Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Каждый из ее 360градусных фрагментов рассматривается как отдельная дорожка — поаналогии с магнитными дискамиДля сглаживания разницы в скорости между ВЗУ и шиной в ВЗУчасто интегрируется буфер данных.Контроллер (дисковый) обеспечивает интерфейс между (дисковым) устройством и шиной.Одновременное использование нескольких дисков позволяет нетолько увеличить объем и быстродействие запоминающей системы, но иповысить ее надежность.На CD-диске имеется только одна физическая дорожка, раскручивающаяся по спирали от центра диска к его внешнему краю.284Представляет собой двигатель для вращения диска, генератор лазерного луча и преобразователь отраженного лазерного луча в электрические сигналы соответствующие 0 и 1.На компакт-диск предварительно в стационарных условиях записываются данные в виде микроскопических мест, отражающих или рассеивающих лазерные лучи и расположенных последовательно на однойспиралевидной дорожке.Процесс чтения происходит следующим образом:— на дисковод устанавливается носитель (компакт-диск), этот диск начинает вращаться относительно лазерной головки; - луч лазера попадает на диск и отражается с разной интенсивностью в зависимости оттого, попал ли на отражающую или рассеивающую поверхность;— отраженный луч попадает на фотодиод, с помощью которого импульсы света превращаются в нули и единицы.Здесь носителем информации является CD-ROM (Сompact DiskRead-Only Memory - компакт диск, из которого можно только читать).CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напыленсветоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоемпрозрачного лака.
Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.Информация на диске представляется в виде последовательностивпадин (углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположенных на спиральной дорожке, выходящейиз области вблизи оси диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусудиска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения— на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещаетсялишь несколько сотен дорожек.
Емкость CD достигает 780 Мбайт. Информация наносится на диск при его изготовлении и не может быть изменена.CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью,что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные285комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Cчитывание информации сCD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметноменьшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске. CD-ROMпросты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость храненияданных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, c них невозможно случайно стереть информацию.В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну — спиральную, как у грампластинок.
Всвязи с этим, угловая скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе продвижения читающей лазерной головки к краю диска.Для работы с CD-ROM нужноподключить к компьютеру накопитель CD-ROM, преобразующий последовательность углублений и выступов на поверхности CD-ROM впоследовательность двоичных сигналов. Для этого используется считывающая головка с микролазером исветодиодом. Глубина впадин на поверхности диска равна четвертидлины волны лазерного света. Если в двух последовательных тактахсчитывания информации луч света лазерной головки переходит с выступа на дно впадины или обратно, разность длин путей света в этих тактахменяется на полуволну, что вызывает усиление или ослабление совместно попадающих на светодиод прямого и отраженного от диска света.Если в последовательных тактах считывания длина пути света неменяется, то и состояние светодиода не меняется. В результате ток черезсветодиод образует последовательность двоичных электрических сигналов, соответствующих сочетанию впадин и выступов на дорожке.Профиль дорожки CD-ROMРазличная длина оптического пути луча света в двух последовательных тактах считывания информации соответствует двоичным единицам.
Одинаковая длина соответствует двоичным нулям.Сегодня почти все персональные компьютеры имеют накопительCD-ROM. Но многие мультимедийные интерактивные программыслишком велики, чтобы поместиться на одном CD.286Записывающие оптические и магнитооптические накопителиЗаписывающий накопитель CD-R(Compact Disk Recordable) способен,наряду с прочтением обычных компактдисков, записывать информацию наспециальные оптические диски емкостью 650 Мбайт. В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотойпленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя,которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою,образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодарясильному удешевлению, приобретают все большее распространение.DVD- накопители, пишущие DVD-накопителиНа смену технологии СD-ROM стремительно идет технология цифровых видеодисков DVD.
Эти диски имеют тот же размер, что и обычные CD, но вмещают до 17Гбайт данных, т.е. по объему заменяют 20стандартных дисков CD-ROM. На такихдисках выпускаются мультимедийные игрыи интерактивные видеофильмы отличного качества, позволяющие зрителю просматривать эпизоды под разными углами камеры, выбиратьразличные варианты окончания картины, знакомиться с биографиямиснявшихся актеров, наслаждаться великолепным качеством звука.Магнитооптические накопителиНесмотря на обилие технологий - хранение и качественная передача информации насущная и актуальная проблема. С одной стороныотжившие свой век дискеты и ленточные стримеры, а с другой DVD явно несбалансированный продукт, по крайне мере с четырьмя отраслевыми стандартами и шестью реализациями и недолговечные CD-RW.Разумной альтернативой являются магнитооптические носители и дис287ководы, которые наследуя многократность магнитной записи в тожевремя имеют преимущества оптическо-лазерного способа записи.Принципы функционированияМагнитооптика, раздел физики, в котором изучаются измененияоптических свойств сред под действием магнитного поля и обусловленные этим изменения взаимодействия оптического излучения с помещенным в поле веществом.
Очевидно, что если в названии упоминаютсямагниты и оптика, то оба этих явления используются в устройстве. Таконо и есть. МО-диск представляет собой поликарбонатную подложку(частот его также называют слоем) толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев, в которомзаключается магнитная часть технологии, а оптическая представлена считывающим лазером. Теперь вернемся к устройству диска, самые главныеслои это защитный слой предохраняющий поверхность диска от повреждений, отражающийслой, необходимый для корректной работы лазера; диэлектрическиеслои выполняющие две функции: теплоизолируют магнитный слой(чтобы эффективнее использовать энергию лазера при записи) и увеличивают эффект поляризации при чтении; магнитный слой собственнохранитель информации.
Сам МО-диск помещается в пластиковую коробку со "шторкой" и окошечком защиты от записи, размер составляет1,8 дискеты.Технология записи данных следующая: лазерный луч нагреваетточку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этойточки в зависимости от того, что необходимо записать - 0 или 1.Считывание производится лазерным лучом меньшей (чем при записи) мощности, который, отражаясь от этой точки, меняет свою полярность.288Конкуренты магнитооптикиХарактеристикиМОПроблема храненияСрок хранения:- Гарантия- ТеорияПроблемы сдрайверамиОшибки записиЦиклы перезаписиМаксимальнаяемкость2,6 (3,5)Распространенность в РФCDRWDVDСолнечныйсветДискетаРазмагничивание, различныевлияния5 15СтримернаялентаЗастревание иразрывJAZZIP20 4010 508 46Влияниеполей50 15050 10050100+-+-----+-++-+1000000010001000100-200800100001000ВысокаяНизкаяСверхвысокаяНизкая9,1 (5,25)700СредняяОчень СреднизняякаяМО-диски (и соответственно дисководы) выпускаются двух размеров:— -3.5 дюймов, содержит 500 Мбайт данных;— 5.25 дюймов, содержит 2.3 Гбайтов данных.Время доступа к данным составляет около 50 мс.Магнитооптические накопители выпускаются двух типов: перезаписываемые и типа WORM (Write-Once, Read-Many - один раз записал,много раз считал).Типы устройств МОПрежде всего, это внутренние и внешние.
Интерфейсы подключения различны - от довольно медлительного LPT до сверхскоростногоUSB 2.0 Различаются по размеру и объемам:Размер 5,25Максимальная емкость носителя - 9,1 Гб, за исключением HDDболее емких устройств найти невозможно (устройства Orb представляютсобой чисто теоретический интерес). По скоростным параметрам записывающие устройства на базе DVD уступают магнитооптике не толькопо быстродействию, но и по надежности хранения данных. Магнитооп289тические носители выдерживают огромное количество циклов перезаписи, не чувствительны к внешним магнитным полям и радиации, гарантируют сохранность записанной информации в течение полусотни лет.Уникальный набор характеристик обеспечил магнитооптической технологии применение в High-End устройствах записи, с повышенными требованиями к объемам и надежности хранения данных (не случайно библиотека конгресса США оборудована магнитооптическими библиотеками). Производят магнитооптические дисководы фирмы Sony и Maxoptix,а магнитооптические библиотеки - Hewlett-Packard, Maxoptix, Plasmon иUNIES.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
