Чтение с оптического диска выполняется с помощью

Обновлено: 02.07.2024

Пол — профессор ГИС в Университете острова Ванкувер, имеет докторскую степень Университета Британской Колумбии и 15 лет преподавал статистику и программирование.

В компьютерной системе оптический привод использует лазер для чтения или записи информации на диск, будь то компакт-диск или DVD-диск. Изучите компоненты и функции оптического привода и загляните в будущее оптических приводов в эпоху цифровых технологий. Обновлено: 31.08.2021

Оптический дисковод определен

Привод оптических дисков (ODD) использует лазерный луч для считывания данных с оптического диска или записи данных на него. К ним относятся CD, DVD и Blu-ray диски. Это позволяет воспроизводить музыку или смотреть фильмы с предварительно записанных дисков. Компьютерное программное обеспечение также часто поставляется на одном из этих дисков, поэтому для установки программного обеспечения вам понадобится оптический привод. Большинство современных дисководов позволяют записывать на пустой диск, поэтому вы можете создавать собственные музыкальные компакт-диски или создавать резервные копии важных данных.

Произошла ошибка при загрузке этого видео.

Попробуйте обновить страницу или обратитесь в службу поддержки.

Вы должны создать учетную запись, чтобы продолжить просмотр

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть этот урок

Как участник, вы также получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков по математике, английскому языку, естественным наукам, истории и многому другому. Кроме того, вы можете пройти пробные тесты, викторины и индивидуальные тренировки, которые помогут вам добиться успеха.

Получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков.

Уже зарегистрированы? Войдите здесь для доступа

Ресурсы, созданные учителями для учителей

Вы в ударе. Продолжайте в том же духе!

Просто отмечаюсь. Вы все еще смотрите?

0:01 Оптический дисковод определен
0:30 Компоненты
3:23 Различные типы дисков
5:43 Как работает оптический дисковод
6:57 Оптических приводов больше нет?

Хотите посмотреть это позже?

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы добавить этот урок в собственный курс.

DVD-диск, один из нескольких типов оптических дисков, используемых в компьютерных системах

Компоненты

В дисководе для оптических дисков для чтения и записи данных используется лазер. Лазер в этом контексте означает электромагнитную волну с очень определенной длиной волны в пределах или вблизи спектра видимого света. Для разных типов дисков требуются разные длины волн. Для компакт-дисков или компакт-дисков используется длина волны 780 нанометров (нм), что находится в инфракрасном диапазоне. Для цифровых видеодисков или DVD используется длина волны 650 нм (красный), а для дисков Blu-ray — длина волны 405 нм (фиолетовый).

Поэтому оптический привод, который может работать с несколькими типами дисков, будет содержать несколько лазеров. Механизм чтения и записи данных состоит из лазера, линзы для направления лазерного луча и фотодиодов для обнаружения отражения света от диска.

Оптические механизмы для чтения компакт-дисков и DVD-дисков очень похожи, поэтому один и тот же объектив можно использовать для обоих типов дисков. Однако механизм чтения дисков Blu-ray совершенно другой. Поэтому оптический привод, который работает со всеми типами дисков, будет иметь два отдельных объектива: один для CD/DVD и один для Blu-ray.

Привод оптических дисков с отдельными линзами для дисков CD/DVD и Blu-ray

Помимо объектива оптический привод имеет вращательный механизм для вращения диска. Оптические приводы изначально были разработаны для работы с постоянной линейной скоростью (CLV) — это означает, что диск вращается с различной скоростью в зависимости от того, куда считывается лазерный луч, поэтому спиральная канавка диска проходит мимо лазера с постоянной скоростью. Это означает, что диск вращается со скоростью около 200 оборотов в минуту (об/мин), когда лазер считывает показания вблизи внешнего края диска, и со скоростью около 500 об/мин при чтении вблизи внутреннего края.

Эта постоянная скорость очень важна для музыкальных компакт-дисков и дисков с фильмами, поскольку вы хотите слушать музыку или смотреть фильм на обычной скорости. Однако для других приложений, таких как чтение или запись других типов данных, такая скорость не требуется. Современные оптические приводы часто могут вращаться намного быстрее, что приводит к более высокой скорости передачи. Например, когда оптический привод указан как 4-кратный, это означает, что он может вращаться со скоростью, в четыре раза превышающей базовую скорость (т. е. от 800 до 2000 об/мин).

Для оптического дисковода также требуется загрузочный механизм. Используются два основных типа:

Механизм загрузки лотка, при котором диск помещается в моторизованный лоток, который перемещается внутрь корпуса компьютера и выходит из него.
Механизм щелевой загрузки, в котором диск вставляется в щель, а моторизованные ролики используются для перемещения диска внутрь и наружу.

Механизмы загрузки в лоток для оптических дисководов настольных компьютеров, как правило, довольно громоздки.

Обычный дисковод для оптических дисков с загрузкой из лотка для настольных компьютеров

Для ноутбуков механизм загрузки лотка намного меньше.

Обычный дисковод для оптических дисков с загрузкой из лотка для портативных компьютеров

Различные типы дисков

Самым ранним оптическим диском, использовавшимся в компьютерных системах, был компакт-диск. Это позволило вам воспроизводить обычные музыкальные компакт-диски на вашем компьютере. Однако специально для использования в компьютерах были разработаны компакт-диски (постоянное запоминающее устройство для компакт-дисков). Они похожи на обычные компакт-диски, но содержат носители только для чтения, такие как файлы данных или программное обеспечение. CD-ROM стал широко используемым методом распространения программного обеспечения. Поскольку оптические приводы использовались только для компакт-дисков, их часто называли дисководами для компакт-дисков. Максимальная емкость типичного компакт-диска составляет около 700 МБ.

Следующим типом оптических дисков, появившихся на рынке, был DVD. Первоначально предназначенные для фильмов, они быстро были адаптированы и в компьютерных системах. Стандартная емкость DVD составляет 4,7 ГБ. Совсем недавно на рынке появились диски Blu-ray со стандартной емкостью 25 ГБ. И DVD, и Blu-ray также существуют в двухслойном формате (DL), что эффективно удваивает их емкость.

Для записи данных на диск необходим записываемый чистый диск. Данные записываются путем выборочного нагрева частей слоя органического красителя лазером, который изменяет отражательную способность красителя. Для обычных записываемых дисков это постоянный процесс, и данные могут быть записаны только один раз. Однако существуют и перезаписываемые диски. В этом случае лазер используется для расплавления кристаллического сплава в записывающем слое диска. Вещество можно снова расплавить в кристаллическую форму, что позволяет многократно записывать на диск. Запись данных на оптический диск также называется «прожигом».

Все эти различные параметры чтения/записи немного сбивают с толку. Например, для компакт-дисков есть CD-R и CD-RW. Для DVD есть DVD-R, DVD+R, DVD-RW и DVD+RW. Как вы, наверное, догадались, «R» означает «чтение», а «W» — «запись». Версии + и - являются результатом немного различающихся стандартов, разработанных разными производителями. Это привело к незначительным проблемам несовместимости между некоторыми дисками и некоторыми оптическими приводами. Хотя в то время, когда эти типы дисков появились на рынке, это было очень неприятно, большинство современных оптических приводов способны читать практически любые типы дисков.

Как работает оптический дисковод

Давайте заглянем внутрь оптического диска. На этой диаграмме в качестве примера используется компакт-диск, но тот же общий принцип применим и к другим типам оптических дисков. Слой поликарбонатного диска содержит фактические данные (A). Данные представлены в виде крошечных углублений в этом слое, известных как «ямы», а области между ямами известны как «земли». Свет от лазера (Е) проходит через этот слой и отражается обратно блестящим слоем (В). Слой лака (С) защищает блестящий слой и предотвращает окисление. Изображение печатается поверх диска (D).

Схема слоев внутри компакт-диска

Датчик, расположенный рядом с лазером, преобразует отраженный лазерный сигнал обратно в цифровые данные. Датчик записывает переходы от ям к участкам (или наоборот) как единицу, а отсутствие изменений — как ноль. Это превращает углубления на диске в двоичные данные. Диски DVD и Blu-ray работают очень похожим образом — самая большая разница в том, что ямы намного меньше, что позволяет хранить гораздо больше данных на одном диске. Физическое повреждение оптического диска может привести к потере данных, поскольку питы могут больше не считываться правильно.

Нет больше оптических приводов?

Большинство компьютерных систем поставляются как минимум с одним оптическим дисководом. Однако популярность оптических дисков уже некоторое время снижается. Вместо музыкальных компакт-дисков люди покупают цифровую музыку в Интернете. Вместо того, чтобы покупать DVD с фильмами, люди транслируют фильмы на свой компьютер или телевизор с помощью онлайн-сервисов.В настоящее время многие программы доступны для скачивания через Интернет. Наконец, если вам нужно хранить большие объемы данных, вы, вероятно, в конечном итоге будете использовать внешний жесткий диск, который может хранить гораздо больше данных, чем любой оптический диск. Оптические диски пока никуда не денутся, но их значение продолжает снижаться по мере того, как их роль берут на себя онлайн-сервисы. Некоторые компьютерные системы больше не имеют встроенного привода оптических дисков. Это особенно актуально для очень тонких и легких ноутбуков, где размер и вес имеют большое значение.

< бр />

Когда-то оптические дисководы были настолько распространены, что практически каждый компьютер поставлялся с одним или даже двумя дисководами. Теперь это решение для хранения данных быстро устаревает — все реже можно найти обычный настольный компьютер или ноутбук со встроенным оптическим приводом.

Однако их можно найти на нескольких других устройствах. К ним относятся игровые приставки, проигрыватели DVD и Blu-ray, а также автомобильные стереосистемы.

Вот все, что нужно знать об оптических дисководах, в том числе о том, что они делают, как они работают и что делать, если они вам нужны.

Что такое оптические приводы?

Проще говоря, дисковод для оптических дисков – это устройство, которое позволяет устройству считывать данные с диска и взаимодействовать с ним. Это могут быть CD, DVD, Blu-ray, игровые диски и т. д.

Все оптические приводы основаны на одной и той же фундаментальной технологии. Оптический привод состоит из лазера, который используется для чтения и записи данных, закодированных на пластиковом диске, который вращается на пластине. В зависимости от конкретного типа оптического привода — CD, DVD или Blu-ray — длина волны лазера будет варьироваться вместе со скоростью вращения диска.

Компакт-диск был первым типом оптических дисков, изначально разработанным без учета компьютерной памяти. Первый прототип прибыл в 1979 году для воспроизведения музыки, но в 1985 году был адаптирован для формата CD-ROM, способного хранить 700 МБ данных, что в то время было значительно больше места для хранения, чем обычно доступно на жестких дисках (HDD). /p>

Большинство оптических дисководов представляют собой лотки, которые выдвигаются из устройства и позволяют поместить диск внутрь. Маркгоддард/Getty Images

Оптические форматы развивались годами; DVD-диски дебютировали в 1997 году для воспроизведения фильмов в формате стандартной четкости (720x480 пикселей), а ранние диски DVD-ROM могли хранить 4,7 ГБ. Так называемые двухслойные DVD-диски могли хранить 8,5 ГБ, и формат пошел оттуда со многими дополнительными вариациями. Двухслойный BD-ROM может хранить 50 ГБ.

Независимо от внутренних деталей, большинство оптических дисководов подключаются к материнской плате компьютера с помощью кабеля для передачи данных и кабеля питания и оснащены кнопкой открытия/закрытия, которая управляет доступом к лотку для диска. Некоторые оптические приводы полностью обходятся без лотка; вы просто вставляете диск в узкую прорезь, как в автомобильном проигрывателе компакт-дисков.

Оптические приводы на старых ноутбуках Mac имели простой слот вместо выдвижного лотка. dennysb/Getty Images

Типы оптических носителей, используемых сегодня

Оптический привод предназначен для размещения носителей, и существует огромное количество форматов оптических носителей.

Это результат многолетнего процесса разработки оптических приводов. Различные компании разрабатывали разные версии оптических приводов и оптических носителей, часто на конкурентной основе, но редко сотрудничая друг с другом.

Хорошей новостью является то, что большинство современных оптических приводов могут читать и записывать наиболее распространенные форматы.

Форматы только для чтения: некоторые оптические диски доступны только для чтения, что означает, что они не могут использоваться для хранения новых данных, и для обозначения этого формата используется суффикс "-ROM". Коммерческое программное обеспечение, когда оно поставляется на дисках, обычно продается на CD-ROM и DVD-ROM, в то время как Blu-ray только для чтения редко используется для чего-либо, кроме распространения фильмов (и даже это быстро вытесняется потоковыми сервисами). /li>
Записываемые и перезаписываемые диски. Многие форматы оптических носителей имеют суффикс, включающий букву «R», которая указывает на то, что диск может быть записан за один раз, поэтому после заполнения диска новыми данными он становится постоянным. Диск «RW» является перезаписываемым, что означает, что вы можете записывать, стирать и перезаписывать данные на него несколько раз, как на обычный жесткий диск или флэш-накопитель (хотя многие диски RW имеют ограничения на количество раз, которые они могут быть перезаписаны). Некоторые распространенные форматы включают: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW и другие.
Перезаписываемые форматы Blu-ray. Они существуют, но, поскольку они появились совсем недавно (начиная примерно с 2003 года, а новые версии появились лишь в 2017 году), они не являются популярными потребительскими форматами. Они уже устарели благодаря множеству конкурирующих технологий, таких как флэш-накопители, жесткие диски большой емкости, твердотельные накопители и облачные хранилища.

Как читать и записывать оптические диски без оптического привода

Хотя в большинстве старых компьютеров есть встроенный оптический дисковод, в новых компьютерах он есть лишь у немногих. Это признак того, что большинству людей эти дисководы больше не нужны. Большая часть нового программного обеспечения и данных загружается из Интернета, а не устанавливается с диска, и сейчас чаще всего оптические приводы можно найти на игровых консолях.

Даже в этом случае вам может иногда понадобиться прочитать или записать диск на вашем компьютере. Вот несколько способов обойти отсутствие дисковода для оптических дисков на компьютере:

На оптических дисках, таких как компакт-диски (CD) и цифровые видеодиски (DVD), информация хранится в виде серии площадок или плоских областей и ямок. Лазерный узел считывает вращающийся диск, преобразовывая участки и ямы в последовательности электрических сигналов. Когда луч попадает на землю, он отражается на фотодиоде, который генерирует электрический сигнал. Лазерные лучи рассеиваются ямками, поэтому сигнал не генерируется.

Узнайте об этой теме в этих статьях:

основная ссылка

…носитель записи и хранения, оптический диск, стал доступен в начале 1980-х годов. В оптическом диске используется лазерная технология: цифровые данные записываются путем прожига лазерным лучом ряда микроскопических отверстий или ямок в тонкую металлическую пленку на поверхности диска размером 4 3 /₄ дюйма. (12-сантиметровый) пластик…

хранение информации

Еще одна форма постоянной памяти — оптические компакт-диски, разработанные на основе технологии видеодисков в начале 1980-х годов. Данные записываются в виде крошечных ямок на одной спиральной дорожке на пластиковых дисках размером от 3 до 12 дюймов (от 7,6 до 30…

72-дюймовый) оптический диск. Помимо большей емкости, технология оптического хранения также обеспечивает более достоверное воспроизведение звуков и изображений. Оптические диски также недороги в изготовлении: пластиковые диски представляют собой просто формы, выдавленные из мастера, как и грампластинки. Данные на них не могут быть уничтожены…

Цифровой оптический диск (см. выше Носители записи) становится все более популярным средством выпуска больших массивов архивной информации, например, законов, судебных и больничных протоколов, энциклопедий и других справочных материалов, справочных баз данных и библиотек программное обеспечение. Полнотекстовые базы данных, каждая из которых содержит цифровые изображения страниц…

лазерная технология

Крошечные недорогие полупроводниковые лазеры считывают данные с оптических компакт-дисков, число которых постоянно растет, для воспроизведения музыки, отображения видеозаписей и чтения компьютерных программ. Аудио компакт-диски с использованием инфракрасных лазеров были представлены примерно в 1980 году; CD-ROM (постоянная память на компакт-дисках) для компьютерных данных…

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

оптическое запоминающее устройство, электронный носитель информации, использующий маломощные лазерные лучи для записи и извлечения цифровых (двоичных) данных. В технологии оптического хранения лазерный луч кодирует цифровые данные на оптический или лазерный диск в виде крошечных ямок, расположенных по спирали на поверхности диска. Для «считывания» этих ямок используется маломощный лазерный сканер, при этом вариации интенсивности отраженного от ямок света преобразуются в электрические сигналы. Эта технология используется в компакт-дисках, на которые записывается звук; на компакт-диске (постоянная память компакт-диска), который может хранить текст и изображения, а также звук; в WORM (однократная запись, многократное чтение) тип диска, на который можно записать один раз и прочитать любое количество раз; и в более новых дисках, полностью перезаписываемых.

Оптический накопитель обеспечивает большую емкость памяти, чем магнитный накопитель, поскольку лазерные лучи можно контролировать и фокусировать гораздо точнее, чем крошечные магнитные головки, что позволяет сжимать данные в гораздо меньшем пространстве. Например, весь набор энциклопедий можно хранить на стандартном 12-сантиметровом (4,72 дюйма) оптическом диске. Помимо большей емкости, технология оптического хранения также обеспечивает более достоверное воспроизведение звуков и изображений. Оптические диски также недороги в изготовлении: пластиковые диски представляют собой просто формы, выдавленные из мастера, как и грампластинки. Данные на них не могут быть уничтожены перебоями в подаче электроэнергии или магнитными помехами, сами диски относительно невосприимчивы к физическим повреждениям, и, в отличие от магнитных дисков и лент, их не нужно хранить в плотно закрытых контейнерах для защиты от загрязнений. Оборудование для оптического сканирования также долговечно, поскольку в нем относительно мало движущихся частей.

Ранние оптические диски нельзя было стирать, то есть данные, закодированные на их поверхности, можно было прочитать, но нельзя стереть или перезаписать. Эта проблема была решена в 1990-х годах с разработкой WORM и записываемых/перезаписываемых дисков. Главный остающийся недостаток оптического оборудования — более низкая скорость поиска информации по сравнению с обычными магнитными носителями. Несмотря на свою медлительность, ее превосходная емкость и характеристики записи делают оптические накопители идеально подходящими для приложений с интенсивным использованием памяти, особенно тех, которые содержат неподвижную или анимированную графику, звук и большие объемы текста. Мультимедийные энциклопедии, видеоигры, обучающие программы и каталоги обычно хранятся на оптических носителях.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.

Читайте также: