Матеріали-носії інформації в CD та DVD оптичних дисках
Міністерство освіти та науки України
Таганрозький технологічний інститут
Південного федерального університету
Реферат з курсу “Майстерствознавство”
На тему “Матеріали-носії інформації уCDіDVDоптичних дисках”
Виконав студент е-76
Широко поширені два види подання інформації: аналоговий та цифровий.
Аналоговий метод запису інформації.
Розглянемо з прикладу аналогової магнітної записи. Це спосіб запису інформації шляхом зміни магнітного стану носія і створення в ньому розподілу намагніченості, відповідного сигналу, що записується. Магнітний носій містить матеріал, здатний намагнічуватися під дією зовнішнього магнітного поля та зберігати набуту намагніченість практично необмежено довгий час. До таких матеріалів відносяться метали - залізо, кобальт і нікель, а також деякі оксиди металів і ферити, наприклад гамма-модифікація оксид заліза g-Fе2О3 діоксид хрому СгО2, ферит барію.
У процесі магнітного запису носій транспортується з постійною швидкістю щодо магнітної головки запису, яка є кільцевою електромагніт із зазором.
У процесі відтворення магнітного запису на відтворювальну магнітну головку, що має аналогічний пристрій з головкою запису, впливає магнітний потік Ф, що виходить з намагнічених ділянок носія, що рухається.
Сердечник головки відтворення, як і головки запису, виготовлений із матеріалу з високою магнітною проникністю. Тому, коли головка знаходиться в контакті з носієм, магнітний потік, що виходить з нього, замикається черезсердечник, пронизуючи обмотку, що знаходиться на ньому. При русі носія магнітний потік у сердечнику змінюється у часі як і, як і залишковий магнітний потік вздовж носія.
При цьому в обмотці наводиться ЕРС індукції, яка і є вихідним сигналом головки.
Спосіб запису, у якому аналоговий сигнал перетворюється і записується на носій інформації цифровій формі, тобто. у формі імпульсів двійкового коду. Така запис є комбінацією всього двох станів носія, відповідних 0 і 1, які легко розрізнити і при цьому практично виключити вплив перешкод.
У магнітного цифрового запису двома станами можуть бути незмінність залишкового магнітного потоку носія і, навпаки, зміна напрямку цього потоку на протилежне в межах даної уявної комірки пам'яті. Ці комірки на носії із записом 0 або 1 визначаються тактовим сигналом, який дозволяє відповісти на запитання, який знак - 0 або 1 - знаходиться в комірці.
При записі на магнітооптичний носій аналізовані два стани - це позитивна і негативна залишкова намагніченість даного осередку носія. Подібна проста пара станів у загальному випадку не може бути використана в магнітному записі, оскільки звичайна магнітна головка відтворення реагує на зміну намагніченості і може розрізнити позитивну та негативну намагніченість тільки на переході від однієї до іншої.
В різних інших різновидах лазерного запису стану носія, що представляють 0 і 1, залежать від конкретних особливостей запису: наявності та відсутності поглиблення в комірці пам'яті на поверхні носія; відмінності кольору, відбивної здатності чи оптичної щільності осередків та інших.
Основна різниця між аналоговоюінформацією та цифровою в тому, що аналогова інформація безперервна, а цифрова дискретна.
Недоліки аналогового запису:
1) Незручність роботи зі стрічкою.
3) Неможливість оперативного монтажу, підчисток, обробки записаного сигналу.
4) Погіршення якості запису з часом. При тривалому зберіганні фонограми якість запису погіршується. При тривалому (близько року і більше) зберігається так званий копір-ефект. Це походить від того, що сигнал з одного витка стрічки копіюється на інший. Навіть якщо не брати до уваги це, слід пам'ятати, що аналогова фонограма втрачає якість при кожному програванні.
5) Висока вартість професійного аналогового обладнання та магнітної стрічки. Стрічка фізично не здатна витримати стільки циклів "запис-стирання", скільки витримує комп'ютерний диск.
Переваги аналогового запису:
на хорошому обладнанні з гарною плівкою перші копії будуть більш точними, ніж вони були б у цифровому варіанті, бо будь-яка дискретизація неминуче спричиняє втрату інформації між сусідніми вимірами, а за аналогового запису інформація пишеться безперервно. Ось чому класична музика, записана на хорошому котушковому магнітофоні на хорошу плівку, звучатиме жвавіше, ніж сухіший "дискретний" звук на cd.
Переваги цифрового запису:
2) Відсутність спотворень під час копіювання. При правильній комутації можлива необмежену кількість перезаписів цифрового сигналу з одного носія на інший.
3) Тривале зберігання архівних матеріалів CD без втрати якості.
4) Відносно низька вартість систем цифрового звукозапису.
Тепер поговоривши про різні способи подання інформації, зупинимося на цифровомуспособ і розберемося з компакт-дисками.
Фізичний пристрій CD-ROM Drive.
Розглянемо, із чого складається пристрій для зчитування даних із CD-ROM (CompactDisc – ReadOnlyMemory) – CD-ROM Drive.
Типовий пристрій пристрою наведено на малюнку. Давайте розглянемо алгоритм роботи CDROM Drive та розберемося, як він працює.
Напівпровідниковий лазер (4) генерує малопотужний лазерний промінь, який потрапляє на дзеркало, що відбиває. Двигун, керований мікропроцесором CDROM Drive зміщує рухому каретку (6) з дзеркалом, що відбиває, і фокусуючою лінзою (7) до потрібної доріжки компакт-диска (1). Промінь лазера фокусується на поверхні CDROM за допомогою лінзи, а потім лінза фокусує відбитий від поверхні диска промінь. Цей промінь за допомогою оптичної системи (5) подається на фотоприймач (3), який перетворює прийняті світлові імпульси в електричні, які потім розшифровуються контролером (2) і передаються в комп'ютер у вигляді цифрових даних.
Розсіювання або поглинання променя відбувається в тих місцях, де в процесі запису диска були нанесені поглиблення (штрихи або пити). Сильне відображення відбувається про ті області диска, де таких штрихів немає. Фотодатчик сприймає лазерний промінь, відбитий від поверхні диска, потім ці сигнали надходять у процесор зчитувального пристрою, там вони перетворюються на двійкові дані. Глибина кожного штриха на диску дорівнює 0,12 мкм, ширина – 0,60 мкм. Штрихи розташовані у вигляді спіральної доріжки, відстань між сусідніми витками якої становить 1,60 мкм, що відповідає густині 16 тис. витків на дюйм, або 625 витків на мм. Довжина штрихів уздовж доріжки запису може коливатися від 0т 0,9 до 3,3 мкм. Доріжка починається на деякій відстані від центральногоотвори диска і закінчується приблизно 5 мм від краю диска.
Якщо на компакт-диску (звуковому чи інформаційному) потрібно знайти місце запису певних даних, його координати попередньо зчитуються з змісту диска, після чого зчитуючий пристрій переміщається до потрібного витку спіралі і чекає появи певної послідовності бітів.
Запис на компакт-диск штампованого виробництва здійснюється одноразово і полягає в нанесенні на чисту поверхню алюмінієвого шару відповідного малюнка штрихів. Такий запис здійснюється або випалюванням за допомогою лазерного променя або шляхом штампування. Оскільки записану поверхню вже неможливо повернути у вихідний стан, то й перезаписати інформацію на компакт-диск не можна.
Мал 6. Компакт диск
Щоб зрозуміти, як вдалося досягти такого значного зростання обсягу інформації на DVD диску, порівняємо його з CD-ROM. Головна відмінність звичайно у збільшеній щільності запису інформації.