомпакт-диск фирмы Ког(ак.
При использовании этой технологии экспонированная пленка и фото- компакт-диск со старыми снимками вставляются в проявочную машину, которая выдает компакт-диск обратно, предварительно дописав на него (после старых снимков) снимки с экспонированной пленки. Новый пакет данных, полученный в результате сканирования негативов, записывается на компакт-диск в виде отдельной дорожки. Такой способ записи необходим, поскольку заготовки для дисков СО-К слишком дорого стоят и записывать каждую новую пленку на новый диск невыгодно. Однако с появлением этой технологии записи возникла новая проблема. До выхода Оранжевой книги в начале всех компакт-дисков находилась единая таблица АТОС (Ъ'о1шпе ТаЫе о1 Сопгепсз — таблица оглавления диска), из-за которой дописывать информацию на диск было невозможно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
