И сливались с густою массою мрака, тяготевшего над ними. Компакт-диск умирал…
(По мотивам: Н.В. Гоголь. Фонарь умирал )
Что такое компакт-диск
Википедия дает такое определение:
«Компакт-диск – оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD -дисков стали DVD -диски. Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio ), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM (англ. Compact Disc Read Only Memory , компакт-диск только с возможностью чтения)…».
Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (золото, серебро, алюминий и др.) и защитным слоем лака, на который наносилась этикетка, представляющая содержание диска.
На внешней поверхности компакт-диска имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности.
В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм.
Масса диска – 15,7 г.
Формат хранения данных на CD , известный как Red Book (« книга»), был разработан компанией Philips . В соответствии с этим форматом на компакт-диск можно записывать звук в 2 канала с 16-битной импульсно-кодовой модуляцией и частотой дискретизации 44,1 кГц. Благодаря коррекции ошибок с помощью кода Рида-Соломона, лёгкие радиальные царапины не влияют на читаемость диска.
Информация записывается на диск в виде спиральной дорожки, состоящей из питов (англ. pit – впадина, «кратер», углубление – , неотражающее пятно на поверхности CD-ROM , представляющее двоичный "0"), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом (англ. land – контактная площадка, контактный участок – , отражающее пятно на поверхности CD-ROM , представляющее двоичную "1"). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм.
Данные с компакт-диска считываются при помощи луча с длиной волны 780 нм. Принцип считывания информации лазером заключается в регистрации изменения интенсивности отражённого света. луч фокусируется на информационном слое в пятно диаметром 1,2 мкм. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую интенсивность света.
Скорость чтения/записи CD указывается 150 КБ/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения/записи CD , равную 48 x 150 = 7200 КБ/с (7,03 МБ/с).
Компакт-диски изначально вмещали до 650МБ информации (или 74 минуты звукозаписи). Начиная с 2000 г., всё большее распространение получали диски объёмом 700МБ , позволяющие записать 80 минут аудио.
CD-ROM -ные легенды
…Существует легенда о том, что компакт-диск создали не Philips и Sony , а американский Рассел, работавший в компании Optical Recording . Якобы уже в 1971 г. он продемонстрировал своё изобретение для хранения данных. Делал он это для «личных» целей, желая предотвратить царапание своих виниловых пластинок иглами звукоснимателей. Спустя 8 лет подобное устройство было «независимо» изобретено компаниями Philips и Sony .
…Вице-президент корпорации Sony Ога (англ. Ohga ), обожавший классическую музыку, считал, что компакт-диск должен быть в состоянии вместить 9-ю симфонию Бетховена (самое популярное музыкальное произведение в Японии в 1979 г., согласно специально проведённому опросу!). В этом случае, по его мнению, на дисках можно будет распространять до 95% классических произведений. Дальнейшие исследования показали, что 9-я симфония в исполнении берлинского филармонического оркестра под руководством фон Караяна имела продолжительность 66 минут. А наиболее продолжительным исполнением стала симфония под руководством Фуртвенглера, исполненная на Байрейтском фестивале – 74 минуты. Якобы это и послужило решающим аргументом при принятии решения о первоначальной ёмкости диска – 650МБ информации (или 74 минуты звукозаписи).
…В Philips и Sony до мая 1980 г. не было единого мнения о внешнем диаметре диска. С точки зрения инженеров Sony , был достаточен диаметр в 100 мм, поскольку он позволяет миниатюризировать портативный проигрыватель. От высшего руководства Philips исходила идея сделать диск не более диагонального размера стандартной аудиокассеты (115 мм), имевшей на рынке большой успех. В мае 1980 г. руководители фирм пошли на компромисс и утвердили «окончательный» диаметр диска в 120 мм, ёмкость диска в 74 минуты аудиозаписи и частоту дискретизации в 44,1 кГц.
…Другая легенда гласит, что диаметр диска в 12 см выбран потому, что он соответствует размеру стандартной подложки под голландское …
История взлёта и падения, или Реквием компакт-диску
Компакт-диск (англ. Compact Disk , CD ) был разработан в 1979 г. голландской компанией Royal Philips Electronics совместно с японской Sony . Philips разработала технологический процесс производства компакт-дисков и проигрывателей с головками. Sony усовершенствовала ранее применявшийся в профессиональных цифровых магнитофонах свой способ записи (кодирования сигнала), обеспечивающий безошибочное считывание данных с диска (Pulse Code Modulation , PCM – импульсно-кодовая модуляция сигнала).
«Когда мы начинали, альтернативы не было, – вспоминает Крамер ( Kramer ), руководитель подразделения по оптическим разработкам лаборатории Philips в 70-е гг. XX в. – Попытка привнести цифровой звук в массы была весьма рискованной…».
В 1982 г. началось массовое производство компакт-дисков на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером (Германия). Выпуск первого коммерческого музыкального CD – это был компакт-диск с записью альбома «The Visitors» группы ABBA – был анонсирован 20 июня 1982 г.
Продажи первых CD -проигрывателей начались осенью 1982 г. в Германии, а до рынка США они добрались только весной следующего года.
Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли корпорации Microsoft и Apple Computer . Скалли, возглавлявший тогда Apple Computer , в 1987 г. сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире . И он оказался прав!..
Взлёту популярности компакт-дисков весьма споспешествовало то обстоятельство, что их стали использовать для записи не только музыки, но и любых (!) данных. А тут и все стали оснащаться приводом CD-ROM . Кроме того, широкое распространение получили диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable; CD+R , CD-R ) – для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable ; CD+RW , CD-RW ) – для многократной записи.
Компакт-диск имел оглушительный успех: к 2004 г. мировые продажи дисков CD , CD-ROM , CD-R , CD-RW достигли 30 млрд. штук. К 2007 г. в мире было продано около 200 млрд. CD (на каждого жителя Земли, включая младенцев и стариков, – не меньше 30 дисков!).
Но в 2007 г. начался закат эры компакт-дисков – продажи CD упали на 15%!..
Почти 30 лет компакт-диск возглавлял рынок музыкальных носителей. Но время не стоит на месте! С ростом объёмов информации появляются новые форматы носителей – DVD , , Blu-ray . Многие предпочитают просто « » музыку (или видео) в Интернете и скачать на свой жёсткий диск, чем покупать компакт-диски.
Можно назвать ещё много причин падения популярности компакт-дисков: малый объём CD , и т.д. и т.п.
Честно говоря, на CD давно уже не обращают внимания, – особенно с тех пор, как подешевели , а их объём существенно вырос. Кроме того, позволяет быстро скачивать большие объёмы информации.
Аналитики Gartner считают, что CD утратил свою коммерческую привлекательность – у него не осталось ни преимуществ, ни перспектив, – поэтому звукозаписывающая индустрия должна отказаться от компакт-дисков и вплотную заняться дистрибуцией музыки через Интернет.
Спасти формат CD не смогут никакие новшества и ухищрения, включая предложенный в 2007 г. компанией Walt Disney формат CDVU+ (CD View Plus ), который помимо музыкальных треков может включать другой мультимедийный контент.
Крупнейшая британская компания Linn Products первой отказалась от выпуска домашних и профессиональных CD - , после того как их продажи упали за 2 года на 40%.
1 апреля 2009 г. в Нью-Йорке закрылся крупнейший в мире музыкальный магазин Virgin Megastore . За несколько недель до своего закрытия культовый музыкальный на Таймс-сквер объявил полную распродажу. Но, тем не менее, в не было наплыва покупателей, несмотря на то, что скидки на товары достигали 60%, а сам магазин расположен в центре Манхэттена, где всегда очень многолюдно.
Флагман американской развлекательной индустрии Virgin Entertainment Group заявил, что закроет ещё 5 музыкальных магазинов – в Сан-Франциско, Денвере, Орландо, Голливуде и нижнем Манхэттене. Торговая сеть музыкальной и видеопродукции, некогда основанная на известного своими неординарными проектами миллиардера сэра Брэнсона, не выдержала конкуренции с интернет-рынком. Объём продаж упал с $230 млн. в 2002 г. до $76 млн. в 2008 г.
Итак, Его Величество Компакт-диск умер, да здравствует…
В нашу жизнь плотно вошли разнообразные средства обработки и хранения данных. В далеком прошлом остались печатные бумажные архивы. Что представляют собой современные носители информации?
Оптический диск: история создания
Первое устройство для хранения аудиозаписей было произведено компанией Sony в далеком 1979 году. Представляло оно собой, как и сейчас, пластиковый диск с круглым отверстием в центре. Изначально его использовали только для записи аудиофайлов, а информация на него наносилась особым методом кодирования Pulse Code Modulation. Он заключается в том, что текст или звук проходит через аналого-цифровой преобразователь и превращается в набор битов.
Позже, в 1982 году, в Германии началось массовое производство дисков. Их стали покупать для хранения разнообразных файлов. Вскоре они попали на прилавки не только музыкальных магазинов.
Как же устроен компакт-диск? Для изготовления основы используют 1,2-милиметровую по толщине поликарбонатную пластину диаметром 120 мм, которую сначала покрывают тонким слоем металла (золото, алюминий, серебро и т. д.), а затем лака. Именно на металл наносится информация в виде питов (углублений), выдавленных по спиральной дорожке. Считывание файлов, записанных на оптический диск,происходит при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм. Он отражается от поверхности пластины, меняет фазу и интенсивность, попадая на питы. Лендом же принято называть промежутки между питами. Шаг одной дорожки, находящейся в спирали, составляет около 1,6 мкм.
Типы оптических дисков
Существует несколько видов Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray Disc (BD). Все они имеют разную вместимость для записи информации. Например, DVD-диски производятся емкостью от 4,3 до 15,9 Гб, а CD - только до 900 Мб.
Также различают диски по кратности записи: однократные и многократные. В таких носителях по-разному формируется рельефная структура питов. Перезапись возможна благодаря органическому материалу, который под действием лазера темнеет и изменяет коэффициент отражения. В просторечии такой процесс называют прожигом.
Еще оптические носители могут отличаться формой. Фигурные компакт-диски (Shaped CD) обычно применяются в шоу-бизнесе как хранители аудио- и видеофайлов. Они бывают произвольной формы (квадратные, в виде самолета или сердечка). Использовать их в приводах CD-ROM не рекомендуется, потому что на высоких скоростях вращения они могут разорваться.
CD-диски и их виды
Оптический диск CD-R является носителем информации, которая доступна только для чтения. Записать файлы на него можно лишь один раз без права дописывания и редактирования. Изначально емкость таких дисков достигала всего 650 Мб или 74 минуты аудиозаписи. Теперь выпускаются устройства, вмещающие до 900 Мб информации. Преимущества их в том, что чтение поддерживают все стандартные CD.
Таким же объемом памяти обладает и лазерный диск CD-RW, только файлы на него можно записывать многократно (до 1000 раз). Для этого используются стандартные компьютерные программы. Минусом является то, что не все устройства готовы работать с данным форматом. Стоят CD-RW немного дороже, чем CD-R.
Компакт-диски с аудио- и видеозаписями не обладают никакой степенью защиты, их можно копировать и воспроизводить. А вот носители с определенными данными защищены от копирования технологией StarForce.
Диски формата ROM записываются на фабрике и способны только воспроизводить данные. Отредактировать такой носитель невозможно. А вот оптические устройства типа RAM можно перезаписывать до 10 тысяч раз и служат они до 30 лет. Такие диски производятся в дополнительных картриджах, их чтение не поддерживается обычными дисководами.
DVD-носители и их характеристики
Digital Versatile Disc является цифровым многоцелевым носителем информации. Структура его более плотная и вмещает много информации (до 15 Гб). Такой оптический диск напоминает склеенные вместе два CD. Хранение и считывание большого объема информации возможно благодаря использованию красного лазера, которого составляет 650 нм, и линзы с максимальной числовой апертурой. DVD-диски имеют одну или две записывающие стороны, а также один или два рабочих слоя на каждой стороне. Эти показатели определяют их емкость.
Как и подразделяются на несколько форматов. DVD-R или DVD+R являются носителями, на которые можно только один раз записать информацию. Стандарт записи на таких дисках был разработан компанией Pioneer в 1997 году. «Минусовые» и «плюсовые» устройства отличаются материалом отражающего слоя и специальной разметкой.
Оптические диски DVD RW (DVD+RW, DVD-RW) обладают возможностью многократной перезаписи информации. Причем «плюсовой» носитель позволяет вносить изменения в необходимые на ваше усмотрение места. Универсальные дисководы помогают решить проблему несовместимости форматов (+RW и -RW).
Что такое Blu-ray Disc?
Этот тип оптического диска позволяет хранить и записывать цифровые данные с высокой плотностью. Для воспроизведения информации (даже видео высокой четкости) используется синий лазерный луч в 405 нм, который сужает вдвое спиральную дорожку. Файлы, находящиеся очень близко друг к другу, чувствительны к механическим повреждениям, поэтому за диском должен быть особый уход. Последнее время производятся носители с особым покрытием, которое можно протирать обычной сухой салфеткой.
Существуют диски Blu-ray одноразовой и многоразовой записи, а также многослойные (от 2 до 4 слоев). Вместимость самого «слоистого» носителя достигает 128 Гб. При этом он обладает стандартным 12-сантиметровым диаметром. Двухслойный стандартный диск Blu-ray вмещает до 50 Гб информации. В разработке находится устройство, достигающее емкости в 300-400 Гб, которое могут читать современные дисководы. Для видеокамер используются диски меньшего диаметра (80 мм) с объемом памяти до 15 Гб.
Для защиты от копирования Blu-ray оснащены цифровыми водяными знаками ROM-Mark и технологией Mandatory Managed Copy.
Предназначение MiniDVD-носителей
Оптический носитель Mini DVD представляет собой уменьшенную копию обычного Digital Versatile Disc. Он составляет в диаметре 8 см и используется в фото- и видеокамерах. Односторонний диск вмещает до 1,4 Гб информации, соответственно, двусторонний - 2,8 Гб. По формату они бывают MiniDVD-R (однократная запись) и MiniDVD-RW (многократная).
Стандартный 12-сантиметровый привод не предназначен для чтения Mini DVD. При использовании таких дисков в ноутбуке следует применять шпиндель мотора привода. Иногда существуют проблемы с чтением Обычно в таких случаях компьютер выдает надпись «не найден драйвер для дисковода оптических дисков». Для решения проблемы следует обратиться к опытному программисту.
: Yellow Book (Желтая книга), Red Book (Красная книга) и Green Book (Зеленая книга).
К первому стандарту относится CD-ROM (compact disc read-only memory ) - разновидность компакт-дисков с данными, доступными только для чтения. Разработан был для хранения музыки, впоследствии он был доработан для хранения и других цифровых данных.
Ко второму стандарту относится звуковой компакт-диск (CDDA, также называемый Audio CD ) - стандарт предназначается для компакт-дисков со звуковым содержимым. Формат хранения звуковой информации - PCM 44100 Гц, 16-бит стерео.
Стандарт под названием Зеленая книга более известен как CD-i, или Compact Disc Interactive, это стандарт мультимедийных компакт-дисков форматов аудио-CD, CD+G (CD+Graphics), Karaoke CD, и Video CDs (VCDs).
Условно можно разделить развитие компакт-дисков на 4 поколения.
1-е поколение.
CD-Extra (Compact-Disc Extra - Экстра-компакт-диск ) - он же Enhanced CD (Enhanced Compact-Disc - Расширенный компакт-диск ) - формат CD-дисков, позволяющий хранить на одном CD-диске вместе звуковые дорожки и дорожки с данными. Формат звуковых дисков CD-DA (Audio CD) позволял хранить на одном диске только звуковые дорожки, что было весьма неудобно. А формат CD-EXTRA позволил решить данную проблему при помощи использования технологии мультисессионной записи дисков. Теперь на одном CD-диске можно было хранить одну дорожку с данными и ещё несколько звуковых дорожек. При этом такой диск можно будет без проблем воспроизводить как CD-DA (Audio CD) на бытовом CD-плеере или компьютере, а также считывать с него данные на компьютере.
Photo CD - система разработана фирмой Kodak для переведения в цифровую форму и хранения фотографий на компакт-диске. На диске помещались до сотни фотографий, используя специальную систему сжатия информации. Данная система получила признание среди профессиональных фотографов из-за низкой цены и высокого качества изображений. В настоящее время большинство проигрывателей CD и DVD способно воспроизводить изображения в формате jpeg и tiff, записанных непосредственно на диск.
Логическим развитием записываемого лазерного компакт-диска является CD-RW, с возможностью многократного перезаписывания данных. Этот формат был представлен в 1997 году и в процессе разработки назывался CD-Erasable (CD-E, Стираемый Компакт-Диск). Позднее появился новый формат записи болванок CD-RW - Universal Disk Format (UDF, Packet Writing), который позволяет «отформатировать» диск и работать с ним как с обычной большой дискетой, позволяющей чтение/запись/удаление/изменение данных. Объём таких UDF-форматированных дисков равен примерно 530 Мбайт, в отличие от обычных 700 Мбайт при записи одной сессией на весь диск.
2-е поколение.
DVD-RAM - перезаписываемый DVD диск, предложенный организацией DVD Forum. Для перезаписи используется технология изменения фазы (phase change technology ), благодаря которой DVD-RAM могут быть сравнимы со съёмными жёсткими дисками, поскольку данные на DVD-RAM могут быть перезаписаны 100000 раз, в отличие от DVD-RW и DVD+RW, допускающих лишь 1000 перезаписей. Первыми появились DVD-RAM диски ёмкостью 2,6 Гб (односторонние) и 5,6 Гб (двусторонние) . Вслед за ними появились диски второй версии: DVD-RAM диски ёмкостью 4,7 Гб и двусторонние диски ёмкостью 9,4 Гб.
DVD-Audio - цифровой формат DVD, созданный специально для высококачественного воспроизведения звуковой информации. Диск формата DVD-Audio позволяет записывать фонограммы с различным числом звуковых каналов (от моно до 5.1). Сейчас существуют две версии формата DVD-Audio: просто DVD-Audio - только для звукового содержания и DVD-AudioV - для звука с дополнительной информацией. Звуковые дорожки в формате DVD-Audio располагаются в каталоге AUDIO_TS диска.
Минидиск (MD) ® - магнито-оптический носитель информации. Был разработан и впервые представлен компанией Sony. Позиционировался как замена компакт-кассетам и используются в основном для хранения аудио информации.
3-е поколение
Blu-ray Disc, BD (blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) - формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Blu-ray («синий-луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. На данный момент американские ученые разработали технологию, которая позволит увеличить емкость дисков Blu-ray до одного терабайта (1024 гигабайта. В настоящее время максимальная емкость Blu-ray составляет 50 гигабайт.
HD DVD (High-Density DV D - DVD высокой ёмкости) - технология записи оптических дисков, разработанная компанией Toshiba, NEC и Sanyo. HD DVD (как и Blu-ray Disc) использует диски стандартного размера (120 миллиметров в диаметре) и голубой лазер с длиной волны 405 нм. В 2008 году компания Toshiba объявила о прекращении поддержки технологии HD DVD в связи с решением положить конец войне форматов
FVD (Forward Versatile Disc) - многофункциональный оптический диск для хранения аудио и видео высокого разрешения, соответствующие требованиям HDTV и использующий красный лазер.
FVD отличается от DVD физической и логической структурой, несмотря на использование одного и того же красного лазера. Объем FVD достигает 5.4 Гб по сравнению с 4.7 Гб на DVD при использовании одного слоя. Слоев может быть два или три, в последнем случае емкость диска составляет 15 Гб
Ultra Density Optical (UDO) - формат оптического диска для хранения видео высокой чёткости. UDO представляет собой картридж 5.25" с оптическим диском внутри. Объём диска на данный момент составляет от 60 Гб до 120 Гб. Для записи может использоваться как красный лазер (650нм), так и сине-фиолетовый (405нм), причём во втором случае максимальный объём диска может достигать 500 Гб.
PFD (Professional Disc ) - Профессиональный диск формат оптического носителя, представленный компанией Sony для записывающей системы профессиональных видеокамер.
HD VMD (High Density - Versatile Multilayer Disc) - формат цифровых носителей на оптических дисках, предназначенный для хранения высококачественного медиаконтента. На одном слое HD VMD-диска помещается до 5 Гб данных, но за счёт того, что диски являются многослойными (до 20 слоёв) их ёмкость достигает 100 Гб. Диски HD VMD позволяют хранить видео стандарта 1080p, аналогично Blu-ray и HD DVD.
4 -е поколение
Голографический многоцелевой диск (Holographic Versatile Disc) - разрабатываемая перспективная технология производства оптических дисков, которая предполагает значительно увеличить объём хранимых на диске данных по сравнению с Blu-Ray и HD DVD. Она использует технологию, известную как голография, которая использует два лазера: один - красный, а второй - зелёный, сведённые в один параллельный луч. Зелёный лазер используется для считывания данных, закодированных в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения вспомогательных сигналов с обычного слоя в глубине диска. Вспомогательная информация используется для отслеживания позиции чтения.
Диаметр их ненамного превышает диаметр современных дисков и составляет 130 мм - он хорошо подходит для печати двд . Они помещены в картриджи наподобие первых моделей DVD-носителей, так как попадание света на поверхность фотополимера вызовет химическую реакцию, которая необратимо разрушит записанные данные. Основные их преимущества перед Blu ray: больший объем: 1,6 Тб против 50 Гб, большая скорость записи/считывания информации: 120 МБ/cек против 26 МБ/сек, длительный срок службы (до 50 лет).
Электронный носитель информации - это устройство для хранения, накапливания и передачи информации. В персональном компьютере для этой цели используется внутренний накопитель информации, который называется жёсткий диск или винчестер
. Название "винчестер" появилось исторически для первого созданного жёсткого диска, некоторые величины параметров которого получились аналогичными величинам калибра охотничьего ружья.
В некоторых случаях пользователь компьютера применяет дополнительные внешние устройства для хранения информации.
Распространёнными внешними носителями информации являются компакт-диски . Они подразделятся на устройства, предназначенные только для чтения уже изначально записанной на них информации, устройства, предназначенные для однократной записи информации и дальнейшего чтения и устройства, предназначенные для многократного записывания, стирания информации и чтения. Информация записывается на компакт-диск в виде файлов. Компакт-диск для записи вставляется в оптический дисковод компьютера. Информация на компакт-дисках записывается с помощью лазера.
Компакт-диски, предназначенные только для чтения, часто представляют собой какие-либо обучающие программы, записанные продавцом этих программ.
фильмы, в том числе обучающие, аудиозаписи.
Компакт-диски, предназначенные только для чтения обозначаются так: CD-ROM (в переводе - память только для чтения)
Вот, например, на этот компакт-диск я записала архив моего сайта "Пенсионерка" за два года на всякий случай. При этом с компьютера эти файлы я удалила, так как сайт развивался, многое изменялось, и уже нет смысла хранить все файлы в текущей рабочей папке компьютера, занимая место. Этот компакт-диск можно только читать, нельзя перезаписать или добавить другие файлы. В то же время можно при необходимости скопировать файлы с диска обратно на компьютер.
Данный диск имеет специальный слой, позволивший напечатать на струйном принтере обложку, этикетку диска с надписями и картинками. Эта технология с тех пор уже устарела. Сейчас разработаны технологии, с помощью которых обложку, этикетку с надписями и картинками можно нанести на диск, просто перевернув его в дисководе другой стороной. Для этого нужно купить чистый компакт-диск "с поддержкой LightScribe", если вам известно, что ваш дисковод поддерживает эту технологию.
Проще всего вместо изготовления этикеток делать на диске надпись специальным фломастером, который можно купить в компьютерном магазине.
Компакт-диски, предназначенные для однократной записи информации и для чтения имеют в обозначении букву "R",
CD-R или DVD+R или DVD-R
а для многократной записи буквы "RW":
DVD+RW
Компакт-диски DVD имеют больший объём, чем CD, и являются более универсальными. На такой универсальный диск можно записать любые файлы, в том числе, аудио и видео. Существуют аудио-диски - Audio-CD, предназначенные только для прослушивания в аудио-плеере. Эту аудио-запись можно также воспроизвести в компьютере при наличии в нём установленной программы воспроизведения.
Покупая компакт-диски для записи информации , нужно иметь в виду, что они отличаются скоростью записи и объёмом. Выглядит это так:
DVD + R - диск только для однократной записи (в том числе, видео) и для чтения.
16х - скорость записи - средняя
Объём диска - 4, 7 GB гигабайт
В коробке - 25 пустых дисков (болванок)
CD-R - диск только для однократной записи (в том числе, видео) и для чтения.
Объём диска - 700 MB меньше, но зато скорость больше - 52х, количество дисков в коробке - 10 шт.
DVD + RW - диск для многократной записи, стирания, перезаписи и чтения.
Скорость записи от 1 до 4x
Объём диска - 4, 7 GB гигабайт
Для записи или считывания файлов на компакт-диск его вставляют в дисковод стационарного компьютера или ноутбука. Нажатием кнопки выдвигается панель дисковода, куда аккуратно укладывается диск зеркальной стороной вниз.
Повторным нажатием кнопки панель с диском вдвигается обратно.
В случае если необходимо перенести на внешний носитель большой объём информации, создавая, например, музыкальную коллекцию, видеотеку или коллекцию картин, используют внешние жёсткие диски . Они обычно имеют небольшие размеры и вес, большой объём для хранения информации, высокую скорость записи и считывания, а также долговечны. Сохранение коллекции файлов на жёстком диске не требует физического места в квартире.
В то время как для хранения коллекции на компакт-дисках требуются специальные стойки и место для них.
Кроме того, компакт-диски легко поцарапать, в результате чего нельзя будет прочитать записанные файлы. Надёжность хранения файлов на жёстком диске значительно выше. Информацию на внешнем жёстком диске можно многократно перетирать и перезаписывать и, разумеется, считывать.
Жёсткие диски существуют различного внешнего вида и с различными параметрами.
Они подключаются к компьютеру при помощи кабеля с разъёмом USB.
Существуют также внешние миниатюрные устройства для записи и хранения информации, которые называются "флеш-память" или "флеш-накопитель" или просто "флешка" . В основе этого устройства находится микросхема, которая умеет сохранять информацию даже при отключении питания. Флеш допускает многократную перезапись информации. Современные флешки последних моделей по объёму памяти даже превосходят компакт-диски.
Флеш-накопители удобны по причине малых размеров и простоты подключения не только к компьютеру, но, например, даже к телевизору. Современные цифровые телевизоры позволяют воспроизводить кинофильмы, записанные на флеш-накопителе в некоторых определённых форматах. Флешка вставляется в имеющееся на корпусе телевизора гнездо "USB".
Предисловие
Моя предыдущая статья была посвящена внутреннему устройству чипа от Nvidia , да и, пожалуй, внутреннему устройству любого современного процессора. В этой статье мы перейдём к средствам хранения информации, и я расскажу, что представляют собой CD и HDD диски на микроуровне.CD
Начнём с CD диска. Наш подопытный - простой CD-R от Verbatim. Обычный диск с записанной (а точнее, напечатанной) информацией состоит из 3 основных слоёв. Слой А – поликарбонатный диск, который отвечает сразу за несколько функций. Первое – основа диска, которая выдерживает огромные скорости вращения внутри дисковода.
Так в общих чертах можно представить строение CD диска
Поликарбонатный диск, как оказалось, дополнительно покрывают специальным лаком, который защищает от легких механических повреждений внешнюю поверхность диска.
Слой лака выделен красным цветом, под ним «начинается» поликарбонат
Под пучком электронного микроскопа, слой защитного лака чувствует себя не очень хорошо
Второе – именно на поликарбонате, в прямом смысле этого слова, печатается информация с матрицы - будь то фильм, музыка или программы. Как сообщает нам Вики, поликарбонатная основа имеет толщину 1,2 мм и весит всего-навсего 15-20 грамм .
Естественно, что поликарбонат и лак прозрачны для лазерного излучения, поэтому «напечатанную» информацию для лазера необходимо сделать «видимой», для чего поверхность покрывают тонким слоем алюминия (слой B). Стоит отметить, что CD-ROM с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия. В двух последних случаях, добавляется промежуточный слой между поликарбонатом и алюминием, который может изменять свои свойства под действием лазерного излучения определённой длины волны, а на поликарбонате печатаются пустые дорожки. Это могут быть либо красители в случае CD-R (что-то похожее на фоторезист), либо металлические сплавы в случае CD-RW. Именно поэтому перезаписываемые диски не рекомендуется подвергать действию прямых солнечных лучей и перегреву, который также может спровоцировать изменение оптических свойств.
Давайте сравним диск и алюминиевый слой, оторванный от него. Видно, что на поликарбонате есть «канавки» (питы), а на слое алюминия наоборот возвышения, которые полностью соответствуют канавкам:
Привычные углубления на поверхности поликарбоната (АСМ-изображение)
На защитном алюминиевом слое видны питы-«наоборот»: не канавки, а выступы (АСМ-изображение)
Далее полученный «пирог» покрывают специальным защитным слоем С, чья основная обязанность – защитить «нежный» алюминиевый отражающий слой. Далее на этот слой можно что-то наклеивать, писать маркером, наносить специальные дополнительные слои для печати и т.д. и т.п.
В данном видео представлены все технологические этапы производства CD дисков:
Запись на CD диске подобная записи на виниловой пластинке, т.е. дорожка с информацией идёт по спирали. Он берёт своё начало в центре диска и заканчивается у внешнего края. А вот прямо посреди диска «стыкуются» пустые участки и дорожки с записанной информацией:
Вот была запись, а вот её и нет. Сравнение пустых дорожек и дорожек с записанной информацией (СЭМ-микрофотографии)
Принципиальных отличий на микроуровне CD от DVD и, наверное, Blu-Ray нет. Разве что питы будут меньших размеров. В нашем случае размеры 1 минимального углубления составляют 330 нм в ширину и 680 нм в длину, при этом расстояние между дорожками ~930 нм.
N.B. Если у вас есть исцарапанный CD диск, который не читается ни в одном приводе, попробуйте его заполировать. Для этого подойдёт практически любая прозрачная полироль. Она заполнит углубления, которые мешают чтению информации, и Вы хотя бы сможете скопировать информацию с диска.
Как же всё-таки иногда причудливо изгибается слой алюминия (практически произведение искусства – чёрное и белое):
Чёрные и белые полосы нашей жизни. CD (СЭМ-микрофотография)
И напоследок ещё пара изображений CD, полученных с помощью оптического микроскопа:
Оптическая микроскопия: слева - алюминиевый отражающий слой, справа - слой Al (более светлая область) на поликарбонатном диске (более тёмная область)
HDD
Приступим теперь к жёсткому диску. Для меня всегда, ещё со времён дискет и VHS оставалось загадкой, как же всё-таки устроена магнитная память?! Перед написанием статьи, я попытался найти хоть какие-то видео и медиа материалы, которые демонстрировали бы, как в предыдущем ролике, основные этапы производства жёстких дисков, и был неприятно обрадован Вики: «Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика - окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну» . Пришлось смириться и не искать правды от производителей HDD (разве что, Seagate слегка приоткрыл свои секреты), тем более что с приходом эры SSD конкуренция на рынке ещё больше усилилась.Сами пластины изготавливаются из немагнитных металлических сплавов. Основу этих сплавов составляют алюминий и магний, как самые лёгкие конструкционные материалы. Далее на них наносится тонкий, опять таки согласно Вики , 10-20 нм слой магнитного – тут, пожалуй, слово нанокристаллический будет уместно – материала, который затем покрывается небольшим слоем углерода для защиты. Так как диск NoName, и выполнен он по древней технологии параллельной записи информации, то я позволю себе привести здесь состав материала по данным EDX (рентгеноспектральный микроанализ): Co – 1,1 атомных %, Y – 1,53 ат. %, Cr – 2,38 ат. %, Ni – 45,81 ат. %. Содержание углерода 36,54 %. Откуда-то взялись Si и P, содержание которых составляет 0,46 ат. % и 12,25 ат. %, соответственно. Происхождение кремния – по всей видимости, в следовых количествах остался на поверхности после работы микротома и моей полировки, а фосфор – просто заляпал образец.
Честно, я пытался найти слой магнитного материала толщиной «10-20 нм», но безуспешно. Если исходить из того, что увидел я, то поверхностный слой имеет толщину примерно 12 микрометров:
Тот сам «тоненький» слой, который хранит информацию в наших жёстких дисках
Конечно, Вы можете в комментариях меня поправить, но:
1. диск довольно старый (т.е. дата его изготовления относится к началу прошлого десятилетия);
2. особенности EDX таковы, что глубина выхода сигнала лежит в пределах от 1 до 10 мкм;
таким образом, мне кажется, что эти 12 микрометров и есть магнитный слой, который сверху покрыт тончайшим слоем углерода (50-100 нм), который на срезе может быть и не виден.
Сама поверхность диска очень и очень гладкая, перепад высот лежит в пределах 10 нм, что сравнимо с шероховатостью поверхности монокристаллического кремния. А вот и изображения в режиме фазового контраста, которые соответствуют распределению магнитных доменов на поверхности, т.е. мы видим фактически отдельные биты информации:
АСМ-изображения поверхности жёсткого диска. Справа представлены изображения в фазовом контрасте
Немножко о фазовом контрасте: сначала игла АСМ-микроскопа «ощупывает» рельеф, затем зная рельеф и повторяя его форму игла делает второй проход на расстоянии 100 нм от образца, чтобы «заглушить» действие Ван-дер-Ваальсовых сил и «выделить» действие магнитных сил. Флешку о том, как это происходит можно посмотреть .
Кстати, заметили, что единичные магнитные домены вытянуты вдоль плоскости диска и параллельны ему?! Позволю себе пару слов о методах записи. На данный момент диски с перпендикулярным методом записи информации (т.е. такие у которых магнитные домены ориентированы перпендикулярно плоскости диска), появившиеся в 2005 году, практически полностью вытеснили диски с параллельной записью. Преимущество перпендикулярной записи очевидно – выше плотность записи, но тут есть один тонкий момент в связи с данными Вики о толщине магнитного слоя. Этот нюанс называется – суперпарамагнитный предел. Т.е. существует некоторый критический размер частицы, после которого ферромагнетик уже при комнатной температуре переходит в парамагнитное состояние. Т.е. тепловой энергии хватает, что проворачивать, переориентировать такой маленький магнитик. В случае магнитной записи часто поступают следующим образом: делают один из размеров «магнитика» больше, чем два остальных (это хорошо видно на картинке с распределением магнитных доменов), тогда в этом большем направлении магнитный момент сохраняется. Так вот, если в случае параллельной записи я ещё могу поверить, что слой магнетика десятки нанометров при размерах 1 бита в несколько микрометров, то в случае перпендикулярной записи – этого просто не может быть. Толщина такой намагничиваемой области при минимальных размерах в плоскости диска, просто обязана быть минимум несколько микрометров. Так что, возможно, Вики немножко подвирает. Либо наносят магнетик в виде наночастиц диаметром 10-20 нм, а уже потом каким-то «хитрым» образом разбивают диск на области, которые и отвечают за хранение информации. К сожалению, я не полностью удовлетворил своё любопытство и ответил на вопросы о магнитной записи информации, может быть кто-нибудь поможет?!
Сравнение параллельного и перпендикулярного методов записи информации на жётских дисках
Может быть, кому-то понравится видео на английском от Seagate:
Последнее о том, как с 1995 года изменялась стоимость 1 Mb HDD диска и сколько дисков было выпущено:
Как и обещал, выкладываю видео о том, как проводилась съёмка на различных приборах (не забывайте читать описание к видео на YouTube и оставлять свои комментарии). Для статистики: съёмки заняли 4 дня (хотя всё можно было уложить в 2), длительность видео, которое подверглось монтажу – около 3 часов, в итоге получился 15 минутный ролик. Я надеюсь, что в скором будущем появятся английские субтитры для этого видео.
P.S.: Данная статья опубликована в преддверии Фестиваля Науки, который пройдёт в Москве с 7 по 9 октября 2011 года (реально свободный доступ будет только 8 и 9 октября), и я хотел бы пригласить всех желающих посетить нашу выставку «Красота материалов», которая пройдёт на втором этаже Фундаментальной Библиотеки на территории МГУ.
P.P.S.: C Антоном Войцеховским мы готовим несколько видеозаметок о том, как устроены некоторые биологические объекты (роза, например, выглядит просто шикарно). Думаю, что на Хабре их не появится (согласитесь, сложно микрофотографию бритвы или спичечной головки привязать к IT), но как только видео будут готовы, так они сразу появятся на моём канале на youtube и rutube, и обязательно на сайте Нанометр.ру .
Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT , более обстоятельная статья дана тут:
