Любой компакт-диск состоит из нескольких слоев, соединенных в единую круглую тонкую пластину. Диаметр подавляющего большинства компакт-дисков составляет 120 миллиметров, что равняется пяти дюймам. Стандартный пятидюймовый диск содержит 650 мегабайт информации, хотя имеются диски и большего объема. Допускается использование дисков диаметром 80 миллиметров, то есть трехдюймовых. Однако на практике такие диски встречаются крайне редко, хотя в некоторых случаях их малый размер был бы очень полезен. На такие диски помещается около 180 мегабайт.

Иногда встречаются необычные диски, называемые business card CD – компакт-диск, в виде визитной карточки. Фактически, это обрезанные с двух сторон трехдюймовые диски. Они напоминают визитную карточку, как по внешнему виду, так и по размеру. На такой диск записывается от 10 до 70 мегабайт, в зависимости от степени обрезания краев диска. В настоящее время такие диски являются большой редкостью. CD-ROM, созданный промышленным способом, часто называют штампованным. Он состоит из трех слоев. Основа диска, созданная из прозрачного поликарбоната, занимает большую часть диска. При изготовлении основы, методом штамповки на нее наносится информационный узор. В результате получается прозрачная пластиковая пластина. С одной стороны она гладкая, а с другой стороны на ней нанесено множество микроскопических углублений. Далее на основу напыляется отражающий металлический слой. Чаще всего в штампованных дисках для этих целей используется алюминий, хотя могут использоваться и другие металлы или сплавы. Сверху на диск наносится защитный слой из тонкой пленки поликарбоната или специального лака. На защитный слой часто наносится полиграфия – различные красочные рисунки и надписи.

Обратите внимание, что отражающий и защитный слои достаточно тонкие, и их можно легко поцарапать. Некоторые недобросовестные производители экономят на защитном слое, используя для него нестойкий лак, причем наносится этот лак чрезвычайно тонким слоем. После создания всех слоев, диск готов к использованию. Информация считывается с рабочей стороны диска, через прозрачную основу. Штампованный информационный узор и отражающий слой отражают луч считывающего лазера по-разному в разных участках.

Записываемые и перезаписываемые компакт-диски имеют дополнительно еще один слой. У них основа не имеет информационного узора, но между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой. Он может менять прозрачность под воздействием высокой температуры. При записи лазер разогревает заданные участки регистрирующего слоя, создавая информационный узор. Участки регистрирующего слоя, к которым было применено температурное воздействие, темнеют. В качестве материала для регистрирующего слоя используются различные сложные органические соединения. Часто используются цианин (Cyanine) и фталоцианин (Phtalocyanine). Считается, что фталоцианин более надежен и долговечен. Для отражающего слоя в CD-R и CD-RW используется золото или серебро, хотя могут быть использованы и сложные сплавы. Из-за наличия регистрирующего слоя требования к отражающему слою у записываемых и перезаписываемых дисков выше, чем у штампованных, поэтому вместо алюминия приходится применять более дорогие материалы.

В зависимости от комбинации веществ, используемых в регистрирующем и отражающем слоях, рабочая сторона диска может иметь различный цвет. Раньше многие диски имели золотистую рабочую поверхность, поэтому часто все записываемые диски называют «золотыми». В настоящее время золотистые диски почти не встречаются. Чаще всего поверхность имеет светло-зеленый цвет. Иногда встречаются диски синего или темно-зеленого цвета. Диски CD-RW имеют серо-коричневый цвет рабочей поверхности. Возможно, с внедрением новых технологических процессов появятся диски с рабочей поверхностью других цветов.

Как отмечалось выше, из-за наличия регистрирующего слоя, записываемые диски имеет более низкий коэффициент отражения, чем штампованные. Из-за этого некоторые устаревшие проигрыватели звуковых компакт-дисков могут воспроизводить такие диски менее надежно, чем диски заводского производства. Старые модели CD-ROM также могут отказываться работать с записываемыми дисками. Перезаписываемые диски имеют еще более низкий коэффициент отражения, и большинство музыкальных центров не способны работать с ними. К сожалению, устаревшие модели CD-ROM также, скорее всего, не смогут прочитать информацию, записанную на диск CD-RW. Однако все дисководы CD-ROM, разработанные в последние пять лет, не имеют проблем с чтением любых дисков. Так что, любой записанный вами диск без проблем будет прочитан на не слишком устаревшем компьютере.

Логическая структура и форматы компакт-дисков

Как штампованные, так и записываемые или перезаписываемые компакт-диски, имеют одинаковую структуру хранения информации. Все данные записаны на спиральной дорожке, идущей от центра диска к его периферии. Вдоль дорожки располагаются углубления, называемые питами (pit – углубление). На дисках CD-R и CD-RW питы имитируются темными пятнами регистрирующего слоя, получившимися в результате нагрева нужного участка лазером. Чередованием углублений и промежутков между ними и кодируется любая информация.

В зависимости от вида информации, различают разные форматы компакт-дисков. Непрерывная последовательность углублений и промежутков между ними может быть разбита t на отдельные сессии. В начале сессии расположена специальная начальная запись, называющаяся Lead In (Ввести). В конце сессии располагается запись Lead Out (Вывести). Сессия, в свою очередь, может состоять из одной или нескольких дорожек. Чаще всего сессия состоит из одной дорожки. Стандарты из различных «цветных» книг описывают информацию, размещающуюся в каждой дорожке. В конце диска располагается специальная запись, после которой не могут располагаться никакие другие данные.

На одном диске могут располагаться сессии различных форматов, однако чаще все сессии на диске имеют один формат. Наличие множества сессий позволяет записывать информацию отдельными частями, превращая CD-R и CD-RW в удобное средство ведения рабочего архива. Однако следует помнить, что запись первой сессии требует дополнительно двадцать два мегабайта, а запись каждой последующей сессии отнимает тринадцать мегабайт. Впрочем, это не так много, учитывая, что на диск можно записать 650-700 мегабайт информации, а на некоторые современные диски и еще больше.

Не все дисководы и операционные системы могут работать с мультисессионными дисками. В ДОС обычно видна только первая сессия, а в Windows 95 – последняя. На устаревших дисководах CD-ROM часто также видна только первая сессия. Если сессия не закрыта, то есть, не записаны специальные данные в конце сессии, она не будет видна многими дисководами.

Звуковая дорожка представляет собой немного преобразованный файл в распространенном формате РСМ, что расшифровывается как Pulse Code Modulation -импульсно-кодовая модуляция. Этот же формат используется в звуковых файлах формата WAV, повсеместно используемых в Windows. Можно сказать, что на компакт-диски записываются немного модифицированные WAV-файлы. Используется частота дискретизации 44.1 килогерц, кодирование звука с использованием 16 бит и два стереоканала. Если же на дорожке записаны произвольные данные, к ним добавляется каталог. В каталоге записываются полное имя файла и его местонахождение, а также другая служебная информация. При записи нескольких сессий есть возможность записать в каталог информацию о файлах из предшествующей сессии. Также можно «стереть» некоторые файлы, не записывая информацию о них в новый каталог или «перезаписать» файл, включив в новую сессию новый; файл с идентичным именем. С помощью этих средств мультисессионные диски удобно использовать для ведения рабочего архива.

При записи файлов на компакт-диски сектор данных всегда равен двум килобайтам. Размер дисков принято обозначать временем звучания звука, так как изначально компакт-диски создавались для воспроизведения песен и музыки. Стандартные диски содержат 75 секторов на секунду. Если размер диска равен 74 минутам, то, умножив соответствующие цифры, получим максимальный объем записываемой информации – 650 мегабайт. Для дисков размером 80 минут этот объем составит 700 мегабайт. Следует отметить, что формат CD-DA и CD-ROM различен, и на звуковых дисках CD-DA записано меньше вспомогательной информации. Благодаря этому на такие диски можно записать 747 мегабайт WAV-файлов. А если использовать диски размером 80 минут, общий объем WAV-файлов превысит 800 мегабайт. Кстати, в последнее время – появились диски размером 90 минут.

Хотя имеется множество форматов записи на компакт-диски, подавляющее большинство дисков использует всего несколько форматов. Можно выделить два основных типа CD: CD-ROM – компьютерный диск, содержащий различные файлы, и CD-DA, также называемый Audio CD, -музыкальный компакт-диск. Еще два типа дисков являются расширением предыдущих. Записываемый диск, содержащий несколько сессий, называется мультисессионным – Multisession CD-ROM. Иногда на компакт-диск записываются данные и музыка, причем музыка может быть воспроизведена на обычном музыкальном проигрывателе компакт-дисков, а данные вместе с музыкой можно прочитать на компьютере. Такие диски называются Mixed-mode CD (Компакт-диски смешанного типа). Они часто используются в мультимедийных играх. Другие типы дисков, например Video CD или CD-I, используются значительно реже.

Компьютерные диски с данными могут быть загрузочными. Если BIOS вашего компьютера поддерживает возможность загрузки с CD-ROM, то, используя такой диск, вы можете загрузить в компьютер нужную операционную систему. При создании диска на нем располагается образ загрузочного диска. Создав загрузочную дискету, вы можете записать ее образ на компакт-диск и загружаться в дальнейшем с него. Также можно создать образ жесткого диска. При этом жесткий диск должен быть меньшего размера, чем CD-ROM.

Вы наверно заметили, что многие компакт-диски автоматически запускаются при вставке их в устройство чтения дисков. Создать компакт-диск с функцией автозапуска в Windows достаточно просто. Для этого следует разместить в корневом каталоге текстовый файл с именем autorun.inf. В нем располагаются команды автозапуска. С их помощью можно создавать достаточно сложные сценарии, но для начала вполне достаточно использовать такие команды:

Icon=myicon.ico

open=myprogram.exe

Естественно, следует указать названия ваших собственных файлов вместо myicon.ico и myprogram.exe. Команда open запускает нужную программу, а команда icon меняет значок диска в проводнике Windows. Конечно, данные файлы также должны быть расположены на компакт-диске.

При создании CD-ROM вы можете использовать различные варианты файловой системы, поддерживаемые разными операционными системами. Набор символов лучше использовать ISO 9660, чтобы они читались в различных операционных системах. Файловая система ISO Level 1 поддерживается всеми ОС, однако в ней нельзя использовать длинные имена файлов. Система ISO Level 2 допускает длинные имена. Однако если вы планируете читать диски в операционной системе Windows 95/98/NT 4.0/2000/Me/XP, лучше использовать файловую систему Joliet, которая допускает использование пробелов, русских букв и специальных символов в длинных именах файлов. Различают варианты CD-ROM: Mode 1 и Mode 2/XA. Второй вариант формата компакт-диска обеспечивает более гибкий подход к записи информации, поэтому предпочтительнее.

Формат UDF позволяет использовать записываемые и перезаписываемые компакт-диски как обычные жесткие диски, записывая, редактируя и удаляя любые файлы. При этом используется специальное программное обеспечение. Однако диски, записанные в формате UDF, не будут читаться в большинстве операционных систем, если не установлен дополнительный драйвер.

Все программы записи на компакт-диски позволяют записывать в разных форматах, поэтому вы должны точно знать, какой формат диска вам нужен. Выбрав неудачный формат, вы не сможете в дальнейшем прочитать информацию с записанного диска на другом компьютере. Фактически, заготовка компакт-диска будет испорчена.

Коротко о главном

«СиДи-Ультра» - это полный спектр услуг по тиражированию и печати дисков (CD, DVD а также тиражирование mini CD и CD-визитки). Команда профессионалов компании занимается производством и тиражированием CD, тиражированием DVD, нанесением изображения на диски (печать дисков, печать cd) с 2000 года и обладает огромным опытом.

История компакт-диска

Первая всемирная презентация Philips CD Audio 9 марта 1979 г. На фото Joop Sinjou, глава "Philips CD-Lab".

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ: Что нужно знать о записи CD-R и CD-RW дисков.

1. Что необходимо иметь для записи компакт дисков?

Вам необходим компьютер с установленным в нем устройством, которое называется CD-writer. Данное устройство подключается к компьютеру несколькими возможными путями. Большинство дисководов для записи дисков имеет интерфейс IDE и подсоединяются так же, как и обычные CD-ROM-ы или жесткие диски и имеют внутреннее исполнение. Однако существуют и другие исполнения, как внешние, так и внутренние - с интерфейсом SCSI, подключающиеся к параллельному порту или к шине USB.
Второй необходимой частью для записи дисков является программное обеспечение . Его выбор очень велик - от популярнейших коммерческих пакетов фирмы Adaptec (Easy CD Creator, Easy CD Deluxe, Easy CD Pro) до условно-бесплатных программ типа Nero или CDRWin.
И, наконец, Вам необходим пустой диск CD-R или CD-RW

2. Что можно записывать на диски CD-R или CD-RW?

Традиционно на диски можно записывать, как звук, так и данные. Данные сохраняются на компакт-дисках в том привычном виде, в каком они хранятся на жестком диске. Также нельзя не отметить, что имеется возможность создавать смешанные диски, совмещая звук с данными.

3. В чем отличие дисков CD-R и CD-RW?

CD-R означает CD-recordable, то есть "записываемый". Это значит, что записанная на такой диск информация не может быть оттуда удалена. Основным отличием дисков CD-RW (CD-rewritable) является то, что информация с них может быть удалена и записана вновь. Как следствие, более гибкие в применении диски CD-RW стоят несколько дороже обычных дисков с однократной записью.

4. Сколько информации можно записать на CD-R диск?

5. Почему стандартная длительность составляет 74 минуты?

По общему мнению, такая длительность была выбрана, потому что разработчики CD хотели иметь формат, в котором помещалась бы девятая симфония Бетховена, Они определяли, какой использовать диаметр, и длительность некоторых исполнений решила этот вопрос.

Записанные диски можно использовать на следующих устройствах:

Бытовой проигрыватель компакт-дисков Учитывая то, что бытовые проигрыватели компакт-дисков появились раньше, нежели устройства для записи дисков CD-R, то не имеется гарантии того, что все записанные музыкальные CD будут воспроизводиться в аудио-плэйерах. Однако для достижения лучшего результата рекомендуется использовать диски CD-R, так как по спецификации они куда ближе к традиционным музыкальным дискам, нежели чем CD-RW. Дисковод DVD-ROM или DVD-плэйер Подавляющее большинство DVD плэйеров и все дисководы DVD-ROM (за исключением первых образцов данных устройств) в состоянии считывать информацию с дисков CD-R и CD-RW. Дисководы CD-ROM

Все современные дисководы CD-ROM превосходно читают, как диски с однократной записью, так и диски CD-RW. Нюансы существуют лишь со старыми дисководами, которые в ряде случаев не читают диски CD-R, или читают эти диски, но не читают диски CD-RW. Если Ваш старый дисковод помечен, как обладающий функцией Multiread, то это означает, что с его помощью вы сможете справиться с этой задачей. Хорошим признаком того, что дисковод в состоянии работать с записываемыми дисками является скорость считывания данных этим дисководом. Если скорость составляет 24-х и выше, то как правило такой дисковод вполне годится для работы с CD-R и CD-RW дисками.

7. Почему отражающая сторона дисков имеет разные цвета?

Разные компании, производящие компакт-диски имеют патенты на различные химические схемы, использующиеся ими при производстве дисков. Некоторые компании сами производят диски, некоторые просто лицензируют им свои технологии. Как результат, отражающая сторона компакт-дисков получается разного цвета. Существуют CD-R следующих комбинаций состава: золотой/золотой, зеленый/золотой, серебряный/синий, и серебряный/серебряный, и их многочисленные оттенки. Видимый цвет определяется цветом отражающего слоя (золотой или серебристый) и цветом красителя (синий, темно-синий или бесцветный). Например, диски зеленый/золотой состоят из золотого отражающего слоя и синего красителя, поэтому со стороны этикетки диск золотого цвета, а со стороны записи - зеленого. Многие пришли к заключению, что "серебряные" диски изготовлены из серебра, и, на основании этого допущения, пытались размышлять о коэффициенте отражения и долговечности носителей. До тех пор, пока представитель производителя не выступит с заявлением о реальном составе диска, неразумно предполагать что-то конкретное. У некоторых CD есть дополнительное покрытие (например, у "Infoguard" от Kodak), которое делает CD более устойчивым к царапинам, но не влияет на способ хранения информации. О верхней (этикеточной) стороне диска стоит беспокоиться больше всего, поскольку именно тут "живут" данные, а ее легче всего повредить на CD-R. Обезопасить диск от царапин позволяет наклеивание на всю его площадь круглой наклейки для CD. Диски CD-RW имеют совершенно другую структуру. Сторона данных (в отличие от стороны этикетки) серебристо темно-серого цвета, который трудно описать. Также можно привести краткий список того, какие компании производят те или иные диски:

Фирма Taiyo Yuden изготовила первые "зеленые" CD. Сейчас они также изготавливаются TDK, Ricoh, Kodak, и, вероятно, некоторыми другими фирмами.

Фирма Mitsui Toatsu Chemicals (MTC) изготовила первые "золотые" CD. Сейчас они также изготавливаются Kodak и, возможно, другими.

Фирма Verbatim изготовила первые "серебряные/синие" CD.

Многие марки CD-R (например, Yamaha и Sony) являются OEM-версиями одного из основных производителей. По большому счету, трудно определить, кто что производит, поскольку построены новые предприятия, а продавцы могут менять поставщиков.

8. Что означают цифры скоростей (например, 6x4x32) в параметрах устройств для записи компакт-дисков?

Обычные аудио-проигрыватели проигрывают музыкальные компакт-диски за 74 минуты. Данная скорость принята за базу при измерении скоростей проигрывания и записи компакт-дисков и названа однократной скоростью (1-х). Однократная скорость соответствует передачи 150 Килобайт в секунду. Дисковод CD-ROM имеющий двух кратную скорость (2-х) передает данные со скоростью 300 Килобайт в секунду.

Три числа в параметрах CD-writer-ов означает скорости, с которой данное устройство может писать диски CD-R, диски CD-RW и соответственно читать эти диски.
Например, 6х4х32 означает то, что данное устройство записывает диски CD-R со скоростью 6-х (900 КБ/сек), записывает диски CD-RW со скоростью 4-х (600КБ/сек) и читает любые типы компакт-дисков со скоростью 32-х (4800 КБ/сек)

9. Какие существуют форматы при записи дисков CD-R?

Это наиболее сложный для ответа вопрос, учитывая, что за последние несколько лет появилось немало самых разнообразных форматов компакт-дисков, и это притом, что по-прежнему существуют исторически сложившиеся форматы, которые существуют давно и находят применение в специализированных приложениях. Ниже приводится обзор основных форматов:

Музыкальные диски (Audi o CD) или CD-DA или "Красная книга"

Для записи обычных музыкальных компакт-дисков Вам нужно, чтобы записанный диск соответствовал стандарту CD-DA. При записи используются, в качестве источника файлы стандартного типа WAV (или AIFF - Apple Audio Interchange File Format)

ISO9660 Data CD

Данный стандарт определяет вид, в котором обычные данные записываются на CD-R диски. Этот стандарт имеет много ограничений, а именно - максимальное число вложенных директорий не может превышать 8, имена файлов не могут иметь длину большую, нежели чем 8 символов и 3 символа отводится на расширение имени файла. Однако, данный стандарт совместим с большим количеством компьютеров и операционных систем.

Формат, предложенный фирмой Microsoft одновременно с появлением операционной системы Windows"95. Длина имени файла ограничена в этом стандарте 64 символами, и данный формат поддерживается теперь, как в среде Windows, так и в MacOS и Linux. Joliet основывается на стандарте ISO9660 и диски, записанные в этом формате могут быть прочитаны практически на любом компьютере. Однако имена файлов будут обрезаться до схемы 8+3.

Данный формат строго относится к компьютерам Macintosh. HFS CD могут быть прочитаны только на компьютерах этого типа.

UDF или Pocket Writing

UDF (Universal Disk Format) радикальное расширение стандарта ISO9660, в чем-то напоминающее Joliet. Программа Adaptec DirectCD (поставляющаяся в составе пакета Easy CD Creator Deluxe, или продающаяся отдельно для платформы Mac) и, например, программа CeQuadrat PacketCD позволяют записывать диски в этом формате. UDF отличается от других форматов тем, что вы можете работать с компакт-диском, как с большой дискетой, копируя файлы на него с помощью стандартных средств Windows или MacOS. Однако этот формат плохо подходит для передачи дисков другим людям, ибо чтобы прочитать диски этого формата им понадобится установить специальное программное обеспечения для чтения таких дисков.

ISO 9660 Rock Ridge

Расширение стандарта ISO9660, используемое исключительно в операционных средах Linux и UNIX.

ISO Level 2

Несколько модернизированный формат ISO9660, упрощенный в плане ограничений. Например, длина имени файла в нем ограничена 31 символом. Однако низкий уровень совместимости данного стандарта не позволяет применять его так широко, как, например, применяется формат Joliet.

VideoCD или VCD или "Белая Книга"

Формат VideoCD был разработан в середине 90-х годов и был ориентирован на использование в таком устройстве, как проигрыватель Philips CD-I. Диски VideoCD содержит видеоизображение и звук, сжатый по стандарту MPEG1. Несмотря на то, что Philips CD-I плэйер давно не производится, данные диски могут быть использованы на подавляющем большинстве DVD плэйеров, если они поддерживают чтение дисков CD-R или CD-RW.

8. Какой формат мне необходимо использовать, если я хочу ….

…. обмениваться данными с друзьями, которые используют сходную с моей операционную систему?

Тут все просто. Пользователи операционной системы Windows должны использовать формат Joliet, пользователи Mac - формат HFS.

…. обмениваться данными с людьми, которые используют различные операционные среды и платформы?

Для максимальной совместимости рекомендуется использовать формат ISO9660. Однако, если вам необходимо сохранить длинные имена файлов на диске, то вы должны попробовать использовать формат Juliet. Современные Mac-и и большинство операционных систем сейчас имеют возможность считывать диски, записанные в таком формате.

…. слушать музыку на обычном аудио проигрывателе?

Тогда вы должны записать диск в формате CD-DA, что обеспечит наибольший уровень совместимости с аудио-проигрывателем.

10. Как записывать диски со смешанным содержимым?

Существует две возможности записывать такие диски:

Mode I - при использовании данного формата данные записываются в начале диска (в любом известном формате), затем следуют записанные звуковые трэки. Если вам надо совмещать звук и данные, то использование этого режима обеспечит необходимый уровень совместимости с различными устройствами и операционными средами.
СD-XA (Mode II) - данный режим отличается от предыдущего тем, что данные и звук могут быть записаны в произвольном порядке. Однако эта гибкость отрицательно сказывается на совместимости, записанных дисков.

11. Что такое мультисессионный CD?

Данная технология позволяет вам добавлять данные или звук на диск, на котором уже что-то записано до тех пор пока не будет произведена процедура "закрытия" диска. Это было очень актуально в начале 90-х годов, когда стоимость пустого диска CD-R доходила до $12, дисков CD-RW не существовало, а жесткие диски имели маленький объем.

Диски, записанные по такой технологии, имеют некоторые проблемы с совместимостью, и оттого не рекомендуется использовать ее без веских причин. Формат UDF делает эту технологию ненужной; c помощью Direct CD и подобного программного обеспечения вы можете записывать данные, не беспокоясь о совместимости. Если же вам нужно передать диск другим людям, то просто запищите его за раз в формате Joliet

12. Что такое "закрытие" диска?

"Закрытие" диска означает, что после выполнения этой процедуры что-либо на данный диск CD-R будет невозможно. Если вы никогда не пользуетесь возможностью "multisession", то вам не имеет смысл задумываться об этом, ибо диск будет закрываться автоматически после окончания записи информации на диск. Многие старые дисководы CD-ROM и аудио-плэйеры имеют проблемы с чтением незакрытых дисков, так что для большей совместимости имеет смысл "закрывать" диск.

Если вы хотите записать что-либо на "закрытый" диск CD-RW просто выполните функцию "очистить" и вы сможете записывать данные на этот диск снова. Если же вы используете формат UDF, то в нем нет понятия "закрытия" диска в традиционном смысле этого слова - просто копируйте и удаляйте файлы с такого диска, как с простой дискеты.

Эпоха компакт-дисков медленно, но верно уходит в прошлое. Сейчас большинство современных пользователей и знать не знают, и чем они отличаются от стандартных R и ROM. Для того чтобы понять, в чем разница, нужно вспомнить историю их создания. Только потом можно будет определить их главное отличие от классических компакт-дисков.

История развития оптических носителей CD

Первый компакт-диск был разработан компанией Philips. Именно они считаются пионерами в этой области. Сначала оптические диски имели довольно мало места для размещения данных. Изначальный объем такой "болванки" составлял 640 мегабайт. Но со временем он увеличился до 700. Первые оптические диски формата "компакт" имели название CD-R. Это означало, что на них можно было записать данные только один раз. Долгое время именно они использовались в качестве носителей. Однако шло время, технологии развивались, и очень скоро производители представили перезаписываемый компакт-диск CD-RW. Эта аббревиатура (RW) пошла от английского слова Rewritable (с возможностью перезаписи). Такие оптические носители стали нереально популярными среди пользователей. Сама идея многоразовой записи на диск казалась невероятной. Но был один минус. Скорость записи на такие носители была ну очень маленькой. Если стандартный диск R записывался со скоростью х53, то диски RW Classic требовалось писать со скоростью х6. Но это продолжалось недолго, так как стандартные компакт-диски скоро вышли из моды.

Появление DVD

Упадок классических "компактов" напрямую связан с появлением нового формата - DVD-R. Эти оптические накопители отличались гигантским объемом (по сравнению с CD). Они могли уместить в себе 4,5 гигабайта информации. Это был прорыв. Как положено, некоторое время спустя после успешного старта классических ДВД, появились DVD-RW-диски, позволяющие записывать на тот или иной носитель несколько раз. И такое решение стало невероятно популярным.

Диски ДВД использовались практически везде: на них записывали программы, операционные системы, фильмы и прочую информацию. Даже музыку в форматах без потери качества писали именно на ДВД-болванки. И в этом плане DVD-RW-диски выглядели наиболее универсальным решением. А вскоре появились двухслойные ДВД, которые вмещали почти 10 гигабайт информации. Вот это было действительно прорывом. Долгое время ДВД использовались повсеместно. Были выпущены и специальные проигрыватели. Они умели читать и RW, поэтому пользователи записывали на них несколько фильмов сразу. А когда они надоедали - перезаписывали. Так продолжалось довольно долго. Но и эпохе ДВД пришел конец.

Эра Blu-Ray

На смену классическим и двухслойным ДВД-дискам пришли Blu-Ray-носители. Они отличались повышенной емкостью. На один такой диск помещалось около 25 гигабайт информации. Это очень много. Примерно в то же время появились и форматы HD-видео. Фильмы в таком формате отлично умещались на BD. Это и определило область применения таких оптических носителей - киноиндустрия.

Действительно, держать библиотеку на BD было как-то неправильно. Тем более что в это же время стремительными скачками развился интернет и появились USB-накопители большого объема. Диски стали никому не нужны, лишь BD еще держались на плаву. И то только благодаря тем, кто любит смотреть фильмы в максимальном качестве в домашнем кинотеатре. Со временем (как и положено) появились двухслойные BD- и BD-RW-диски. Последние позволяли перезаписывать на себя информацию. Но учитывая объем Blu-Ray-носителя и низкую скорость записи на RW, такой вариант не обрел популярности. По сей день BD-RW остается лишь занятной технологией. Но не более того.

В настоящее время переосмысляется и актуальность технологии Blu-Ray. Появились новые разрешения видео - 2К и 4К. А они требуют гораздо больше места и на классическую "болванку" BD ни за что не влезут. Вероятно, скоро и эра Blu-Ray успешно завершится. Но это уже совсем другая история.

Заключение

Итак, мы рассказали об особенностях RW-дисков и рассмотрели историю развития оптических носителей. Классические компакт-диски уже используются исключительно в музыкальной индустрии. О ДВД давно уже никто не слышал. Сейчас правит бал технология Blu-Ray. Но судя по последним тенденциям в мире мультимедийных развлечений, дни вышеописанной технологии сочтены. Возможно, сейчас производители разрабатывают новый тип оптических носителей. Но о том, что будет дальше, мы расскажем как-нибудь в следующий раз...

Компакт-диск представляет собой пластиковый диск, имеющий в центре круглое отверстие. На него с помощью лазера записывается и считывается оптическая информация цифрового формата.

Сначала такие диски применялись для хранения цифровых музыкальных записей, нам они знакомы под названием «Аudio CD». Но спустя непродолжительное время диски приспособили для хранения файлов, содержащих цифровую информацию различного формата (видео, текст, программы, музыку, картинки и фото). Такие диски стали называть CD-ROM или «компакт-диск только для чтения», ведь записать на него информацию можно было только один раз, зато считать множество. Еще через несколько лет появляются диски, на которые пользователь мог сам записать информацию (CD-R), а также диски с возможностью перезаписи (CD-RW), информация с которых может быть стерта и записана заново.

Форматы файлов записываемых на Аudio CD и на CD-ROM различны. В связи с этим, проигрыватели, предназначенные для чтения только Аudio CD, не имеют возможности воспроизводить информацию с диска формата CD-ROM, для чего требуется специальное устройство чтения.

История компакт-диска начинается в 70-х годах прошлого века. Впервые он появился в 1979 году. Это была совместная разработка компаний Sony и Philips. Фирма Sony разработала способ кодирования сигналов (аналогичный тому, что использовался в профессиональных цифровых магнитофонах), а за Philips был производственный процесс, в котором применялась их фирменная технология выпуска лазерных дисков.

В промышленных масштабах компакт-диски стали выпускаться в 1982 году в Германии предприятием, расположенном в городе Лангенхагене. Первый музыкальный CD, вышедший в открытую продажу, был представлен в июне 1982 года. На этом диске вышел в продажу альбом группы «АВВА» – «The Visitors». Большое влияние на распространение компакт-дисков оказали такие гиганты, как Apple и Microsoft.

Правда, есть еще одна версия происхождения компакт-дисков, согласно которой их изобретателем был американец Джеймс Рассел из компании «Optical Recording». Уже в 1971 году он показывал свое изобретение, позволяющее хранить информацию. Толчком к разработке Расселом оптических дисков послужило желание не допустить повреждения иглами звукоснимателей виниловых пластинок с его любимыми музыкальными композициями. А уже через восемь лет фирмы Philips и Sony повторили его изобретение.

Компакт-диски имеют толщину 0,12 см и диаметр 12 см. Выполнены они из поликарбоната с нанесенным на него тончайшим металлическим покрытием (как правило, используют серебро, золото, алюминий и т.п.) и слоем лака. На одну сторону диска печатным способом наносится информация и изображения, связанные с содержимым (имена исполнителей, названия альбомов, треков, логотипы и т.д.).

С внешней стороны диска имеется выступ, который опоясывает диск, и не позволяет рабочей поверхности с записанной информацией царапаться. В центре имеется круглое, диаметром в 1,5 см отверстие. Весит компакт-диск чуть менее 16 грамм.

Поначалу на диски записывалась музыка в формате «Red Book». Она была двухканальной и имела частоту дискретизации 44,1 кГц, а также импульсно-кодовую модуляцию, равную 16-ти битам. Небольшие царапины, идущие к краю диска от центра или наоборот, не оказывают влияние на чтение информации с диска. Это возможно благодаря коду Рида-Соломона, который дает возможность коррекции ошибок считывания.

Информация на диск записывается дорожками (питами), закручивающимися в форме спирали. Питы имеют стандартные ширину и глубину равные 500 нм и 100 нм соответственно. А вот по длине питы различаются друг от друга и имеют диапазон вариации от 850 нм до 3,5 мкм.

Существуют следующие типы дисков: CD-RОМ – только для чтения, CD-R – для одноразовой записи, CD-RW – перезаписывающиеся. Для записи информации на компакт-диски применяются специальные пишущие устройства (приводы). Есть еще фигурные диски «Shape CD», представляющие собой оптические носители типа CD-ROM, которые выполнены в форме звезд, сердечек, самолетов, машин и т.д. Как правило, такие диски используют в качестве носителей видео или аудио информации люди, связанные с шоу-бизнесом. «Shape CD» был запатентован немецким продюсером Марио Коссом в 1995 году. Стоит заметить, что диски указанного типа не следует использовать в компьютерных приводах, так как они более скоростные, чем музыкальные, отчего диск может разрушиться и повредить привод.

Министерство образования Республики Беларусь

ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ

Реферат на тему:

Структура

компакт диска

по предмету “Системное программное обеспечение”

подготовил студент математического

факультета 5группы 2курса

КрижакАлександр Станиславович

Преподаватель Ливак Елена Николаевна

Гродно 2003

Введение

Компакт-диски (CD-ROM), изначально разработанные для любителей высококачественного звучания, прочно обосновались теперь на рынке компьютерных устройств. Благодаря своим малым размерам, большой емкости, надежности и долговечности они с успехом применяются в качестве устройств внешней памяти.

Музыкальные оптические компакт-диски пришли на смену виниловым ("грампластинкам") в 1982 году примерно в то же время, когда появились первые персональные компьютеры фирмы IBM. Двумя гигантами электронной промышленности - японской фирмой Sony и голландской Philips был разработан специальный стандарт, известный как "Красная Книга" (Red Book), согласно которому компакт-диск должен быть рассчитан всего на 74 минуты звучания, а точнее на 74 минуты и 33 секунды. Когда 74 минуты пересчитали в байты, то получилось как раз 640 Мбайт.

Две вышеназванные фирмы сыграли также ведущую роль при разработке первой спецификации цифровых компакт-дисков - так называемой "Желтой Книги" (Yellow Book). Она послужила основой для создания компакт-дисков с комплексным представлением информации, то есть способных хранить не только звуковые, но также текстовые и графические данные (CD-Digital Audio, CD-DA). Вторым стандартом для цифровых компакт-дисков стала спецификация HSG (High Sierra Group), или просто High Sierra. Этот документ был предложен основными производителями цифровых компакт-дисков с целью обеспечить хотя бы некоторую совместимость. Данная спецификация определяла уже как логический, так и файловый форматы компакт-дисков.

Принятый несколько позже международный стандарт ISO 9660 для цифровых компакт-дисков в принципе совпадал с основными положениями HSG. Заметим, что все компакт-диски, соответствующие требованиям стандарта ISO 9660, который определяет их логический и файловый форматы, являются совместимыми друг с другом. В частности, этот документ определяет, каким образом найти на компакт-диске его содержание Volume Table Of Contents (VTOC ).

Физическая структура компакт-диска

В структуре компакт диска можно выделить четыре основных слоя (пятый - изображение, нанесенное на поверхность диска), наносимых поэтапно.

Пойдем по пути изготовления диска. Изначально изготавливается пластмассовая основа диска - поликарбонат (Е), которая составляет основную часть CD-R и придает ему необходимую прочность и форму. Далее, на готовую пластмассовую форму наносится активный слой (D) (dye). Именно этот слой позволяет осуществлять запись на диск и определяет его надежность и качество считывания информации в дальнейшем (в простых CD - ROM дисках данный слой отсутствует, а запись необходимой информации происходит непосредственно на предприятии-изготовителе). На сегодняшний день широко используется два типа активного слоя: цианин и фталоцианин.

После того, как на поликарбонатовую заготовку был нанесен dye, диск покрывается специальным слоем светоотражающего материала (C). В обычных CD-ROM для этой цели применяется алюминий, в CD-R дисках же применяется чистое серебро, позволяющее добиться 65-80%-го коэффициента отражения.

Завершающим этапом изготовления диска является нанесение защитного слоя (В), на который в дальнейшем возможно нанесение изображений (А). Наиболее распространенным и простым в изготовлении защитным слоем является специальный лак. Лакировка диска не дает 100%-ной гарантии сохранности данных при воздействии внешних механических или химических воздействиях. Тем не менее, многие китайские "производители" часто экономят на лаке, либо наносят его так, что на диске образуются концентрические разводы в виде волн, что свидетельствует либо о неправильно рассчитанной скорости нанесения, либо о неправильном режиме сушки, что делает диски практически беззащитными от влияния внешних воздействий.

Формат компакт-диска

Все CD - ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (Clamping ). После нее расположена калибровочная (Program Calibration ) зона. Она используется в CD - R дисках для настройки мощности лазера записывающим устройством. Область регистрации (Program Memory ) также имеется только в записываемых дисках. Сюда временно записываются координаты начала и конца каждого трека при извлечении диска из записывающего устройства без закрытия сессии. За ней непосредственно следует заголовочная область (Lead - in ), содержащая оглавление диска (TOC - Table Of Content ), -- кольцо шириной 4 мм (диаметр 46-50 мм) ближе к центру диска (до 4500 секторов, 1 минута, 9 MB). Состоит из 1 дорожки (Lead-in Track). Содержит TOC (абсолютные временные адреса дорожек и начала выводной области, точность - 1 секунда). Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (Lead - out )шириной 1 мм. Кроме того, имеется также внешний (защитный) обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD - ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица.

Каждый байт данных (8 бит) кодируется 14-битным символом на носителе (кодировка EFM). Символы отделяются 3-битными промежутками, выбираемыми так, чтобы на носителе не было более 10 нулей подряд.

Из 24 байтов данных (192 бита) формируется кадр (F1-frame), 588 битов носителя, не считая промежутков:

· синхронизация (24 бита носителя)

· символ субкода (биты субканалов P, Q, R, S, T, U, V, W)

· 12 символов данных

· 4 символа контрольного кода

· 12 символов данных

· 4 символа контрольного кода

При декодировании могут использоваться различные стратегии обнаружения и исправления групповых ошибок (вероятность обнаружения против надежности коррекции).

Последовательность из 98 кадров образует сектор (2352 информационных байта). Кадры в секторе перемешаны, чтобы уменьшить влияние дефектов носителя. Адресация сектора произошла от аудиодисков и записывается в формате A-Time - mm:ss:ff (минуты:секунды:доли, доля в секунде от 0 до 74). Отсчет начинается с начала программной области, т.е. адреса секторов вводной области отрицательные. Биты субканалов собираются в 98-битные слова для каждого субканала (из них 2 бита - синхронизация). Используются субканалы:

· P - маркировка окончания дорожки (min 150 секторов) и начала следующей (min 150 секторов).

· Q - дополнительная информация о содержимом дорожки:

o число каналов

o данные или звук

o можно ли копировать

o признак частотных предыскажений (pre-emphasis): искусственный подъем высоких частот на 20 дБ

o режим использования подканала

§ q-Mode 1: во вводной области здесь хранится TOC, в программной области - номера дорожки, адреса, индексы и паузы

§ q-Mode 2: каталоговый номер диска (тот же, что на штрих-коде) - 13 цифр в формате BCD (MCN, ENA/UPC EAN)

§ q-Mode 3: ISRC (International Standard Recording Code) - код страны, владельца, год и серийный номер записи

§ CRC-16

Последовательность секторов одного формата объединяется в дорожку (трек) от 300 секторов до всего диска. На диске может быть до 99 дорожек (номера от 1 до 99). Трек может содержать служебные области:

· пауза - только информация субканалов, нет пользовательских данных

· pre-gap - начало трека, не содержит пользовательских данных и состоит из двух интервалов: первый длиной не менее 1 секунды (75 секторов) позволяет "отстроиться" от предыдущего трека, второй длиной не менее 2 секунд задает формат секторов трека

· post-gap - конец трека, не содержит пользовательских данных, длиной не менее 2 секунд

Вводная цифровая область должна завершаться постзазором. Первый цифровой трек должен начинаться со второй части предзазора. Последний цифровой трек должен завершаться постзазором. Выводная цифровая область не содержит предзазора.

Существует множество стандартов и форматов компакт-дисков – в зависимости от назначения и производителей. Приведу для примера далеко не все существующие : Audio CD (CD-DA), CD-ROM (ISO 9660, mode 1 & mode 2), Mixed-mode CD, CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture, mode 2, form 1 & form 2), Video CD, CD-I (CD-Interactive), С D-I-Ready, CD-Bridge, Photo CD (single & multi-session), Karaoke CD, CD-G, CD-Extra, I-Trax, Enhanced CD (CD Plus), Multi-session CD, CD-Text, CD-WO (Write-Once).

Файловая структура CD -ROM

Инициирующая дорожка данных на компакт-диске начинается со служебной области, необходимой для синхронизации между приводом и диском. Далее расположена системная область, которая содержит сведения о структурировании диска. В системной области находятся также директории данного тома с указателями или адресами других областей диска. Существенное различие между структурой компакт-диска и, например, дискетой заключается в том, что на CD системная область содержит прямой адрес файлов в поддиректориях, что должно облегчить их поиск.Международный стандарт ISO 9660 описывает файловую систему на CD-ROM. ISO 9660 первого уровня напоминает файловую систему MS-DOS: имена файлов могут содержать до восьми символов, расширение имени файла (состоящее из трех символов) отделяется от имени файла точкой. Имена файлов не могут содержать специальных символов ("-", "~", "=", "+"). При именовании файлов используются символы только верхнего регистра, цифры и символ "_". Имена каталогов не могут иметь расширений. Каждый файл имеет версию - номер версии отделяется от расширения символом ";". Каталоги могут иметь глубину вложенности 8. Стандарт ISO 9660 второго уровня позволяет использовать в именах файлов до 32 символов, накладывая описанные выше ограничения. Диски, созданные с использованием такого стандарта, не могут использоваться в ряде операционных систем, включая и MS-DOS.

Отметим, что для большинства компакт-дисков вся хранимая впоследствии на них информация заносится за один технологический цикл, или сеанс (single session). Как уже говорилось оглавление диска, то есть указатель того, где и как на нем хранится информация, содержится в VTOC. Однако после того как появилась технология позволяющая дописывать информацию на специальные (дописываемые) CD-ROM, речь пошла уже о многосеансовых компакт-дисках и соответствующих приводах (multi session).

Основными элементами файловой структуры CD-ROM являются:

· первичный дескриптор тома (PVD - Primary Volume Descriptor); он всегда находится в шестнадцатом секторе сеанса и содержит ссылки на таблицу путей (PT - Path Table) и корневой каталог (RD - Root Directory);

· таблица путей (PT) содержит адреса каталогов (DF - Directory Files).

Если файловая структура охватывает более одного сеанса, то ссылки из корневого каталога последующих сеансов включают в себя ссылки на каталоги предыдущих сеансов и таким образом каталоги предшествующих сеансов становятся доступными в последующих сеансах. На этом базируется возможность обновления файлов. Несмотря на невозможность стирания, эффект "перезаписи" сохраняется для пользователя: это достигается путем перезаписи в последующем сеансе каталогов, содержащих ссылки на замещаемый файл. Файл, разумеется, также записывается в последующем сеансе, и в новую редакцию каталога включается ссылка на него. При стандартном доступе к файлам будут использоваться ссылки из корневого каталога последнего сеанса, и файл будет выглядеть обновленным, хотя возможность доступа к предшествующей версии при помощи специальной ссылки сохранится.

Возможен также вариант, когда записываемый позже сеанс является независимым, в этом случае ссылки на сеансы будут аналогичны ссылкам на различные разделы физического диска. Для нормальной работы файловой системы с CD-R весьма желателен накопитель, "понимающий" многосеансовые диски. Проверить, обладает ли накопитель такими способностями, легко - достаточно посмотреть каталог многосеансового диска: примитивный проигрыватель "увидит" только каталоги и файлы первого сеанса.

Как видим, форматы записи оказываются довольно тесно связанными с устройством накопителя CD-ROM.

CD - RW диски

Термином CD - RW обозначают сравнительно новый тип записываемых дисков, поступивших в широкую продажу в 1997 году. В отличие от CD - R дисков (т.е. дисков на которые информацию можно только дозаписывать), CD - RW диски позволяют не менее 1000 раз частично или полностью стирать/перезаписывать информацию. Основной принцип перезаписи основан на том, что вещество, используемое в качестве рабочего слоя может находится в одном из двух устойчивых состояний - кристаллическом или аморфном, соответственно пропускающем луч лазера до отражающего слоя и обратно или же рассеивающем свет.

Если вещество находится в первом (кристаллическом состоянии), то считывающий луч лазера беспрепятственно проходит сквозь рабочий слой, отражается от отражающего слоя и в итоге попадает на фотоприемник, что соответствует логической "1". Если же вещество находится в аморфном состоянии, луч рассеивается, не попадая в итоге на фотоприемник, что соответствует логическому "0".

Для перевода вещества из одного состояния в другое используютсяспециальные режимы нагрева и охлаждения лазерным лучом. Вначале вещество нагревается до высшей температуры T 1,при этом оно теряет свою структуру, локально в точке фокусировки луча лазера становясь аморфным; если затем полностью выключить лазера, т.е. произвести резкое охлаждение T 1 >> T комн. , то вещество остывая так и останется в аморфном состоянии. Если же лазер не выключить, а только уменьшить его мощность и полностью выключить только через какое-то время, то за счет 2-ух ступенчатого охлаждения T 1 >> T 2 >> T комн., вещество рабочего слоя успевает кристаллизоваться.

Заключение

Существующие сегодня CD-ROM "родились" от аудиодисков, технологическая готовность выпуска которых существует уже более 15 лет. За это время возникли и новые технологические возможности, и достаточный рынок для создания устройства, ориентированного на эффективное хранение данных, и удобные средства доступа к ним. Возможности формата, основанного на Красной книге, почти исчерпаны (одно только хранение оглавления в Q-фрейме подканала при пустующих секторах рубит под корень возможности использования небольших сеансов). Естественно, что мир стремится к созданию более современных CD. Такие CD давно ждут на рынке, для них не только придумали название (High Density Compact Disk - HD CD), но и успели поменять его на MMCD (Multi Media CD). Ожидается, что за счет уменьшения длины волны считывающего лазера удастся уменьшить размеры пита и расстояние между дорожками. В совокупности с улучшением структуры хранении информации и более современными средствами коррекции ошибок, возможно, удастся достичь емкости 3,7 ГБ на диск. Еще большую емкость обещает мультиповерхностная технология, при которой запись осуществляется на нескольких (для начала на двух) слоях, расположенных один над другим. Выбор считываемого слоя обеспечивается фокусировкой луча именно на нем, а чрезвычайно короткофокусная оптика позволяет уменьшить помеху от другого слоя до приемлемой величины.

Таким образом,компакт-диски прочно укоренились в нашей жизни,т.к. являются пока самыми универсальными носителями информации в современном информационном мире, и подробный осмотр структуры этих устройств является неотъемлимой частью при изучении этой загадочной компьютерной Вселенной.

Литература

1. http:// referat 2000. bizforum . ru / komp /25. htm

2. http :// www . ixbt . com / storage / cdr . shtml

3. http :// blhard . narod . ru / books / cd . html

4. http :// referat . ru / document /12944

5. http :// www . comizdat . com /3/4/90/363/378/

6. http :// www . transelectro . ru / glossary / cdrw . html