Как работает дисковод компакт-дисков
Обновлено: 07.07.2024
Компакт-диски и DVD-диски сегодня повсюду. Независимо от того, используются ли они для хранения музыки, данных или компьютерного программного обеспечения, они стали стандартным средством распространения больших объемов информации в надежном пакете. Компакт-диски настолько просты и дешевы в производстве, что America Online ежегодно рассылает миллионы таких дисков, чтобы привлечь новых пользователей. А если у вас есть компьютер и привод CD-R, вы можете создавать свои собственные компакт-диски, включая любую информацию, которую вы хотите.
В этой статье мы рассмотрим, как работают компакт-диски и дисководы для компакт-дисков. Мы также рассмотрим различные формы компакт-дисков, а также то, что ждет эту технологию в будущем.
Понимание компакт-диска: материал
Как описано в разделе «Как работает аналоговая и цифровая запись», на компакт-диске можно записать до 74 минут музыки, поэтому общий объем цифровых данных, которые должны храниться на компакт-диске, составляет:
44 100 отсчетов/канал/секунда x 2 байта/отсчет x 2 канала x 74 минуты x 60 секунд/минута = 783 216 000 байт
Чтобы поместить более 783 мегабайт (МБ) на диск диаметром всего 4,8 дюйма (12 см), отдельные байты должны быть очень маленькими. Изучив физическую конструкцию компакт-диска, вы сможете понять, насколько малы эти байты.
Компакт-диск представляет собой довольно простой кусок пластика толщиной около четырех сотых (4/100) дюйма (1,2 мм). Большая часть компакт-диска состоит из отлитого под давлением куска прозрачного поликарбонатного пластика. Во время производства на этот пластик наносятся микроскопические выпуклости, образующие единую непрерывную чрезвычайно длинную спиральную дорожку данных. Мы вернемся к ударам через мгновение. Как только прозрачный кусок поликарбоната сформирован, на диск напыляется тонкий отражающий слой алюминия, покрывающий неровности. Затем на алюминий напыляется тонкий акриловый слой для его защиты. Затем этикетка печатается на акриле. Поперечное сечение полного компакт-диска (не в масштабе) выглядит так:
Понимание компакт-диска: спираль
На компакт-диске имеется одна спиральная дорожка данных, проходящая от внутренней части диска к внешней. Тот факт, что спиральная дорожка начинается в центре, означает, что при желании компакт-диск может быть меньше 4,8 дюймов (12 см), и на самом деле теперь есть пластиковые бейсбольные карточки и визитные карточки, которые можно вставить в проигрыватель компакт-дисков. Визитные карточки на компакт-дисках содержат около 2 МБ данных, прежде чем размер и форма карточки обрывают спираль.
Что изображение справа даже не начинает вас впечатлять, так это то, насколько невероятно мала дорожка данных — ее ширина составляет примерно 0,5 микрона, а 1,6 микрона отделяют одну дорожку от другой. (Микрон – это миллионная доля метра.) А неровности еще мельче.
Понимание компакт-диска: Bumps
Удлиненные выступы, образующие дорожку, имеют ширину 0,5 микрона, длину не менее 0,83 микрона и высоту 125 нанометров. (Нанометр — это миллиардная доля метра.) Глядя через слой поликарбоната на выпуклости, они выглядят примерно так:
Вы часто будете читать о "ямах" на компакт-диске вместо неровностей. Они выглядят как ямки на алюминиевой стороне, но на стороне, с которой считывается лазер, они представляют собой выпуклости.
Невероятно маленькие размеры выступов делают спиральную дорожку на компакт-диске чрезвычайно длинной. Если бы вы могли снять дорожку данных с компакт-диска и растянуть ее в виде прямой линии, она была бы шириной 0,5 микрона и почти 5 км в длину!
Чтобы прочитать что-то такое маленькое, вам нужен невероятно точный механизм чтения дисков. Давайте посмотрим на это.
Если вы читали статью HowStuffWorks «Как работают компакт-диски», вы знаете, что основная идея хранения данных на обычном компакт-диске проста. Поверхность компакт-диска содержит одну длинную спиральную дорожку данных. Вдоль трассы есть ровные отражающие участки и неотражающие неровности. Плоская отражающая область представляет собой двоичную 1, а неотражающая выпуклость представляет собой двоичный 0. Привод компакт-дисков освещает лазером поверхность компакт-диска и может обнаруживать отражающие области и выпуклости по количеству отражаемого ими лазерного излучения. Привод преобразует отражения в 1 и 0 для считывания цифровых данных с диска. Дополнительную информацию см. в разделе Как работают компакт-диски.
Обычные компакт-диски нельзя модифицировать — они предназначены только для чтения. Диск CD-R должен позволять приводу записывать данные на диск. Чтобы диск CD-R работал, лазер должен создавать неотражающую область на диске. Таким образом, диск CD-R имеет дополнительный слой, который может модифицироваться лазером. Этот дополнительный слой представляет собой зеленоватый краситель. В обычном компакт-диске у вас есть пластиковая подложка, покрытая отражающим слоем алюминия или золота. В CD-R у вас есть пластиковая подложка, слой краски и отражающий золотой слой. На новом диске CD-R вся поверхность диска отражающая — лазер может светить сквозь краску и отражаться от золотого слоя.
Когда вы записываете данные на CD-R, пишущий лазер (гораздо более мощный, чем считывающий лазер) нагревает слой красителя и изменяет его прозрачность.Изменение красителя создает эквивалент неотражающей выпуклости. Это постоянное изменение, и приводы CD и CD-R могут позже считывать измененный краситель как удар.
Оказалось, что краситель достаточно чувствителен к свету — это необходимо для того, чтобы лазер мог быстро изменить его. Поэтому не следует подвергать диски CD-R воздействию солнечных лучей.
Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.
Часто задаваемые вопросы о CD-R
Что такое диск CD-R?
Диск CD-R, также известный как записываемый компакт-диск, представляет собой цифровой диск, используемый для записи данных с помощью устройств записи компакт-дисков. В отличие от USB, большинство дисков CD-R нельзя перезаписать после того, как они были записаны, и они содержат значительно ограниченное пространство, около 700 МБ. Они использовались для записи звуковых дорожек продолжительностью до 80 минут.
Используются ли еще CD-R?
Диски CD-R по-прежнему используются для аудиозаписи, хотя продажи компакт-дисков резко упали в последние годы, поэтому их производится и используется меньше.
Плохие CD-R портятся?
Согласно оценке Ассоциации оптических технологий хранения, чистый CD-R хорошего качества может храниться в красивой упаковке примерно от пяти до десяти лет.
В чем разница между CD-R и CD-RW?
И CD-R, и CD-RW имеют одинаковую емкость: 700 МБ и 80 минут. Разница заключается в том, сколько раз данные могут быть записаны. На CD-R данные можно записать только один раз, а на CD-RW можно перезаписать, что позволяет вам стирать и перезаписывать данные столько раз, сколько вы хотите.
Чистая марка CD-R какой марки лучше?
Согласно списку бестселлеров Amazon, Verbatim 52x для данных и музыки является лучшим вариантом. Упаковка из пятидесяти дисков стоит примерно 18 долларов без учета доставки.
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.
CD-ROM, аббревиатура компакт-диска, постоянное запоминающее устройство, тип компьютерной памяти в виде компакт-диска, который считывается оптическими средствами. Привод CD-ROM использует маломощный лазерный луч для чтения оцифрованных (двоичных) данных, которые были закодированы в виде крошечных ямок на оптическом диске. Затем диск передает данные на компьютер для обработки.
Стандартный компакт-диск был представлен в 1982 году для воспроизведения цифрового звука. Но поскольку любой тип информации может быть представлен в цифровом виде, стандартный компакт-диск был адаптирован компьютерной индустрией, начиная с середины 1980-х годов, как недорогой носитель для хранения и распространения больших компьютерных программ, графики и баз данных. Обладая емкостью 680 МБ, компакт-диск быстро получил коммерческое признание в качестве альтернативы так называемым гибким дискам (с максимальной емкостью 1,4 МБ).
Компьютеры размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как. РЖУ НЕ МОГУ. Взломайте этот тест, и пусть какая-нибудь технология подсчитает ваш результат и раскроет вам его содержание.
В отличие от традиционных технологий хранения данных на магнитных носителях (например, лент, гибких и жестких дисков), компакт-диски и компакт-диски нельзя записывать — отсюда и пометка «только для чтения». Это ограничение стимулировало разработку различных записываемых магнитно-оптических гибридных запоминающих устройств; но им, как правило, не удавалось проникнуть за пределы издательского мира, где регулярно происходит обмен большими мультимедийными файлами, из-за несовместимости со стандартными проигрывателями компакт-дисков и компакт-дисков. В начале 1990-х годов стал доступен новый тип компакт-дисков: CD-Recordable или CD-R. Эти диски отличаются от обычных компакт-дисков наличием слоя светочувствительного органического красителя, который можно «сжечь» для получения химического «темного» пятна, аналогичного ямкам на обычном компакт-диске, которое может быть прочитано существующими проигрывателями компакт-дисков и компакт-дисков. Такие компакт-диски также известны как диски WORM, что означает «Записать один раз, прочитать много». Перезаписываемая версия на основе возбудимых кристаллов, известная как CD-RW, была представлена в середине 1990-х годов. Поскольку устройствам записи CD-R и CD-RW изначально требовался компьютер для работы, они имели ограниченное применение за пределами использования в качестве компьютерного программного обеспечения и устройств резервного копирования данных.
Чтобы справиться с распространением постоянно увеличивающихся мультимедийных файлов (аудио, графических и видео) в компьютерных играх, образовательном программном обеспечении и электронных энциклопедиях, а также фильмов высокой четкости для телевизионных развлекательных систем, цифровой видеодиск (DVD) был представлен в 1995 году, а носитель информации с еще большей емкостью, Blu-ray, был представлен в 2002 году.Однако из-за увеличения объема памяти компьютеров и легкого распространения больших файлов через Интернет использование компакт-дисков в 21 веке сократилось.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.
Несколько лет назад, когда USB-накопители и облачные вычисления не были так популярны, как сегодня, данные в основном хранились и извлекались с помощью компакт-дисков. Сегодня блестящие круглые диски известны тем, что хранят данные объемом от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт.
Рекомендуемое видео для вас:
Что такое компакт-диск?
Компакт-диск CD – это цифровой формат хранения оптических носителей, совместно разработанный компаниями Philips и Sony. Формат CD изначально был разработан для хранения и воспроизведения звукозаписей, но позже был адаптирован для хранения данных.
Данные на компакт-диске кодируются с помощью лазерного луча, который вытравливает крошечные углубления (или выпуклости, если хотите) на его поверхности. Выступ в терминологии компакт-дисков известен как ямка и представляет собой число 0. Точно так же отсутствие выступа (известное как земля) представляет собой число 1.
(Фото предоставлено Flickr)
Тем не менее, одной из самых больших проблем с компакт-дисками является их тонкая, гладкая поверхность, которую легко поцарапать, если с ней не обращаться с максимальной осторожностью. Трещины и царапины на поверхности диска препятствуют его способности сохранять данные и мешают проигрывателю компакт-дисков извлекать сохраненные на нем данные.
Но почему именно это происходит? Почему поцарапанные компакт-диски труднее читать/доступ к ним?
Прежде чем мы дойдем до этого, мы сначала должны понять, как работает компакт-диск.
Как работает компакт-диск?
Компакт-диск обычно имеет диаметр около 12 сантиметров (4,5 дюйма) и состоит из пары тонких круглых слоев, прикрепленных друг к другу.
Различные слои компакт-диска (Фото: Pbroks13/Wikimedia Commons)
Большая часть компакт-диска состоит из пластика, называемого поликарбонатом. Нижний слой представляет собой слой поликарбоната, где данные кодируются с помощью крошечных выпуклостей на поверхности. Над этим слоем находится отражающий слой, обычно сделанный из алюминия (также используется золото, хотя и довольно редко).
Выше отражающего слоя находится защитный слой из лака и пластика, защищающий нижние слои. Изображение или этикетка печатаются на лаковом слое (т. е. поверх компакт-диска) с помощью офсетной или трафаретной печати.
Компакт-диски хранят информацию в цифровом виде, то есть с помощью миллионов единиц и нулей. Данные на компакт-диске кодируются с помощью лазерного луча, который вытравливает крошечные углубления (или выпуклости, если хотите) на его поверхности. Выступ в терминологии компакт-дисков известен как ямка и представляет собой число 0. Точно так же отсутствие выступа (известное как земля) представляет собой число 1. Следовательно, лазерный луч может кодировать необходимые данные на компакт-диск, используя ямы и земли (0 и 1 соответственно).
Теперь, когда вы знаете, как данные кодируются на компакт-диске, давайте посмотрим, как проигрыватель компакт-дисков на самом деле считывает эти сохраненные данные.
Как работает проигрыватель компакт-дисков?
Проигрыватель компакт-дисков состоит из двух основных компонентов, которые помогают читать компакт-диск: крошечный лазерный луч, известный как полупроводниковый диодный лазер, и электронный детектор света, представляющий собой крошечный фотоэлемент. Когда вы включаете проигрыватель компакт-дисков, электродвигатель в проигрывателе вращает компакт-диск с очень высокой скоростью, считывая внешний край со скоростью 200 об/мин, а при чтении внутреннего края он вращается со скоростью 500 об/мин.
Источник лазерного луча внутри проигрывателя включается и сканирует дорожку от центра диска к внешнему краю. Он фокусирует луч с длиной волны 780 нм (ближний инфракрасный диапазон) через нижнюю сторону компакт-диска. Когда луч падает на землю (1), он отражается прямо назад, но рассеивается, когда луч падает на яму (0).
Когда фотоэлемент обнаруживает отраженный свет, он распознает, что лазер должен попасть в землю, и, в свою очередь, отправляет сигнал в схему, которая генерирует число 1. Аналогичным образом, когда он не обнаруживает свет, он правильно определяет ямку в этой точке, чтобы схема генерировала число 0. Таким образом, фотоэлемент использует изменения интенсивности отраженного луча, чтобы определить, есть ли на диске 1 или 0.
С помощью нулей и единиц можно хранить все виды цифровой информации. (Фото: Pixabay)
Почему проигрывателю компакт-дисков трудно прочитать содержимое поцарапанного компакт-диска?
Данные с диска CD/DVD/Blu-ray находятся не на глянцевой поверхности, а на поликарбонатном слое в нижней части диска. Как уже упоминалось, у проигрывателя компакт-дисков есть лазерный луч, который отражается/рассеивается снизу в зависимости от того, падает ли он на землю/яму. Вмятины на поверхности диска очень и очень маленькие, поэтому царапины и трещины мешают отражению света от поверхности компакт-диска.
(Фото предоставлено Flickr)
Когда лазер падает на поцарапанное место, он рассеивается, даже если в этом месте нет выпуклости. В результате фотоэлемент передает в схему неверную информацию, что затрудняет правильное считывание данных проигрывателем компакт-дисков.
Однако царапины не обязательно делают компакт-диск непригодным для использования. Существует исправление ошибок в способе кодирования данных на компакт-диск, что гарантирует, что небольшие царапины на поверхности диска не сделают компакт-диск нечитаемым. Проигрыватели CD/DVD не смогут прочитать его, если только царапины не будут серьезными или компакт-диск не треснет.
Сокращенно от «Compact Disc Read-Only Memory», компакт-диск — это оптический диск, содержащий звуковые или программные данные, память которых доступна только для чтения. Привод CD-ROM или оптический привод — это устройство, используемое для их чтения. Приводы CD-ROM имеют скорость от 1x до 72x, что означает, что они считывают компакт-диск примерно в 72 раза быстрее, чем версия 1x. Как вы понимаете, эти приводы способны воспроизводить аудио компакт-диски и читать компакт-диски с данными, включая диски CD-R и CD-RW.
Привод CD-ROM не может читать DVD, включая DVD с фильмами и DVD с данными. Формат DVD отличается от формата CD, а привод CD-ROM не предназначен для чтения формата DVD. Для чтения DVD требуется дисковод DVD-ROM.
Есть ли на моем компьютере дисковод для компакт-дисков?
В современных современных компьютерах больше нет дисководов (CD-приводов). Чтобы определить, есть ли в вашем компьютере дисковод для компакт-дисков, осмотрите переднюю часть компьютера. На передней панели компьютера должен быть слот или лоток, открывающийся для чтения компакт-диска. Если вы визуально не видите дисковод для компакт-дисков, просмотрите дисководы вашего компьютера, чтобы узнать, есть ли дисководы в списке вашей операционной системы.
Если вы не видите дисковода, на вашем компьютере нет дисковода для компакт-дисков. Однако дисковод для компакт-дисков можно установить на настольный компьютер или внешний дисковод для компакт-дисков можно подключить к настольному компьютеру или ноутбуку.
Обзор дисковода
Ниже показано изображение передней и задней части стандартного дисковода IDE CD-RW от Memorex.
Как открыть и закрыть дисковод компакт-дисков
Привод CD-ROM можно открыть, нажав кнопку извлечения лотка на передней панели привода (на фото справа). Чтобы закрыть дисковод компакт-дисков, снова нажмите на лоток или кнопку извлечения.
В некоторых компьютерных корпусах кнопка извлечения может быть скрыта за корпусом, чтобы корпус выглядел более привлекательным. Если вы не видите кнопку извлечения, попробуйте нажать на правую сторону дисковода, которая часто находится в верхней части башни.
Если кнопка извлечения не работает, вы можете открыть или извлечь лоток через «Мой компьютер» или «Этот компьютер» в более новых версиях Windows. В разделе «Мой компьютер» найдите список приводов компьютера, затем щелкните правой кнопкой мыши дисковод компакт-дисков и выберите «Извлечь» во всплывающем меню.
Привод CD-ROM также можно открыть вручную, вставив конец скрепки в отверстие для извлечения привода. Аккуратно вставьте его, пока не почувствуете сопротивление, затем нажмите еще немного, чтобы активировать механизм разблокировки. Если все сделано правильно, лоток должен немного открыться, и вы сможете осторожно вытащить лоток пальцами. Открытие или извлечение лотка вручную может быть полезно для извлечения компакт-диска, застрявшего в приводе компакт-дисков.
Какая буква диска у компакт-диска?
По умолчанию ваш компакт-диск должен обозначаться буквой D:, когда вы просматриваете различные дисководы на своем компьютере. Однако при добавлении нового жесткого диска или раздела буква диска CD-ROM может быть перемещена ниже по алфавиту (например, с D: на E:). Чтобы узнать, под какой буквой диска находится ваш компакт-диск, выполните следующие действия.
- Откройте проводник Windows, нажав клавишу Windows + E .
- В списке в левой части окна проводника выберите Этот компьютер.
- Вы должны увидеть список всех дисков вашего компьютера и соответствующие им буквы, как показано ниже.
Если в дисководе, который вы хотите запустить, есть CD, DVD или другой диск, дважды щелкните значок дисковода в Проводнике. Если диск воспроизводится автоматически и вы хотите просмотреть файлы на диске, щелкните правой кнопкой мыши значок диска и выберите Открыть или Исследовать.
Интерфейсы CD-ROM и дисководов
Ниже приведены различные интерфейсы, позволяющие CD-ROM и другим дисководам подключаться к компьютеру.
- IDE/ATA – один из наиболее часто используемых интерфейсов для дисководов.
- Panasonic – старый проприетарный интерфейс.
- Параллельный — интерфейс, используемый со старыми внешними дисководами для компакт-дисков. (PC Card) — интерфейс, иногда используемый для подключения внешних дисководов к портативным компьютерам.
- SATA: замена IDE в качестве нового стандарта для подключения дисков. – Еще один распространенный интерфейс, используемый с дисками и дисководами.
- USB — интерфейс, наиболее часто используемый для подключения внешних дисководов.
Скорость передачи CD-ROM
Ниже приведены стандартные скорости передачи и время доступа для приводов CD-ROM. Приведенные ниже цифры являются средними значениями, которые вы можете ожидать на каждой скорости дисковода компакт-дисков.
| Скорость диска | Скорость передачи (Мбит/с) | Время доступа (мс) |
|---|---|---|
| Одинарная скорость (1x) | 1,2288 | 400 |
| Двойная скорость (2x) | 2,4576 | 300 |
| четыре скорости (4x) | 4,9152 | 150 | < /tr>
| Шесть скоростей (6x) | 7,0653 | 150 |
| Восемь скоростей (8x)< /td> | 9,8304 | 100 |
| Десять скоростей (10x) | 12,288 | 100 |
| Двенадцать скоростей (12x) | 14,7456 | 100 |
| Восемнадцать скорость (18x) | 21,8343 | 90 |
| Двадцать скоростей (20x) | до 24,576< /td> | 90 |
| Тридцать две скорости (32x) | до 39,3216 | 85 |
| Тридцать шесть скоростей (36x) | до 44,2368 | 80 |
| Пятьдесят -две скорости (52x) | до 63,8976 | 80 |
| Семьдесят две скорости (72x) | < td>до 88,473675 | |
| Диски CAV (12x - 24x) | 1,843,200 - 3,686,400 | 150-90 |