Реферат: Оптические и магнитно-оптические накопители

Хакасский государственный университет имени Н.Ф. Катанова

Институт Информатики и Телематики

Р Е Ф Е Р А Т

На тему:

«Оптические и магнитооптические диски»

Выполнил: студент 1-го курса ИИТ гр. 10

Рябцев Г.В.

Проверил: Глущенко Н.В.

Абакан, 2001

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ: ПРИНЦИПЫ, УСТРОЙСТВО, ПЕРСПЕКТИВЫ

3. ТИПЫ СЕКТОРОВ

4. ДОРОЖКИ, СЕАНСЫ, ДИСКИ

5. ФАЙЛОВАЯ СТРУКТУРА CD-ROM

6. ФОРМАТЫ CD

7. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТИПЫ CD

8. DVD – СКОЛЬКО ГДЕ И КАК?

9. СТАНДАРТЫ, ФОРМАТЫ, ФАЙЛЫ

10. МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ

11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Введение

Мой реферат посвящен оптическим дискам и их потомкам (CD-R; DVD; Магнитно-оптическим дискам и т.д.). Информация найденная мной датируется 96-ым годом поэтому возможно некоторые примеры будут выглядеть с точки зрения сегодняшнего гня весьма забавно.

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ: ПРИНЦИПЫ, УСТРОЙСТВО, ПЕРСПЕКТИВЫ

Самым мелким (и на сегодня независимым от типа диска) элементом формата служит EFM-фрейм (Eight to Fourteen Modulation - кодирование 8 в 14). Он содержит 33 байта: первый байт - управления и идентифи­кации - и 32 байта, полученных путем помехоустойчивого кодирования 24 полезных байтов данных (см. рис. 1). 98 таких фреймов собирают вместе и образуют аудио-сектор, содержащий 24*98=2352 байта данных и 98 байтов управления и идентификации.

Байты управления и идентификации аудио-сектора путем объединения одноименных разрядов байтов управления образуют восемь фреймов подканала (Subcode Channel), обозначаемых латинскими буквами P, Q,..., W. Каждый фрейм подканала начинается с двух битов синхронизации, кроме которых содержит еще 12 байтов. Два последних байта используются для подсчета собственной контрольной суммы, так как механизм коррекции ошибок в информационном фрейме не распространяется на байты управления и идентификации (эти байты при записи предшествуют уже закодированной информационной части фрейма).

Фреймы подканала образуют основной механизм хранения служебной информации, как то: идентифика­ционные номера диска и дорожки, номер дорожки на диске, временные параметры отдельных фрагментов записи и т.д. P-фрейм используется для хранения флажков паузы, которые имеются, в частности, между му­зыкальными фрагментами. Этот фрейм подканала предназначался для самых простых аудио-проигрывате­лей, устройство управления которых не обладало достаточным быстродействием для реализации других механизмов поиска требуемого фрагмента. Фреймы подканалов от R до W могут использоваться различ­ными приложениями, в частности, для вывода текста на "экран" одновременно со звуком или для выдачи команд MIDI (musical instrument digital interface) - цифрового интерфейса управления музыкальными инст­рументами. К более подробному рассмотрению структуры Q-фрейма подканала мы вернемся позже.

24 байта данных каждого EFM-фрейма, собранные вместе (всего 2352 байта), образуют данные аудио-сек­тора, иногда называемого сектором Красной книги. (Напомним, что в CD-технике стандарты принято име­новать по цвету обложки публикации). Способ использования этих данных в значительной степени опреде­ляет тип диска (количество различных типов диска перевалило за полтора десятка). Обычно выделяют пять типов секторов.

Между аудио-сектором (наименьшим форматно- зависимым элементом) и диском (самым "крупным" элементом формата) существует еще две ступени. Это дорожки (tracks) и сеансы (sessions).

Деление на дорожки довольно старое и связано с разделением аудио- диска на отдельные музыкальные фрагменты для облегчения поиска фрагментов и управления воспроизведением звука. Тем не менее деление на дорожки сохранилось и в CD-ROM, так как обеспечивает удобный доступ к фрагментам записи и позво­ляет сгруппировать сектора одного типа для упрощения работы системы управления накопителем на CD-ROM.

Сеансы - позднее нововведение, связанное с подготовкой в 1990 году CD-R (CD Recordable - записывае­мые CD). CD-R появились на рынке в 1992 году. Сеанс объединяет все необходимые компоненты, обеспе­чивающие возможность работы с CD-R обычных проигрывателей ("читающих" накопителей). Таким обра­зом, сеанс является своего рода "квантом" записи. Данные незавершенного сеанса записи не могут быть прочитаны обычными средствами. До 1990 года понятие сеанса было тождественно понятию диска, однако с появлением CD-R стало возможно записывать диски порциями. Типичный пример Photo-CD - компакт-диск для хранения изображений, подразумевающий, по идее создания, что данные будут дописываться на него по мере накопления. Чтобы рассмотреть интересующую нас классификацию дисков, придется описать типы секторов, дорожек и сеансов.

Типы секторов

Первым типом сектора, естественно, был и остается аудио-сектор, иначе называемый сектором Красной книги. Это просто 2352 байта, рассматриваемых как 16-разрядные отсчеты двух или четырех звуковых ка­налов, то есть как 588 стерео- или 294 квадро-отсчета. Мнемоническое правило: "цвет дорожки не меняется" - подразумевает, что в пределах одной дорожки все сектора должны определяться одним стандартом. Если это стандарт Красной книги, то мы получаем дорожку, содержащую только аудио-сектора. Использовать такие дорожки в компьютерных приложениях крайне невыгодно (аудио-данные можно неплохо сжать для экономии места).

Все остальные типы секторов имеют одинаковое начало: 12 байтов синхронизации (00h, 10 байт FFh, 00h) и четырехбайтовый заголовок. Оставшиеся 2336 байтов используются по-разному, что определено в двух стандартах: Желтой и Зеленой книгах.

Принятая в 1985 году Желтая книга определила CD-ROM, а позднее дополнилась и CD-ROM XA (Compact Disc Read Only Media eXtended Architecture). В этом стандарте определились два типа секторов данных: вид 1 (mode 1) и вид 2 (mode 2). Причиной разделения секторов данных на два вида явились раз­личные требования к достоверности воспроизведенной информации. Такие требования для аудио- и видео- информации значительно мягче, чем для программ (в самом деле, случайная ошибка в воспроизведении му­зыкального фрагмента может быть замаскирована, а в худшем случае вызовет щелчок в динамике, тогда как искажение даже одного байта программы обычно вызывает ее необратимое разрушение). Для программ, архивов (в общем случае, для произвольных файлов данных) нужны дополнительные средства коррекции ошибок. С другой стороны, жалко тратить дополнительные усилия и расходовать место на диске для кор­рекции ошибок в аудио- и видеоданных.

Для обеспечения повышенной достоверности в секторе Желтой книги первого вида (далее сектор второго типа; первый - аудио) выделяется 4 байта кода, обнаруживающего ошибки (EDC - Error Detection Code), и 276 байтов кода, корректирующего ошибки (ECC - Error Correction Code). Эти дополнительные средства борьбы с ошибками, используемые после того, как данные обработаны кодами уровней C1 и C2, называют третьим уровнем коррекции ошибок (C3). В результате обеспечивается снижение вероятности ошибки до уровня 10-15...10-16 (разумеется, имеются в виду случайные источники ошибок: пыль, незначительные по­вреждения или дефекты материала основы и т.п., а не коррекция ошибок от разрушающих повреждений диска).

Таким образом, сектор второго типа имеет вид, показанный на рис. 2.

Рис.2. Сектор второго типа (первый вид сектора Желтой книги)

Рис.3. Сектор третьего типа (второй вид сектора Желтой книги)

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--