Информатика: аппаратные средства персонального компьютера - Владимир Яшин

• электрический двигатель, вращающий компакт-диск;

• систему загрузки компакт-дисков;

• оптико-механический лазерный блок;

• электронный блок, обеспечивающий управление, преобразование, согласование и передачу электрических сигналов.

Однако, поскольку комбинированные дисководы поддерживают работу с большим количеством типов оптических дисков (CD и DVD), то характеристики основных узлов таких дисководов отличаются от характеристик дисководов, поддерживающих работу только с компакт-дисками. В настоящее время существует достаточно много фирм – производителей комбинированных дисководов, таких как Sony, NEC, Toshiba, Hitachi, Panasonic и т. д., производящих различные модели. Технические характеристики конкретных моделей таких дисководов можно посмотреть в соответствующей документации.

Все перечисленные выше компоненты дисковода размещаются в едином корпусе, который может вставляться в соответствующий отсек системного блока компьютера (внутренний дисковод) или представлять собой функционально законченное устройство, которое располагается вне системного блока компьютера (внешний дисковод). В качестве примера внутреннего дисковода укажем дисковод фирмы NEC модели DVD_RW ND-3500AG, который позволяет работать как с компакт-дисками, так и с цифровыми универсальными дисками различных типов. Логотипы оптических дисков, которые поддерживает данный дисковод, указываются на передней панели самого дисковода и в инструкции по эксплуатации. Примером внешнего дисковода может служить дисковод фирмы Sony модели DVD_RWDRU-800A KY03, который также позволяет работать как с компакт-дисками, так и с цифровыми универсальными дисками различных типов.

Система загрузки комбинированного дисковода в зависимости от своего конструктивного исполнения может обеспечивать несколько вариантов загрузки оптических дисков. Однако чаще всего используется выдвижной лоток. С помощью электрического двигателя системы загрузки лоток выезжает и задвигается внутрь после того, как на него положили нужный оптический диск.

Оптико-механический лазерный блок комбинированного дисковода состоит из оптической головки и системы ее перемещения. Данный блок по сравнению с блоком дисковода, работающим только с компакт-дисками, представляет собой более сложное устройство, поскольку в его состав включается дополнительно лазер для работы с DVD. Длина волны, излучаемой лазером, лежит в диапазоне от 635 до 780 нм и зависит от типа дисковода. Длина волны, излучаемой лазером для работы с CD, лежит в диапазоне выше 780 нм и также зависит от типа дисковода. В оптической головке комбинированного дисковода расположены лазеры, система линз и приемник отраженного сигнала. Основой системы перемещения головки является высокоточный двигатель, позволяющий перемещать оптическую головку точно над информационной дорожкой диска. Электронный блок обеспечивает совместную работу всех устройств дисковода, распознает команды компьютера и передает полученную информацию с диска.

В комбинированных дисководах также применяются два основных способа вращения компакт-дисков вокруг своей оси и соответственно считывания и записи информации: с постоянной угловой скоростью (CAV) и постоянной линейной скоростью (CLV). Причем в некоторых моделях дисководов находят применение оба этих метода. Но наиболее распространен первый способ, который обеспечивает постоянную угловую скорость вращения диска на всем пути лазерного луча и переменную скорость считывании и записи информации. В комбинированных дисководах данного типа диск вращается с постоянной угловой скоростью на всем пути лазерного луча, а скорость передачи данных меняется. При этом на внутренних витках спиральной дорожки диска скорость передачи данных минимальна, на внешних – максимальна. Поэтому в технической документации на дисководы указывают максимальные скорости записи и считывания информации как для компакт-дисков, так и для цифровых универсальных дисков. Примером такого дисковода является дисковод фирмы Sony модели DVD_RW DRU-800AKY03.

В комбинированных дисководах находит также применение способ вращения компакт-дисков и цифровых универсальных дисков вокруг своей оси с постоянной линейной скоростью, которую поддерживает устройство управления дисковода. Для обеспечения постоянной линейной скорости угловая скорость вращения диска должна уменьшаться в процессе продвижения лазерной головки над спиральной дорожкой, начиная от центральной части диска (начало записи) и перемещаясь к краю диска (окончание записи).

Скорость считывания и записи информации в комбинированных дисководах указываются отдельно для компакт-дисков и цифровых универсальных дисков. При этом отдельно указываются максимальные скорости считывания (Read max) и записи (Write max) данных.

Скорость считывания и записи информации для компакт-дисков измеряется в единицах, кратных базовой скорости – 150 Кбайт/с.

Скорости считывания и записи информации для цифровых универсальных дисков измеряется в единицах, кратных базовой скорости – 1,38 Мбайт/с. Если комбинированный дисковод записывает DVD на двукратной скорости (2х), то это означает, что скорость записи составит 2 х 1,38 = 2,76 Мбайт/с.

Таким образом, однократная скорость записи (считывания) для DVD примерно в 9,4 раза больше, чем однократная скорость записи (считывания) для CD.

Обмен информацией между накопителем информации на цифровом универсальном диске и МП компьютера осуществляется через контроллер накопителя, который входит в состав электронного блока накопителя. В качестве интерфейса для внутренних дисководов в накопителях информации на цифровых универсальных дисках в настоящее время широко используются интерфейс IDE (Integrated Disk Electronic) или интерфейс IDE/ATAPI (Integrated Disk Electronic /Attachment Packet Interface). В качестве интерфейса для внешних дисководов используются интерфейсы IEEE 1394 и USB 2.0.

Основными носителями информации в рассматриваемых накопителях являются цифровые универсальные диски. Однако данные накопители также позволяют считывать информацию с компакт-дисков – CD-ROM, CD-R, CD-RW и записывать информацию на CD-R и CD-RW.

В зависимости от технологии изготовления (строения дисков) DVD различают следующие типы дисков: DVD-5, DVD-9, DVD-10, DVD-14, DVD-18. В табл. 6.8 приведены типы DVD, их структура и информационный объем.

На рис. 6.64 представлено сечение двухстороннего двухслойного диска.

Рис. 6.64. Сечение двухстороннего двухслойного диска

В зависимости от используемого стандарта записи цифровые универсальные диски делятся на диски, предназначенные только для считывания информации, DVD-ROM, поддерживающие однократную запись информации – DVD-R, DVD+R, DVD-R DL, DVD+R DL, и диски, поддерживающие многократную запись (пользователь может стирать и производить перезапись данных на диске до 1000 раз),  – DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM.

Цифровые универсальные диски DVD-ROM (Digital Versatile Disk – Read Only Memory, цифровой универсальный диск – память только для чтения) предназначены для длительного хранения информации, записанной в производственных условиях. Информация, записанная на такие диски, не может быть изменена или дополнена, поскольку запись на них, как и на CD-ROM, производится в производственных условиях. При этом в качестве основного метода записи используется метод штамповки. DVD-ROM, на котором записана информация, может состоять из нескольких слоев в зависимости от технологии изготовления. Однако самыми распространенными DVD-ROM в настоящее время являются диски типа DVD-5 и DVD-10.

В качестве материала основания DVD-ROM используется прозрачный поликарбонат. Технология производства DVD-ROM сложнее технологии изготовления CD-ROM, сложность технологии определяется типом диска. При изготовлении основы методом штамповки на нее наносится информационный узор с исходного диска, называемого мастер-диском или матрицей. В результате получается прозрачный пластиковый диск. С одной стороны диск гладкий, с другой – на него нанесено множество микроскопических углублений (питов). На эту сторону затем напыляется отражающий металлический (алюминиевый) слой. Сверху на диск наносится защитный слой из тонкой пленки поликарбоната или специального лака. На защитный слой наносится полиграфия только для дисков DVD-5 и DVD-9.

Записанная информация на DVD-ROM в виде последовательности питов и выступов на его поверхности бесконтактно считывается оптико-механическим лазерным блоком дисковода.

Информация в DVD-ROM записывается на спиральную дорожку, расстояние между витками спиральной дорожки 0,74 мкм.

Объем информации, который может быть записан на DVD-ROM, в зависимости от типа диска может составлять от 4,7 Гбайт до 17 Гбайт. Среднее время доступа зависит от параметров дисковода и в среднем для DVD-ROM составляет 150 мс. Диаметр DVD-ROM равен 120 мм (основной стандарт) или 80 мм. Толщина диска – 1,2 мм.