Что такое оптический диск

Обновлено: 20.11.2024

В вычислениях, воспроизведении звука и видео оптический диск представляет собой плоский диск, на котором данные хранятся в виде ямок (или выпуклостей) вдоль спиральной канавки на его поверхности. Диск, обычно изготовленный из поликарбоната, имеет отражающее покрытие, часто состоящее из алюминия. Доступ к данным обычно осуществляется, когда отражающая поверхность освещена интенсивным светом, обычно в виде красного или синего лазерного излучения — отсюда и название оптический диск. Периферийное устройство компьютера, используемое для чтения или записи оптических данных. диск называется приводом оптических дисков (ODD).

Эта технология впервые стала популярной при цифровом воспроизведении и распространении музыки на компакт-дисках (CD). Позже, по мере роста емкости хранилища, технология была модифицирована, чтобы вместить как фильмы, так и видеопрограммы на то, что стало называться цифровыми видеодисками (DVD). Помимо потребительских развлекательных приложений, эта технология полностью распространена в персональных компьютерах и используется как для распространения прикладного программного обеспечения, так и для хранения и передачи данных по всему миру.

Содержание

Популярность и темпы внедрения оптических дисков не имели себе равных в истории бытовой электроники, поскольку эта технология нашла свое место в качестве превосходной (цифровой) альтернативы технологиям VHS на магнитных лентах и кассетным (аналоговым) лентам. Цифровая копия не только создавала идеальное воспроизведение оригинального источника, но, в отличие от аналоговой ленты, оптические диски не портились при длительном использовании (но были склонны к царапинам на своей поверхности). DVD Entertainment Group (находящаяся в Лос-Анджелесе отраслевая торговая организация) ссылается на спонсируемое группой исследование 2002 года, проведенное компанией Ernst & Young, в котором сообщается, что с момента появления формата DVD в 1997 году поставки программного обеспечения достигли более 790 миллионов единиц, а 35,5 миллионов аппаратных плееров менее чем за пять лет. [1]

Исторический обзор

Дэвид Пол Грегг разработал аналоговый оптический диск для записи видео и запатентовал его в 1961 и 1969 годах (патент США 3 430 966). Особый интерес представляет патент США 4 893 297, впервые поданный в 1968 г. и выданный в 1990 г., так что он будет источником лицензионных отчислений для Pioneer DVA до 2007 г. Он охватывает такие системы, как CD, DVD и даже Blu-ray Disc. Компания Грегга, Gauss Electrophysics, вместе с патентами Грегга была приобретена MCA в начале 1960-х годов.

Параллельно и, вероятно, вдохновленная разработками в США, небольшая группа физиков начала свои первые эксперименты с оптическими видеодисками в исследовательском центре Philips Research в Эйндховене, Нидерланды, в 1969 году. В 1975 году Philips и MCA решили объединить усилия. . В 1978 году, слишком поздно, долгожданный лазерный диск был представлен в Атланте. MCA поставила диски, а Philips — плееры. Это обернулось полным техническим и коммерческим провалом, и вскоре сотрудничество Philips и MCA подошло к концу. В Японии и США Pioneer добилась успеха с видеодисками до появления DVD.

Philips и Sony создали консорциум в 1979 году для разработки цифровых аудиодисков, что привело к очень успешному выпуску компакт-дисков в 1983 году.

Как это работает

Эта технология работает путем добавления ямок (или выпуклостей) на поверхность диска, обычно вдоль одной спиральной канавки, которая может покрывать всю записанную поверхность диска. Информация на диске хранится последовательно на спиральной дорожке, от самой внутренней части до самой внешней части дорожки.

Плотность ям, добавленных на поверхность, определяет емкость данных. Эта емкость различается между конкретными дисковыми технологиями, используемыми сегодня, включая CD, DVD (с использованием красных лазерных диодов) и более поздней технологией синих лазерных дисков, называемой HD-DVD и Blu-ray.

Для считывания данных отражающее покрытие на диске освещается лазерным диодом, а ямки искажают лазерный свет при его отражении. Как упоминалось выше, в этом процессе использовались лазеры различных цветов, особенно красного и синего. Недавние разработки в области технологии синего лазера позволили значительно увеличить емкость хранилища благодаря более высокой частоте синего света по сравнению с технологией красного лазерного излучения.

Большинство оптических дисков, за исключением некоторых (например, черных компакт-дисков, разработанных для оригинальной Sony PlayStation), имеют характерный призматический или переливчатый вид, создаваемый канавками в отражающем слое.

Продвижением стандартизированных оптических накопителей занимается Ассоциация технологий оптических накопителей (OSTA). Хотя оптические диски значительно более долговечны, чем более ранние аудио/визуальные форматы и форматы данных, они подвержены повреждениям в результате ежедневного использования и факторов окружающей среды. Библиотеки и архивы должны ввести в действие процедуры сохранения оптических носителей, чтобы обеспечить постоянное удобство использования.

Оптические диски первого поколения

Изначально оптические диски использовались для хранения музыки и программного обеспечения. Их нельзя было записать или создать на персональном компьютере, их можно было купить только в музыкальном магазине или с пакетом программного обеспечения. Формат Laserdisc хранил аналоговое видео, но он вел тяжелую борьбу с VHS (в основном из-за стоимости и невозможности записи). Другие форматы дисков первого поколения предназначены для хранения исключительно цифровых данных.

В большинстве дисковых устройств первого поколения в качестве считывающей головки используется инфракрасный лазер. Минимальный размер лазерного пятна пропорционален длине волны лазера, что делает длину волны одним из факторов, ограничивающих плотность информации. Инфракрасный свет находится сразу за длинноволновой частью спектра видимого света, поэтому он поддерживает меньшую плотность, чем любой видимый (для человека) цвет света. Одним из примеров емкости, достигнутой с помощью инфракрасного лазера, является 700 МБ чистых пользовательских данных на 12-сантиметровом компакт-диске.

Помимо минимального размера пятна, на плотность влияет множество факторов. Например, многослойный диск с использованием инфракрасного излучения будет содержать больше данных, чем идентичный диск с одним слоем, а также другие факторы, например CAV, CLV или зонированный CAV. используется, как данные кодируются и сколько полей остается свободным в центре и по краям — также влияют на то, насколько близко диск может приблизиться к использованию преимущества минимального размера пятна на 100 процентах поверхности диска.

Лазердиск
Магнитооптический диск
Мини-диск

Оптические диски второго поколения

Оптические диски второго поколения были созданы для хранения больших объемов данных, включая цифровое видео телевизионного качества, программное обеспечение, музыку и различные другие формы данных. Эти диски были сделаны для того, чтобы их можно было записывать с домашнего компьютера. Многие, хотя и не все такие диски, используют лазер видимого света (обычно красного цвета). Более короткая длина волны обеспечивает более плотный луч, позволяя уменьшить ямки и выступы диска. В случае формата DVD это позволяет хранить 4,7 ГБ на стандартном одностороннем однослойном диске диаметром 12 см; с другой стороны, носители меньшего размера, такие как форматы MiniDisc и DataPlay, могут иметь емкость, примерно сравнимую с емкостью стандартного компакт-диска гораздо большего размера.

Hi-MD и производные
DVD-аудио
Двойной диск
Цифровой видеоэкспресс (DIVX)
Супер аудио CD
Улучшенный универсальный диск
GD-ROM
Цифровой многослойный диск
Воспроизведение данных
Флуоресцентный многослойный диск
Двойной фазовый переход
Универсальный мультимедийный диск

Оптические диски третьего поколения

Основные оптические диски третьего поколения в настоящее время находятся в разработке. Они предназначены для хранения видео высокой четкости, игр и других форм данных. Они поддерживают большую емкость благодаря использованию коротковолновых лазеров видимого света (сине-фиолетовый для дисков Blu-ray и HD DVD). На практике эффективная емкость мультимедийных презентаций может быть значительно улучшена за счет использования усовершенствованных алгоритмов сжатия видеоданных, таких как MPEG-4.

Передний универсальный диск
Всего дисков HD
Универсальный многослойный диск
Оптика сверхвысокой плотности
LS-R

Оптические диски нового поколения

Следующие форматы настолько продвинуты, что их можно считать опережающими современные диски (третьего поколения). Все следующие диски потенциально могут занимать более одного терабайта пространства.

Гобелен Медиа
Голографический универсальный диск
Диск с белковым покрытием
TeraDisc (оптический диск для хранения 3D-данных)

Записываемые и перезаписываемые оптические диски

На рынке существует множество форматов записываемых оптических дисков, каждый из которых основан на использовании лазера для изменения отражательной способности носителя записи, чтобы дублировать эффекты ямок и площадок, возникающих при записи коммерческого оптического диска. нажал. Новые технологии, такие как хранение голографических данных и трехмерное оптическое хранение данных, нацелены на использование совершенно других методов хранения данных, но эти продукты находятся в разработке и еще не получили широкого распространения.

Наиболее распространенной формой записываемых оптических носителей является технология однократной записи на органических красителях, популяризированная в форме CD-R и до сих пор используемая для носителей большей емкости, таких как DVD-R. При этом используется только лазер для выжигания прозрачного органического красителя (обычно цианина, фталоцианина или на основе азосоединений) для создания «ям» (т. Е. Темных пятен) над отражающей спиральной канавкой. Большинство таких носителей обозначаются суффиксом R (записываемый). Такие диски часто бывают довольно красочными, как правило, в оттенках синего, бледно-желтого или зеленого.

Перезаписываемые немагнитные оптические носители возможны с использованием сплавов с фазовым переходом, которые преобразуются между кристаллическим и аморфным состояниями (с разной отражательной способностью) с помощью тепла приводного лазера.Такие носители должны воспроизводиться в специально настроенных приводах, поскольку материал с фазовым переходом имеет меньшую контрастность отражательной способности, чем носители на основе красителей; в то время как большинство современных приводов поддерживают такие носители, многие старые приводы компакт-дисков не могут распознавать более узкий порог и не могут читать такие диски. Диски с фазовым переходом обозначаются RW (ReWriteable). Диски с фазовым переходом часто выглядят темно-серыми.

Самая ранняя форма — магнитооптическая, в которой для записи на носитель используется магнитное поле в сочетании с лазером. Хотя исходный куб NeXT широко не использовался в потребительском оборудовании, в качестве стандартного устройства хранения данных использовался носитель MO, а потребительская технология MO доступна в форме мини-диска Sony. Эта форма носителя является перезаписываемой.

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

Все ссылки получены 21 декабря 2018 г.

Компакт-диск (1982 г.): CD-R (1988 г.) · CD-RW (1997 г.)
DVD (1995 г.) : DVD-RAM (1996 г.) · DVD-R (1997 г.) · DVD-RW (1999 г.) ) · DVD+RW (2001 г.) · DVD+R (2002 г.) · DVD+R DL (2004 г.) · DVD-R DL (2005 г.)
Другое : Микроформа (1870 г.) · Оптическая лента (19??) · Laserdisc (1958 г.) · UDO (2003 г.) · ProData (2003 г.) · UMD (2004 г.) · Blu-Ray Disc (2006 г.) · HD DVD (2006 г.)
Магнитооптический эффект Керра (1877 г.): MO-диск (198 ?) · MiniDisc (1991)
Optical Assist: лазерный поворотный стол (1986) · Floptical (1991) · Super DLT (1998)

Кредиты

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедию Нового Света:

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

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…

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:

Оптический привод — это компьютерная система, которая позволяет пользователям использовать оптические приводы DVD, CD и Blu-ray. Диск содержит несколько линз, излучающих электромагнитные волны, отвечающие за чтение и запись данных на оптических дисках.Оптические приводы являются неотъемлемой частью электронных устройств, таких как проигрыватели VCD, проигрыватели компакт-дисков, проигрыватели Blu-ray, проигрыватели DVD и некоторые игровые приставки, такие как Microsoft Xbox one, Sony PlayStation 2, 3 и 4 и Nintendo Wii U.

В настоящее время оптические приводы стали менее распространенными из-за появления более совершенных систем управления данными и устройств хранения. Некоторые оптические приводы, такие как привод для записи компакт-дисков, привод для компакт-дисков и комбинированный привод DVD-ROM/CD-RW, больше не производятся или не поддерживаются большинством компаний-производителей ПК. Диски DVD имеют емкость 4,7 ГБ и могут использоваться для хранения данных для различных целей.

Чтобы записать контент/данные на диск, вам понадобится чистый записываемый DVD-диск. Оптические приводы DVD записывают данные на компакт-диски путем нагревания частей диска, покрытых слоем органического красителя; они используют лазер, который изменяет отражательную способность красителя.

С вашим оптическим приводом и программным обеспечением для записи данных вы можете записывать данные на диск для постоянного или временного использования. DVD и компакт-диски содержат кристаллический сплав, который можно расплавить с помощью лазера оптического привода, чтобы сделать диск перезаписываемым несколько раз. Однако, если вы случайно удалите диски DVD, CD или Blu-ray; вы не сможете восстановить свои файлы с помощью любого программного обеспечения для восстановления данных с оптического привода.

На компакт-дисках/DVD-дисках используется сложная файловая система, которая не позволяет программному обеспечению для восстановления данных выполнять сканирование истории файлов. Очень сложно найти программу, которая может восстанавливать удаленные файлы с помощью оптического привода. Если у вас есть важные файлы, которые вы не хотите потерять, используйте надежную систему резервного копирования, которая поможет вам получить или восстановить ваши данные в случае повреждения или отказа вашего CD/DVD.

О программе восстановления файлов Disk Drill

Disk Drill – это приложение для восстановления данных, которое можно использовать для восстановления удаленных файлов с жестких дисков, флэш-дисков, карт памяти, SD-карт, мини-карт, XD-PictureCard и других носителей, использующих современные файловые системы, такие как FAT32, HFS+ (ДЛЯ Mac OS), exFAT и NTFS.

Это программное обеспечение можно бесплатно загрузить для двух популярных платформ ОС, а именно: Windows и Mac OS X. Бесплатная версия Disk Drill позволяет сканировать потерянные файлы на диске, а также получать доступ к другим функциям с некоторыми ограничениями. Если вы хотите с легкостью восстановить удаленные файлы, загрузите версию Disk Drill Pro или обновите ее до полной версии, если на вашем ПК уже установлена программа Disk Drill.

Артур Коул

Артур Коул – внештатный создатель контента. Также имеет более чем 10-летний опыт разработки программ для macOS, Windows, iOS, Android. Артур Коул — писатель с глубокими знаниями в области программирования, который может легко.

Читайте также: