Сколько дорожек записи на оптическом диске

Обновлено: 04.07.2024

Кажется, все говорят о записи на жесткий диск, поскольку новые системы выпускаются на всех уровнях рынка почти каждый месяц. Для тех, кто не понимает, как работает запись на жесткий диск, Мартин Расс указывает на несколько моментов, о которых вы, возможно, не подумали.

Современная волна — запись на жесткий диск — «мультитрекер» 90-х. Вместо записи звука на магнитную ленту для хранения оцифрованных аудиосигналов используются микросхемы памяти компьютера и хранилище на жестком диске. В этом есть свои преимущества: преодолеваются ограничения физических лент — вы можете перезаписывать один и тот же фрагмент аудио, не дожидаясь перемотки ленты, и не беспокоясь об износе ленты из-за чрезмерного использования или ее случайного уничтожения. В цифровом мире нет необходимости разрезать или сращивать ленту, поэтому нет проблем с липкой лентой для склеивания, выпадениями и осыпанием.

Но есть и недостатки. Поскольку технологии, используемые при записи на жесткий диск, сильно отличаются от обычных аудиозаписей, неосторожные люди могут легко не заметить ловушки. Так как же узнать о другой стороне записи на жесткий диск? Читайте дальше.

Пора

Магнитные ленты следуют условности, которая настолько очевидна и тонка, что вы, возможно, даже не задумывались об этом, потому что это выглядит как здравый смысл. Когда вы покупаете ленту, у нее есть длина и ширина: длина определяет, как долго будет воспроизводиться лента, а ширина ленты ограничивает количество аудиодорожек определенного качества, которое вы можете иметь.

Сколько времени будет воспроизводиться лента, можно рассчитать, зная длину ленты и скорость, с которой она воспроизводится, хотя некоторые ленты обычно известны по их временной «емкости» на определенной скорости. Кассеты являются повседневным примером использования времени для описания длины ленты: C90 длится 90 минут. Назвать кассету C90 на самом деле означает вкратце сказать, что длина ленты достаточна для 90 минут записи на стандартной кассетной скорости. Удвойте скорость ленты, проходящей через головку записи/воспроизведения, и кассета C90 станет C45; уменьшите вдвое скорость ленты, и она станет C180. Это сжатие времени знакомо пользователям кассетных мультитрекеров, которые могут быстрее запускать ленту для улучшения качества звука.

Когда мы говорим о магнитных лентах, их емкость может быть выражена через время записи и количество дорожек, которые они обеспечивают. На 60-минутную полу- или четвертьдюймовую ленту с открытой катушкой, используемую для записи с 8 дорожками, можно будет записать восемь отдельных дорожек, каждая продолжительностью один час. На самом деле это дает общее время записи в восемь часов, но очень маловероятно, что вы когда-нибудь услышите, чтобы кто-то называл это восьмичасовой лентой! Причина в том, что все треки физически связаны друг с другом — когда вы проигрываете ленту, все треки воспроизводятся одновременно. Вы не можете взять кассету и проигрывать ее непрерывно в течение восьми часов — по крайней мере, не останавливая ее и не меняя направление или не перематывая назад!

Но для записи на жесткий диск эта «очевидная» связь между дорожками и временем не существует в той же форме. Цифра, указанная для «времени записи», может быть общим временем, которое может быть записано на все дорожки, что эквивалентно описанию 8-дорожечной 60-минутной ленты как восьмичасовой ленты. Причина, по которой эта цифра иногда указывается для рекордеров с жестким диском, заключается в том, что ее можно легко определить по размеру жесткого диска и скорости передачи цифрового аудио.

Один из способов снижения требований, предъявляемых к системе записи на жесткий диск, заключается в уменьшении объема данных, которые необходимо хранить.

Например, предположим, что мы записываем монофонический звук CD-качества — одну дорожку 16-битного аудио с частотой дискретизации 44,1 кГц. На момент написания статьи цена 1000 мегабайт (1 гигабайт) на жестком диске составляла менее 200 фунтов стерлингов, и можно подсчитать, что это обеспечит более 11 000 секунд хранения цифрового аудио, что составляет чуть менее 189 минут, или около трех минут. часов и 10 минут. Расчет «времени записи» представляет собой идеализированную общую емкость жесткого диска для хранения монофонического цифрового звука. По мере увеличения количества треков время сокращается. Для стереозвука требуется две дорожки, поэтому емкость диска емкостью 1 Гб составляет чуть менее 95 минут. Для четырех дорожек расчеты дают емкость всего 47 минут.

Для того чтобы подчеркнуть это соответствие между временем и количеством дорожек, некоторые производители используют термин "минуты дорожек" для описания емкости записывающего устройства с жестким диском. «Минута трека» — это именно то, о чем говорится: минута записи одного трека.Таким образом, машина, емкость которой составляет 60 минут трека, сможет записать 60 минут на одну дорожку, 30 минут на две дорожки, 15 минут на четыре дорожки или даже 7,5 минут на восемь дорожек.

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, в то время как со стереофоническим магнитофоном вы можете разумно ожидать постоянного наличия аудиосигнала на обеих дорожках по всей длине дорожки, с многодорожечным магнитофоном это не обязательно так. В простой 4-дорожечной записи две дорожки могут содержать основную часть аудиоматериала, а две оставшиеся дорожки используются для дополнительных частей, двойных дорожек и т. д.

Если бы устройство записи с жестким диском позволяло распределять время между дорожками только на строгой основе вместимости/количества дорожек, всякий раз, когда на дорожке не было аудиосигнала, была бы потерянная емкость. Гораздо лучшим решением является рекордер с жестким диском, позволяющий гибко назначать время на дорожки. В этом случае цифра 15 минут для четырех треков может быть больше: возможно, 20 или 25 минут в зависимости от того, насколько полно треки фактически используются. То же самое относится к восьми или более дорожкам, где использование неиспользованного времени внутри дорожек может позволить 10 или более минут общего времени записи в системе, которая имеет емкость только чуть более семи минут полностью используемых дорожек. Это сильно отличается от того, как работает аналоговый магнитофон.

Игра чисел

Один из способов, с помощью которого производителям многодорожечных кассет удается производить универсальные портативные студии по низкой цене, заключается в уменьшении количества дорожек, которые можно записывать одновременно. Многие из бюджетных 4-дорожечных машин могут записывать только две дорожки одновременно, хотя все четыре могут воспроизводиться вместе. Почти все остальные магнитофоны не страдают этим ограничением — возможность записи всех дорожек сразу считается почти само собой разумеющейся.

Одна монофоническая цифровая звуковая дорожка, записанная с использованием 16-битных сэмплов со скоростью 44 100 в секунду, требует, чтобы устройство записи с жестким диском каждую секунду перемещало на жесткий диск 88 200 байтов. Для перемещения четырех дорожек требуется 352 800 байтов в секунду, что приближается к типичной непрерывной пропускной способности обычного интерфейса жесткого диска SCSI или IDE. Таким образом, для одновременной записи восьми или более дорожек может потребоваться более продвинутый интерфейс — это нормально внутри устройства записи с жестким диском, записывающего на внутренний жесткий диск, но может вызвать проблемы для внешнего жесткого диска, подключенного через SCSI. Это может означать, что существует физический предел количества дорожек, которые вы можете записывать одновременно в любой данной системе, исключительно из-за огромного объема данных, которые необходимо перемещать.

Одним из временных решений этого ограничения является запись в память для чтения/записи (ОЗУ), а не на жесткий диск. Хотя это возможно, для этого требуется большой объем оперативной памяти, поэтому это сильно ограничивает продолжительность записи без сохранения на жесткий диск. Описанной выше системе с 4 дорожками, 16 битами и частотой дискретизации 44,1 кГц требуется чуть более 1 МБ памяти для хранения каждых трех секунд звука, поэтому 8 МБ дадут 24 секунды 4-дорожечного звука, 16 МБ — почти минуту. а типичный поп-сингл, вероятно, уместился бы в 64 Мб, а оперативная память стоила около 500 фунтов стерлингов. После сохранения в ОЗУ цифровое аудио может быть сохранено на жесткий диск, освобождая таким образом ОЗУ для дополнительной записи.

Сжатие

Один из способов снижения требований, предъявляемых к системе записи на жесткий диск, — это уменьшение объема данных, которые необходимо хранить. В компьютерном контексте это называется «сжатие», и оно очень отличается от сжатия, которое вы можете применить к вокальной дорожке, или от сжатия, которое происходит, когда вы агрессивно записываете на аналоговую ленту. Существует две основные формы компьютерного сжатия: без потерь и с потерями.

Сжатие без потерь каким-то образом сжимает данные, чтобы их можно было сохранить, а затем снова восстанавливает всю исходную информацию при обратном считывании. Хотя это кажется невозможным, есть несколько способов добиться этого. Основной целью является использование характеристик данных. Например, предположим, что мы записываем количество автомобилей, проезжающих по мосту каждый час. Первые несколько часов могут выглядеть так: 312, 294, 287, 301, 295 и так далее. Если мы возьмем первую цифру, а затем запишем разницу между последовательными суммами, то получим 312, -18, -7, 14, -6. Первое число такое же, а все остальные намного меньше. Взяв первое число и добавив или вычитая приращения, можно точно восстановить исходные числа. Аудиоданные имеют свойства, которые могут быть использованы схемами сжатия — например, оказывается, что изменение между последовательными байтами аудиоданных часто довольно мало, поэтому, если вместо полных значений выборки отправляются различия, требуемый объем памяти может быть увеличен. значительно снижен.Более сложные схемы ищут шаблоны данных, а затем кодируют их с помощью сокращенных «указателей». Но каждый процесс предназначен для сохранения всего исходного набора данных, а впоследствии его полного восстановления. Аудиоданные, сохраненные на диске, восстанавливаются без изменений, поэтому они будут звучать точно так же, как и при предыдущем воспроизведении до сохранения на диск.
Сжатие с потерями пытается сохранить только важные части данных, а затем восстановить близкое приближение к оригиналу. Многие методы сжатия с потерями аналогичны тем, что они каким-то образом используют характеристики данных, но принимаются решения о том, сколько деталей необходимо сохранить. Используя пример «автомобилей, пересекающих мост», если информация, необходимая для подсчета автомобилей, была пиковым количеством автомобилей, то необходимо сохранить только одно число: 312. В качестве альтернативы, если только общее количество автомобилей, пересекающих мост в час требуется, то мы могли бы аппроксимировать почасовые подсчеты с точностью до ближайших 10 или даже 100 автомобилей — фраза «300 автомобилей проезжают мост каждый час» может быть вполне адекватной. Для аудиоданных некоторые части сигнала или спектра вполне могут быть излишними по отношению к слышимому содержимому, и поэтому в большинстве случаев от них можно отказаться. Это именно тот тип обработки, который используется Minidisc и DCC (Digital Compact Cassette) — наиболее заметные звуки сохраняются с максимальной детализацией, в то время как любые фоновые звуки, которые они «маскируют», не сохраняются с такой же глубиной детализации. При тщательной разработке методы сжатия аудио с потерями могут обеспечить значительное сокращение объема данных, которые необходимо сохранить, оставаясь при этом практически неразличимыми для слушателя.

При работе с любой системой сжатия звука следует тщательно прослушать ее, чтобы убедиться, что она приемлема для вашей музыки. В отличие от клиппирующего искажения, с которым вы, возможно, знакомы в цифровых системах, сжатие может привнести в звук гораздо более тонкие изменения. Если вы хотите услышать эти эффекты, вам нужно будет провести сравнение A/B с рядом материалов, чтобы ознакомиться с ними, и постарайтесь сосредоточиться на фоновых, а не на передних звуках: прислушайтесь к легкой окраске.< /p>

Получить резервную копию

Как вы знаете, аналоговый магнитофон сохраняет звук на съемной ленте. Рекордеры с жестким диском сохраняют звук на внутренних жестких дисках, которые обычно нельзя извлечь и сохранить. Так что же происходит, когда вы заполняете жесткий диск музыкой?

Жесткие диски, как правило, заполняются быстрее, чем вы ожидаете, и иногда они могут катастрофически выходить из строя. Чтобы предотвратить случайную потерю кропотливо записанных и отредактированных цифровых аудиоданных или просто сохранить их, чтобы вы могли записать что-то новое на диск, его содержимое необходимо сохранить хотя бы на одном другом альтернативном носителе.

Рекордеры с жестким диском предлагают два варианта сохранения цифрового звука. Самые простые и недорогие системы предоставляют доступ только к цифровому аудио, поэтому единственный способ сохранить содержимое — записать его на DAT с помощью цифровых разъемов ввода-вывода. Это действительно хранилище «в реальном времени», где время, затрачиваемое на сохранение цифрового аудио, примерно равно половине общей длины всех дорожек — при условии, что данные хранятся с использованием двух дорожек DAT как двух монофонических. звуковые дорожки. Повторная загрузка данных, скопированных таким образом, также займет столько же времени. Например, если трехминутный сингл состоит из восьми непрерывных монофонических дорожек, каждая из которых длится три минуты, для сохранения на ленту DAT потребуется не менее 12 минут, и столько же потребуется для повторной загрузки.

Если записывающее устройство с жестким диском обеспечивает прямой доступ к жесткому диску, это почти наверняка будет через разъем SCSI. Сокеты SCSI (Small Computer System Interface) позволяют копировать все содержимое жесткого диска на другой носитель информации. Это может быть лента данных, другой жесткий диск или оптический диск.

DDS (цифровое хранилище данных) DAT — один из самых популярных форматов лент данных. Он предлагает хранение не менее пары гигабайт на 90-минутной ленте. Хранение на ленте может быть медленным: для заполнения 90-минутной ленты DDS DAT потребуется не менее 90 минут, а возможно, и больше из-за того, как файлы записываются на ленту, а затем проверяются.

Жесткие диски могут быть стационарными или съемными. Со съемным диском вы покупаете корпус, блок питания и интерфейсную схему один раз и просто меняете жесткий диск. С фиксированным диском вы покупаете всю партию каждый раз. Емкость и производительность съемных дисков постоянно растут: съемные диски емкостью 1 ГБ стоят чуть более чем в два раза дороже аналогичного стационарного диска, а покупка второго картриджа емкостью 1 ГБ намного дешевле, чем покупка второго стационарного диска!

Оптические приводы хранят данные на чем-то очень похожем на CD‑R.До недавнего времени оптические приводы страдали от отсутствия стандартизации, хотя готовящийся к выходу DVD (Digital Video/Versatile Disc) может решить эту проблему и изначально должен обеспечивать чуть менее 5 ГБ, а в долгосрочной перспективе обещают 15 ГБ.

Заключение

Несмотря на то, что запись на жесткий диск кажется не чем иным, как компьютерной версией магнитофона, на самом деле запись на жесткий диск сильно отличается, и понимание этих различий может помочь вам избежать дорогостоящих ошибок. Поскольку технология записи на жесткий диск является новой и дорогой, появляется ряд альтернативных подходов, предназначенных для конкретных приложений. Попытка использовать один из этих специализированных продуктов по-другому может привести к разочарованию, а иногда и к катастрофе, но теперь вы вооружены пониманием потенциальных ловушек и, надеюсь, сможете их избежать!

Контрольный список жесткого диска

Вот несколько моментов, которые следует учитывать при выборе систем записи на жесткий диск:

Какое общее время записи доступно?
Достаточно ли этого времени для моих требований?
Сколько дорожек можно записать одновременно?
Если используется система сжатия данных, могу ли я услышать ее? Если да, то могу ли я с этим жить?
Как я буду выполнять резервное копирование?

Время записи на жесткий диск

Это время для монофонического 16-битного звука, записанного с частотой дискретизации 44,1 кГц.

Компакт-диск (CD) – это оптический диск, используемый для хранения цифровых данных, изначально разработанный для хранения цифрового аудио. Компакт-диск, появившийся на рынке в конце 1982 года, остается стандартным физическим носителем для коммерческих аудиозаписей по состоянию на 2006 год. Аудиокомпакт-диск состоит из одной или нескольких стереодорожек, записанных с использованием 16-битного кодирования PCM с частотой дискретизации 44,1 кГц. Стандартные компакт-диски имеют диаметр 120 мм или 80 мм. Диски диаметром 120 мм вмещают около 80 минут аудио. Диски диаметром 80 мм, которые иногда используются для записи синглов на компакт-дисках, содержат примерно 20 минут аудиозаписи. Позднее технология компакт-дисков была адаптирована для использования в качестве устройства хранения данных, известного как CD-ROM, и для включения носителей с однократной записью и перезаписываемых носителей (CD-R и CD-RW). CD-ROM и CD-R остаются широко используемыми технологиями в индустрии персональных компьютеров по состоянию на 2006 год. CD и его расширения были чрезвычайно успешными: в 2004 г. R достиг около 30 млрд дисков.

История

В 1979 году Philips и Sony решили объединить усилия, создав совместную рабочую группу инженеров, задачей которой было разработать новый цифровой аудиодиск. Видными членами целевой группы были Кеес Имминк и Тошитада Дои. После года экспериментов и обсуждений целевая группа подготовила «Красную книгу», стандарт компакт-диска. Philips внесла свой вклад в общий производственный процесс, основанный на технологии Video LaserDisc. Philips также представила модуляцию от восьми до четырнадцати, EFM, которая обеспечивает как длительное время воспроизведения, так и высокую устойчивость к повреждениям при обращении с диском, таким как царапины и отпечатки пальцев; в то время как Sony предоставила метод исправления ошибок CIRC. История компакт-диска, рассказанная бывшим членом рабочей группы, дает справочную информацию о многих принятых технических решениях, включая выбор частоты дискретизации, времени воспроизведения и диаметра диска. По словам Philips, таким образом, компакт-диск был «изобретен коллективно большой группой людей, работающих как одна команда».

Компакт-диск появился на рынке Азии в конце 1982 года и в начале следующего года на других рынках; например, он был выпущен в США в марте, и первые доступные компакт-диски состояли из 16 наименований японского производства от CBS / Sony. Это событие часто называют «Большим взрывом» цифровой звуковой революции. Новый аудиодиск был встречен с энтузиазмом, особенно в сообществах любителей классической музыки и аудиофилов, а качество обработки получило особую похвалу. Поскольку цены на проигрыватели быстро падали, компакт-диски начали набирать популярность на более крупных рынках популярной и рок-музыки.

Дизайн компакт-диска изначально задумывался как эволюция граммофонной пластинки, а не в первую очередь как носитель данных. Только позже возникла концепция «аудиофайла» и ее обобщение на любой файл данных. Компакт-диск, зародившийся как музыкальный формат, расширился до других приложений. В июне 1985 г. были представлены компакт-диски (постоянная память), а в 1990 г. — записываемые компакт-диски, также разработанные Sony и Philips.

Физические данные

Компакт-диски изготовлены из диска толщиной 1,2 мм из очень чистого поликарбонатного пластика.Тонкий слой алюминия Super Purity (или реже золота, используемого для долговечности данных, например, в некоторых аудиофильских компакт-дисках ограниченного выпуска) наносится на поверхность, чтобы сделать ее отражающей, которая защищена пленкой лака. На лак можно нанести этикетку. Распространенными методами печати компакт-дисков являются шелкография и офсетная печать. Данные компакт-диска хранятся в виде серии крошечных углублений (ямок), закодированных в плотно упакованной спиральной дорожке ямок, отформованных в верхней части поликарбонатного слоя. Области между ямами известны как «земли». Каждая ямка имеет глубину примерно 100 нм, ширину 500 нм и длину от 850 нм до 3,5 мкм. Расстояние между дорожками, шаг, составляет 1,6 мкм. Компакт-диск считывается путем фокусировки полупроводникового лазера с длиной волны 780 нм через нижнюю часть поликарбонатного слоя. Разница в высоте между ямками и землями приводит к разнице фаз между светом, отраженным от ямы и от окружающей ее земли. Измеряя интенсивность с помощью фотодиода, можно считывать данные с диска. Ямы и поля сами по себе не представляют непосредственно нули и единицы двоичных данных. Вместо этого используется перевернутое кодирование без возврата к нулю: переход от ямы к земле или от земли к яме указывает на единицу, а отсутствие изменения указывает на ноль. Это, в свою очередь, декодируется путем реверсирования модуляции от восьми до четырнадцати, используемой при мастеринге диска, а затем реверсивного кодирования Рида-Соломона с перекрестным чередованием, что, наконец, открывает необработанные аудиоданные, хранящиеся на диске.

Ямки располагаются намного ближе к стороне диска с этикеткой, поэтому дефекты и грязь на прозрачной стороне могут быть не в фокусе во время воспроизведения. Следовательно, диски больше повреждаются из-за таких дефектов, как царапины на стороне с этикеткой, в то время как царапины на прозрачной стороне можно исправить, заполнив их пластиком с аналогичным показателем преломления.

Формы и диаметры дисков

Цифровые данные на компакт-диске начинаются в центре диска и продолжаются к краям, что позволяет адаптировать его к различным доступным форматам размера. Стандартные компакт-диски доступны в двух размерах. На сегодняшний день наиболее распространенным является 120 мм в диаметре, с емкостью звука 74 или 80 минут и емкостью данных 650 или 700 МБ. Диски диаметром 80 мм («Мини-компакт-диски») изначально предназначались для синглов на компакт-дисках и могут содержать до 21 минуты музыки или 184 МБ данных. Сегодня многие синглы выпускаются на 120-мм компакт-дисках, которые называются макси-синглами.

Физический размер	650 МБ	700 МБ
12 cm	682 МБ (650 МБ)	737 МБ (703 МБ)

Аудио формат

Технический формат звукового компакт-диска (Compact Disc Digital Audio — CDDA) изложен в документе, выпущенном в 1980 году совместными создателями формата, Sony и Philips. Документ известен в просторечии как «Красная книга» по цвету обложки. Формат представляет собой двухканальное 16-битное кодирование PCM с частотой дискретизации 44,1 кГц. Четырехканальный звук разрешен в рамках формата Красной книги, но никогда не был реализован.

Частота дискретизации 44,1 кГц унаследована от метода преобразования цифрового звука в аналоговый видеосигнал для хранения на видеокассете, который в то время был самым доступным способом передачи данных из студии звукозаписи производителю компакт-дисков. разрабатывалась спецификация компакт-диска. Устройство, которое преобразует аналоговый аудиосигнал в звук PCM, который, в свою очередь, преобразуется в аналоговый видеосигнал, называется адаптером PCM. Эта технология может хранить шесть сэмплов (по три семпла на каждый стереоканал) в одной горизонтальной строке. Стандартный видеосигнал NTSC имеет 245 используемых строк на поле и 59,94 поля/с, что составляет 44 056 отсчетов/с/стереоканал. Точно так же PAL имеет 294 строки и 50 полей, что дает 44 100 выборок в секунду на стереоканал. Эта система может хранить либо 14-битные выборки с некоторой коррекцией ошибок, либо 16-битные выборки практически без исправления ошибок.

При разработке компакт-диска рабочей группой Sony/Philips велись долгие споры о том, следует ли использовать 14- или 16-битные выборки и/или 44 056 или 44 100 выборок в секунду; Philips уже разработала 14-битный цифро-аналоговый преобразователь, но Sony настаивала на 16-битном. В итоге преобладали 16 бит и 44,1 килоотсчета в секунду. Компания Philips нашла способ добиться 16-битного качества с помощью своего 14-битного ЦАП, используя четырехкратную передискретизацию.

Емкость хранилища и время воспроизведения

Первоначальная целевая емкость компакт-диска составляла один час аудиоконтента, а диаметр диска 115 мм был достаточным. Однако, по словам Philips, вице-президент Sony Норио Ога предложил увеличить емкость до 74 минут, чтобы вместить полное исполнение 9-й симфонии Бетховена на одном диске, однако Киз Имминк из Philips это отрицает.Дополнительное время воспроизведения впоследствии потребовало замены на 12-сантиметровый диск.

Согласно интервью Sunday Tribune, история немного сложнее. В то время (1979 г.) Philips владела Polygram, одним из крупнейших в мире дистрибьюторов музыки. Polygram открыла большой экспериментальный завод по производству компакт-дисков в Ганновере, Германия, который мог производить огромное количество компакт-дисков, конечно, диаметром 11,5 см. У Sony еще не было такой возможности. Если бы Sony согласилась на диск диаметром 11,5 см, у Philips было бы значительное конкурентное преимущество на рынке. Sony знала об этом, ей это не нравилось, и нужно было что-то делать. Длительное время воспроизведения Девятой песни Бетховена, навязанное Охгой, было использовано, чтобы подтолкнуть Philips к принятию 12 см, так что Polygram Philips потерял свое преимущество в производстве дисков.

Время воспроизведения компакт-диска – 74 минуты, что больше, чем у большинства долгоиграющих виниловых альбомов. В первые годы, когда компакт-диски и пластинки соперничали за коммерческие продажи, этот формат часто использовался в интересах формата. Компакт-диски часто выпускались с одним или несколькими бонус-треками, что побуждало потребителей покупать компакт-диски из-за дополнительного материала. Однако попытки объединить двойные LP на один компакт-диск иногда приводили к противоположной ситуации, когда на компакт-диске фактически предлагалось меньше треков, чем на LP-эквиваленте. Примером может служить альбом The Cure Kiss Me, Kiss Me, Kiss Me 1987 года, на обороте компакт-диска которого написано следующее: «Трек Hey You. который появляется на двойном альбоме, а кассета была опущена, чтобы облегчить создание единого компакт-диска».

Основные физические параметры

Скорость сканирования: 1,2–1,4 м/с (постоянная линейная скорость) — эквивалентна примерно 500 об/мин на внутренней стороне диска и примерно 200 об/мин на внешнем крае. (Диск, воспроизводимый от начала до конца, замедляется во время воспроизведения.)
Шаг дорожки: 1,6 мкм.
Диаметр диска 120 мм.
Толщина диска: 1,2 мм.
Внутренний радиус программной области: 25 мм.
Внешний радиус программной области: 58 мм.
Диаметр центрального отверстия шпинделя: 15 мм.

Площадь программы составляет 86,05 см², поэтому длина записываемой спирали составляет 86,05/1,6 = 5,38 км. При скорости сканирования 1,2 м/с время воспроизведения составляет 74 минуты или около 650 МБ данных на компакт-диске. Если бы диаметр диска был 115 мм, максимальное время воспроизведения составило бы 68 минут, т. е. на шесть минут меньше. Диск с более плотными данными воспринимается большинством плееров (хотя некоторые старые не работают). Использование линейной скорости 1,2 м/с и шага дорожки 1,5 микрометра дает время воспроизведения 80 минут или емкость 700 МБ. Даже более высокие емкости на нестандартных дисках (до 99 минут) доступны, по крайней мере, как записываемые, но, как правило, чем сильнее сжаты дорожки, тем хуже будет совместимость.

Структура данных

Наименьший объект в аудиоформате компакт-диска называется кадром. Кадр может вмещать шесть полных 16-битных стереовыборок, то есть 2×2×6 = 24 байта. Кадр состоит из 33 байтов, из которых 24 аудиобайта (шесть полных стереосэмплов), восемь байтов исправления ошибок, сгенерированных CIRC, и один байт субкода. Восемь битов байта субкода доступны для управления и отображения. В соответствии с правилами модуляции от восьми до четырнадцати (EFM) каждый байт данных/аудио преобразуется в 14-битные слова EFM, которые чередуются с 3-битными объединяющими словами. Всего у нас 33*(14+3) = 561 бит. Добавляется 27-битное уникальное слово синхронизации, так что общее количество битов в кадре составляет 588. Слово синхронизации не может встречаться в обычном битовом потоке и, таким образом, может использоваться для идентификации начала кадра. Данные на компакт-диске организованы как в кадрах, так и в секторах, где сектор компакт-диска содержит 98 кадров и содержит 98 × 24 = 2352 (пользовательских) байта.

Существующие производственные процессы позволяют аудио компакт-диску содержать до 77–78 минут (в зависимости от тиражируемого предприятия) без необходимости подписи создателем контента отказа от прав. Таким образом, в текущей практике максимальное время воспроизведения компакт-диска увеличилось при сохранении приемлемых стандартов надежности.

CD-ROM

В первые несколько лет своего существования компакт-диск был чисто аудиоформатом. Однако в 1985 году Sony и Philips установили стандарт Yellow Book CD-ROM, который определил энергонезависимый оптический носитель данных, использующий тот же физический формат, что и аудиокомпакт-диски, читаемый компьютером с CD-ROM (CDR). диск.

Производство

Репликация компакт-дисков сначала производится серийно с использованием гидравлического пресса. Небольшие гранулы необработанного пластика подаются в цилиндр, в то время как при нагревании и увеличивающемся давлении пластик плавится и вытесняется сжиженным материалом в полость формы. Оснащенная металлическим штампом, форма закрывается, позволяя пластику остыть и затвердеть. После открытия подложка диска удаляется из формы с помощью робота-манипулятора и удаляется центральное отверстие диаметром 15 мм (называемое установочным кольцом).Этот метод позволяет получить пустую часть диска из прозрачного пластика. После того, как слой фольги нанесен на прозрачную пустую подложку, диск готов к печати. Чтобы сначала отпечатать компакт-диск, стеклянный мастер вырезается с помощью мощного лазера на устройстве, похожем на устройство записи компакт-дисков, при этом стеклянный мастер имеет диаметр около 12 дюймов (30 см) и толщину до одного дюйма (25 мм). быть сильным для прессинга. Этот мастер по стеклу - позитивный мастер. После тестирования он будет использован для изготовления штампа, прижимая его к металлическому диску. Затем штамп становится негативным изображением, их можно изготовить в зависимости от количества прессов, которые будут выпускать копии окончательного компакт-диска. Затем штамп попадает в пресс и прижимает изображение к слою фольги чистого компакт-диска, оставляя окончательное положительное изображение на диске. Затем наносится небольшой круг лака в виде кольца вокруг центра диска, и быстрое вращение равномерно распределяет его по поверхности. Затем диск будет распечатан и упакован. Метод, используемый для печати LP, очень похож, за исключением того, что формование пластикового диска — это отдельный процесс для компакт-дисков.

Записываемый компакт-диск

Записываемые компакт-диски (CD-R) изготавливаются методом литья под давлением с «пустой» спиралью данных. Затем наносится светочувствительный краситель, после чего диски металлизируются и покрываются лаком. Лазер записи устройства записи компакт-дисков меняет цвет красителя, чтобы лазер чтения стандартного проигрывателя компакт-дисков мог видеть данные так же, как это было бы на компакт-диске, отлитом под давлением. Записи CD-R являются постоянными. Полученные диски могут быть прочитаны большинством дисководов CD-ROM и воспроизведены на большинстве проигрывателей аудио компакт-дисков. Однако со временем (приблизительно через 5 лет) краска выцветает, что приводит к ошибкам чтения и потере данных до тех пор, пока считывающее устройство не сможет восстановиться с помощью методов исправления ошибок.

CD-RW — это перезаписываемый носитель, в котором вместо красителя используется металлический сплав. Лазер записи в этом случае используется для нагрева и изменения химических свойств сплава и, следовательно, изменения его отражательной способности. CD-RW не имеет такой большой разницы в отражательной способности площадок и неровностей, как прессованный CD или CD-R, и поэтому многие аудиопроигрыватели компакт-дисков не могут читать диски CD-RW, хотя большинство автономных проигрывателей DVD можно.

CD-R соответствуют стандарту Orange Book.

Защита от копирования

Аудиоспецификация Red Book, за исключением простого бита защиты от копирования в субкоде, не включает какого-либо серьезного механизма защиты от копирования. Начиная с начала 2002 года звукозаписывающие компании предпринимали попытки продавать нестандартные компакт-диски, защищенные от копирования. Компания Philips заявила, что на такие диски не разрешается наносить товарный знак Compact Disc Digital Audio, поскольку они нарушают спецификацию Red Book. Более того, диски с защитой от копирования вызвали большой общественный резонанс, поскольку многие считают это угрозой добросовестному использованию.

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 — это 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, законодательных актов, 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…

Поскольку социальная тенденция к цифровой информации усиливается,
данные продолжают расти в геометрической прогрессии.
По сравнению с другими носителями, оптические диски идеально отвечают потребностям в надежном,
долговременном хранении ценных информационных активов, поскольку они устойчивы
влиянию перепадов температуры и влажности, не нуждаются в периодическом хранении. перенос данных,
и функции, предотвращающие подделку и перезапись данных.

Технология записи оптических дисков Panasonic лидирует в отрасли последние 30 лет.
И мы будем продолжать развиваться, чтобы удовлетворить растущий
спрос на архивирование данных в ближайшие годы.

Оптимальный носитель для долгосрочного архивирования данных

Какие носители подходят для долгосрочного архивирования? Наш ответ: оптический диск.
Оптические диски — это высоконадежные энергосберегающие носители данных с долгой историей. Записываемые оптические диски для архивирования наследуют свои характеристики, обеспечивая еще более высокую надежность и предполагаемый срок службы 100 и более лет*. Хранение мультимедиа не требует питания, поэтому не выделяет тепла. Диски можно хранить при комнатной температуре, поскольку они очень устойчивы к перепадам температуры и влажности.

*В случае с последним «Архивным диском». Расчетный срок службы основан на тестах ускорения, проводимых Panasonic. Обратите внимание, что это не гарантированное значение.

Преимущества оптических дисков

• Данные хранятся 100 лет и более.
• Обратная совместимость по чтению с носителями предыдущего поколения.
• Миграция данных не требуется в течение всего срока службы системы.

• Бесконтактный носитель без царапин и потери данных даже после многократного чтения и записи.
• Высокая устойчивость к влажности, свету и температуре, высокая устойчивость к изменениям с течением времени.
• Структура WORM (Write Once Read Many) физически предотвращает перезапись и поддерживает подлинность данных.
• Технология RAID применяется для защиты данных от неожиданного повреждения.

• Снижение битрейта по мере увеличения емкости носителя.
• Низкое энергопотребление и отсутствие необходимости в кондиционировании воздуха.
• Общий вклад в совокупную стоимость владения за счет долговечности, высокой надежности и экономичности.

Сравнение носителей

Решения Panasonic для архивирования

Сочетая следующие инновационные функции с характеристиками оптических дисков, Panasonic разработала высоконадежную, масштабируемую систему архивации данных.

Диски защищены от пыли, отпечатков пальцев и царапин.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных достигает 360 МБ/с (с RAID 0) при использовании двух записывающих устройств. Дополнительное оснащение блоков еще больше увеличивает общую скорость передачи данных системы.

Настраивается для оптимального соответствия объему данных клиента (от 1 до 7 модулей).

Дорожная карта развития оптических дисков

Panasonic и Sony совместно установили стандарт "Архивный диск" для профессионального использования оптических дисков следующего поколения.Достижения, достигнутые в технической разработке формата Blu-ray Disc™, были использованы для создания стандарта оптических дисков большей емкости для хранения ценных данных на корпоративном рынке.

Разработка оптических дисков

С момента объявления стандарта дисков Blu-ray в 2002 году компания Panasonic проложила путь к стандартизации унифицированных оптических дисков. Мы постоянно занимаем лидирующие позиции в отрасли по разработке периферийных устройств, таких как массовое производство дисков и записывающих устройств для домашнего использования.
В 2014 году Panasonic и Sony совместно установили стандарт «Архивный диск» для профессионального использования оптических дисков следующего поколения. Основываясь на нашем солидном опыте разработки носителей записи на протяжении всей этой долгой истории, мы также активно внедряем стандарты оптических дисков нового поколения большой емкости для профессиональных приложений. Таким образом, мы продолжаем предлагать новые решения для подключения ценных данных к следующему поколению.

Полностью интегрированная производственная система

Архивные диски Panasonic производятся на комплексном производственном предприятии в Японии, где выполняется каждый процесс,
от разработки материала до окончательного производства. Это позволяет получать диски с чрезвычайно высоким уровнем надежности.

Проверка всех дисков

Для всех архивных дисков проводятся следующие проверки качества, связанные с производительностью архивирования. Только те диски, которые соответствуют этим строгим стандартам качества, поставляются с нашего завода.

Проверка дисководов (см. фото справа) с использованием реальных дисководов проводится на каждом диске для проверки характеристик сервопривода.

Испытание на ускоренное старение
(испытание на воздействие высокой температуры/высокой влажности)

Все производственные партии проходят испытание на ускоренное старение с использованием стандартов, основанных на результатах испытания на предполагаемый срок службы.

Читайте также: