| Память компьютера и типы хранилищ данных |
|---|
| Общий |
|
| Летучий |
| баран |
|
| Исторический |
|
| Энергонезависимая |
| ПЗУ |
|
| NVRAM |
|
| Ранняя стадия NVRAM |
|
| Аналоговая запись |
|
| Оптический |
|
| В развитии |
|
| Исторический |
|
| Оптические диски |
|---|
В вычислительных и записи оптических дисков технологий , оптический диск ( OD ) представляет собой плоский, как правило , круглый диск , который кодирует двоичные данные ( биты ) в виде ям и земель (где переход от ямы к земле или из земли в яму соответствует двоичное значение 1 ; в то время как отсутствие изменений, независимо от того, на земле или в яме, соответствует двоичному значению 0 ) на специальном материале (часто алюминии [1] ) на одной из его плоских поверхностей.
Существуют некруглые оптические диски; см. Формованный компакт-диск .
Дизайн и технологии [ править ]
Кодирующий материал расположен на более толстой подложке (обычно из поликарбоната ), которая составляет основную часть диска и образует слой расфокусировки пыли. Шаблон кодирования следует непрерывному спиральному пути, охватывающему всю поверхность диска и простирающемуся от самой внутренней дорожки к самой внешней дорожке.
Данные хранятся на диске с помощью лазера или штамповочного станка, и к ним можно получить доступ, когда путь данных освещается лазерным диодом в приводе оптических дисков, который вращает диск со скоростью примерно от 200 до 4000 об / мин или более, в зависимости от тип привода, формат диска и расстояние считывающей головки от центра диска (внешние дорожки считываются с более высокой скоростью передачи данных из-за более высоких линейных скоростей при тех же угловых скоростях ).
Большинство оптических дисков имеют характерную радужную оболочку из-за дифракционной решетки, образованной ее канавками. [2] [3] Эта сторона диска содержит фактические данные и обычно покрыта прозрачным материалом, обычно лаком .
На обратной стороне оптического диска обычно есть этикетка, иногда сделанная из бумаги, но часто напечатанная или проштампованная на самом диске. В отличие от 3 1 / 2 - дюймовый флоппи - диск , большинство оптических дисков не имеют встроенный защитный кожух и поэтому восприимчивы к проблемам передачи данных из - за царапин, отпечатков пальцев и других экологических проблем. Blu-ray имеет покрытие под названием durabis, которое смягчает эти проблемы.
Оптические диски обычно имеют диаметр от 7,6 до 30 см (от 3 до 12 дюймов), наиболее распространенный размер - 12 см (4,75 дюйма). Так называемая программная область , содержащая данные, обычно начинается в 25 миллиметрах от центральной точки. [4] Типичный диск имеет толщину около 1,2 мм (0,05 дюйма), а шаг дорожки (расстояние от центра одной дорожки до центра следующей) составляет от 1,6 мкм (для компакт-дисков ) до 320 нм (для дисков Blu-ray). лучевые диски ).
Типы записи [ править ]
Оптический диск поддерживает один из трех типов записи: только для чтения (например, CD и CD-ROM ), записываемый (однократная запись, например, CD-R ) или перезаписываемый (перезаписываемый, например, CD-RW ). . Оптические диски с однократной записью обычно имеют записывающий слой между подложкой и отражающим слоем с органическим красителем (может также быть ( фталоцианин ) азокрасителем , который в основном используется Verbatim , или оксонольным красителем, используемым Fujifilm [5] ). Перезаписываемые диски обычно содержат записывающий слой сплава, состоящий из материала с фазовым переходом , чаще всего AgInSbTe , сплава серебра ,индий , сурьма и теллур . [6] Азокрасители были представлены в 1996 году, а фталоцианин начал широко применяться только в 2002 году. Тип красителя и материал, используемый для отражающего слоя на оптическом диске, можно определить, пропуская свет через диск, как разные красители. и комбинации материалов имеют разные цвета.
На записываемых дисках Blu-ray Disc обычно не используется записывающий слой с органическими красителями, вместо этого используется неорганический записывающий слой. Те, которые есть, известны как диски low-to-high (LTH) и могут изготавливаться на существующих производственных линиях CD и DVD, но имеют более низкое качество, чем традиционные записываемые диски Blu-ray.
Использование [ править ]
Оптические диски часто хранятся в специальных футлярах, иногда называемых футлярами для драгоценностей, и чаще всего используются для цифрового хранения , хранения музыки (например, для использования в проигрывателе компакт-дисков ), видео (например, для использования в проигрывателе Blu-ray ) или данных и программ. для персональных компьютеров (ПК), а также для распространения данных в печатном виде в автономном режиме благодаря более низким ценам за единицу по сравнению с другими типами носителей. Optical Technology Association Storage (OSTA) содействие распространению стандартизированы оптических хранения форматов.
Библиотеки и архивы вводят в действие процедуры сохранения оптических носителей, чтобы гарантировать непрерывное использование в дисководе оптических дисков компьютера или соответствующем проигрывателе дисков.
Файловые операции традиционных запоминающих устройств, таких как флэш-накопители , карты памяти и жесткие диски, можно моделировать с помощью файловой системы в реальном времени UDF .
Для резервного копирования компьютерных данных и физической передачи данных оптические диски, такие как CD и DVD , постепенно заменяются более быстрыми твердотельными устройствами меньшего размера, особенно флэш-накопителями USB . [7] [ необходима цитата ] Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку емкость USB-накопителей продолжает расти, а цена падает. [ необходима цитата ]
Кроме того, музыка, фильмы, игры, программное обеспечение и телешоу, приобретаемые, распространяемые или передаваемые в потоковом режиме через Интернет, значительно сократили количество ежегодно продаваемых аудио-компакт-дисков, видео-DVD-дисков и дисков Blu-ray. Тем не менее, аудио компакт-диски и Blu-ray по-прежнему предпочтительны и покупаются некоторыми как способ поддержки своих любимых произведений и получения взамен чего-то осязаемого, а также поскольку аудио компакт-диски (наряду с виниловыми пластинками и кассетами ) содержат несжатый звук без артефактов Благодаря алгоритмам сжатия с потерями , таким как MP3 и Blu-ray, качество изображения и звука лучше, чем у потокового мультимедиа, без видимых артефактов сжатия из-за более высоких битрейтов и большего объема доступного места для хранения. [8]Тем не менее, Blu-лучи могут иногда torrented через Интернет, но torrenting не может быть вариантом для некоторых, из - за ограничений , введенных с помощью интернет - провайдеров по юридическим или авторских основаниях, низкими скоростями загрузки или не имеющих достаточно свободного места для хранения, так как контент может весить до нескольких десятков гигабайт. Blu-ray может быть единственным вариантом для тех, кто хочет играть в большие игры без необходимости загружать их через ненадежное или медленное интернет-соединение, поэтому они все еще (по состоянию на 2020 год) широко используются игровыми консолями, такими как PlayStation. 4 и Xbox One X . Начиная с 2020 года, игры для ПК не всегда доступны в физическом формате, таком как Blu-ray.
На дисках не должно быть наклеек и их нельзя хранить вместе с бумагой; перед хранением бумаги необходимо извлечь из футляра для драгоценностей. Диски следует брать за края, чтобы не поцарапать, большой палец должен находиться на внутреннем крае диска. Стандарт ISO 18938: 2008 описывает лучшие методы работы с оптическими дисками. Очистка оптического диска никогда не должна выполняться по кругу, чтобы избежать образования концентрических кругов на диске. Неправильная очистка может поцарапать диск. Записываемые диски не следует подвергать воздействию света в течение длительного времени. Оптические диски следует хранить в сухих и прохладных условиях, чтобы продлить срок их службы, при температуре от -10 до 23 ° C, никогда не превышающей 32 ° C, и при влажности, никогда не опускающейся ниже 10%, с рекомендуемым хранением при 20-50% влажности без колебания более ± 10%.
Прочность [ править ]
Хотя оптические диски более долговечны, чем прежние форматы аудиовизуальных материалов и хранения данных, они подвержены влиянию окружающей среды и повреждениям при повседневном использовании при неправильном обращении.
Оптические диски не подвержены неконтролируемым катастрофическим сбоям, таким как поломка головки , скачки напряжения или воздействие воды, как жесткие диски и флэш-накопители , поскольку носитель обычно можно восстановить из неисправного оптического привода, вставив неострую иглу в отверстие для аварийного выброса , не имеет точки непосредственного попадания воды и интегральной схемы.
Безопасность [ править ]
Поскольку доступ к самому носителю осуществляется только через лазерный луч, без внутренней схемы управления, он не может содержать вредоносное оборудование, такое как так называемые резиновые утки или USB-убийцы .
Вредоносные программы не могут распространяться на носители с заводской печатью, финализированные носители или типы дисков -ROM ( постоянное запоминающее устройство ), на которых отсутствует возможность записи данных. Вредоносное ПО обычно программируется для обнаружения и распространения на традиционных запоминающих устройствах, таких как флеш-накопители , внешние твердотельные накопители и жесткие диски . [9]
История [ править ]
 | Эта статья, возможно, содержит оригинальные исследования . ( Июль 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Первое зарегистрированное историческое использование оптического диска было в 1884 году, когда Александр Грэм Белл , Чичестер Белл и Чарльз Самнер Тейнтер записали звук на стеклянный диск с помощью луча света. [10]
Optophonie - это очень ранний (1931 г.) пример записывающего устройства, использующего свет как для записи, так и для воспроизведения звуковых сигналов на прозрачной фотографии. [11]
Ранняя система оптических дисков существовала в 1935 году под названием Lichttonorgel . [ необходима цитата ]
Ранний аналоговый оптический диск, используемый для видеозаписи, был изобретен Дэвидом Полом Греггом в 1958 году [12] и запатентован в США в 1961 и 1969 годах. Эта форма оптического диска была очень ранней формой DVD ( патент США 3 430 966 ). Особый интерес представляет то, что патент США 4 893 297 , поданный в 1989 г., выданный в 1990 г., обеспечил доход от лицензионных отчислений для DVA корпорации Pioneer до 2007 г., а затем охватил системы CD, DVD и Blu-ray. В начале 1960-х Музыкальная корпорация Америки купила патенты Грегга и его компанию Gauss Electrophysics .
Американскому изобретателю Джеймсу Т. Расселу приписывают изобретение первой системы для записи цифрового сигнала на оптическую прозрачную фольгу, которая освещается сзади мощной галогенной лампой. Заявка на патент Рассела была впервые подана в 1966 году, и он получил патент в 1970 году. После судебного разбирательства Sony и Philips лицензировали патенты Рассела (в то время принадлежавшие канадской компании Optical Recording Corp.) в 1980-х. [13] [14] [15]
И диски Грегга, и Рассела являются дискетами, читаемыми в прозрачном режиме, что имеет серьезные недостатки. В 1969 году в Нидерландах физик- исследователь Philips Питер Крамер изобрел оптический видеодиск в отражающем режиме с защитным слоем, считываемым сфокусированным лазерным лучом. Патент США № 5068846 , подана в 1972 году, выдан в 1991 году. Физический формат Крамера используется во всех оптических дисках. В 1975 году Philips и MCA начали работать вместе, а в 1978 году, коммерчески слишком поздно, они представили свой долгожданный лазерный диск в Атланте.. MCA доставила диски, а Philips - плееры. Однако презентация оказалась коммерческим провалом, и сотрудничество прекратилось.
В Японии и США компания Pioneer успешно выпускала лазерные диски до появления DVD. В 1979 году Philips и Sony совместно разработали аудиокомпакт-диск .
В 1979 году компания Exxon STAR Systems в Пасадене, Калифорния, построила привод WORM с компьютерным управлением, в котором использовались тонкопленочные покрытия из теллура и селена на стеклянном диске диаметром 12 дюймов. Система записи использовала синий свет на 457 нм для записи и красный свет на 632,8 нм для читать. Компания STAR Systems была куплена Storage Technology Corporation (STC) в 1981 году и переехала в Боулдер, штат Колорадо. Развитие технологии WORM было продолжено с использованием алюминиевых подложек диаметром 14 дюймов. Бета-тестирование дисководов, первоначально обозначенных как Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), было лишь умеренно успешным. Многие из дисков были отправлены в RCA Laboratories (ныне Исследовательский центр Дэвида Сарноффа) для использования в архивных работах Библиотеки Конгресса. В дисках STC используется герметичный картридж с оптическим окном для защиты. Патент США 4542495..
Формат CD-ROM был разработан Sony и Philips , представлен в 1984 году как расширение Compact Disc Digital Audio и адаптирован для хранения любых цифровых данных. В том же году Sony продемонстрировала формат хранения данных LaserDisc с большей емкостью данных - 3,28 ГБ. [16]
В конце 1980-х - начале 1990-х годов компания Optex, Inc. из Роквилля, штат Мэриленд, создала стираемую оптическую систему цифровых видеодисков в патенте США 5 113 387 с использованием патента США 5 128 849 на оптических носителях электронного захвата ( ETOM) . Хотя об этой технологии было написано в выпуске журнала Video Pro Magazine за декабрь 1994 года, обещавшем "смерть ленты", она никогда не продавалась.
В середине 1990-х годов консорциум производителей (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) разработал второе поколение оптических дисков, DVD . [17]
Магнитные диски нашли ограниченное применение при хранении данных в больших объемах. Итак, возникла необходимость найти еще несколько методов хранения данных. В результате было обнаружено, что с использованием оптических средств могут быть созданы большие устройства хранения данных, которые, в свою очередь, привели к появлению оптических дисков. Самым первым приложением такого рода был компакт-диск (CD), который использовался в аудиосистемах.
Sony и Philips разработали первое поколение компакт-дисков в середине 1980-х годов с полными спецификациями для этих устройств. С помощью такой технологии возможность представления аналогового сигнала в цифровой была использована в полной мере. Для этого были взяты 16-битные выборки аналогового сигнала со скоростью 44 100 выборок в секунду . Эта частота дискретизации была основана на частоте Найквиста 40 000 выборок в секунду, необходимой для захвата слышимого диапазона частот до 20 кГц без наложения спектров, с дополнительным допуском, позволяющим использовать неидеальные предварительные фильтры аналогового звука для удаления любых более высоких частот. частоты. [18] Первая версия стандарта позволяла воспроизводить до 75 минут музыки, что требовало 650 МБ памяти.
DVD диск появился после того, как компакт-диск стал широко распространенным в обществе.
Оптический диск третьего поколения был разработан в 2000–2006 годах и был представлен как диск Blu-ray. Первые фильмы на дисках Blu-ray были выпущены в июне 2006 года. [19] Blu-ray в конечном итоге победил в войне форматов оптических дисков высокой четкости над конкурирующим форматом, HD DVD . Стандартный диск Blu-ray может содержать около 25 ГБ данных, DVD - около 4,7 ГБ, а компакт-диск - около 700 МБ.
Первое поколение [ править ]
Первоначально оптические диски использовались для хранения аналогового видео вещательного качества, а затем и цифровых носителей, таких как музыка или компьютерное программное обеспечение. Формат LaserDisc хранит аналоговые видеосигналы для распространения домашнего видео , но коммерчески проигрывает формату видеокассет VHS , в основном из-за его высокой стоимости и невозможности перезаписи; другие форматы дисков первого поколения были разработаны только для хранения цифровых данных и изначально не могли использоваться в качестве носителя цифрового видео .
Большинство дисковых устройств первого поколения имели инфракрасную лазерную считывающую головку. Минимальный размер лазерного пятна пропорционален длине волны лазера, поэтому длина волны является ограничивающим фактором для количества информации, которая может быть сохранена в данной физической области на диске. Инфракрасный диапазон выходит за пределы длинноволнового диапазона видимого света, поэтому он поддерживает меньшую плотность, чем более коротковолновый видимый свет. Одним из примеров емкости хранилища данных высокой плотности, достигаемой с помощью инфракрасного лазера, является 700 МБ нетто пользовательских данных для 12-сантиметрового компакт-диска.
Другие факторы, влияющие на плотность хранения данных, включают: наличие нескольких слоев данных на диске, метод вращения ( постоянная линейная скорость (CLV), постоянная угловая скорость (CAV) или зонированная CAV), состав площадок и ямки, а сколько неиспользованного поля указано в центре и на краю диска.
- Компакт-диск (CD) и производные
- Аудио CD
- Видео CD (VCD)
- Супер Видео CD
- CD видео
- LaserDisc
- GD-ROM
- Двойное переключение фаз
- Компакт-диск двойной плотности (DDCD)
- Магнитооптический диск
- MiniDisc
- Запись один раз, много прочтений (WORM)
Второе поколение [ править ]
Оптические диски второго поколения предназначались для хранения больших объемов данных, включая цифровое видео вещательного качества. Такие диски обычно читаются лазером видимого света (обычно красного цвета); более короткая длина волны и большая числовая апертура [20] позволяют получить более узкий световой луч, позволяя меньшие ямки и участки в диске. В формате DVD это позволяет хранить 4,7 ГБ на стандартном одностороннем однослойном диске диаметром 12 см; в качестве альтернативы, носители меньшего размера, такие как формат DataPlay , могут иметь емкость, сопоставимую с емкостью более крупного стандартного компактного диска 12 см. [21]
- DVD и производные
- DVD-аудио
- DualDisc
- Цифровой видео экспресс (DIVX)
- DVD-RAM
- Диск с игрой Nintendo GameCube (производная от miniDVD)
- Оптический диск Wii (DVD-диск)
- Супер аудио компакт-диск
- Расширенный универсальный диск
- DataPlay
- Универсальный медиа-диск
- Оптическая сверхплотность
Третье поколение [ править ]
Оптические диски третьего поколения используются для распространения видео высокой четкости и видеоигр и поддерживают большую емкость хранения данных, что достигается за счет использования коротковолновых лазеров видимого света и большей числовой апертуры. В дисках Blu-ray и HD DVD используются сине-фиолетовые лазеры и фокусирующая оптика с большей апертурой для использования с дисками с меньшими углублениями и площадками, что обеспечивает большую емкость хранения данных на один слой. [20] На практике эффективная емкость мультимедийного представления улучшается с помощью улучшенных кодеков сжатия видеоданных, таких как H.264 / MPEG-4 AVC и VC-1 .
- Blu-ray (до 400 ГБ - экспериментально [22] [23] )
- Оптический диск Wii U (25 ГБ на слой)
- HD DVD (формат диска больше не выпускается, трехслойный до 51 ГБ)
- CBHD (производная от формата HD DVD)
- HD VMD
- Профессиональный диск
Объявлено, но не выпущено:
- Цифровой многослойный диск
- Флуоресцентный многослойный диск
- Передний универсальный диск
Четвертое поколение [ править ]
Следующие форматы выходят за рамки текущих дисков третьего поколения и имеют потенциал для хранения более одного терабайта (1 ТБ ) данных и , по крайней мере некоторые из них предназначены для холодного хранения данных в центрах обработки данных : [24] [ сомнительное ]
- Архивный диск
- Голографический универсальный диск
- Ультра HD Bluray
Объявлено, но не выпущено:
- LS-R
- Диск белковым покрытием [25]
- Объемный оптический диск с накоплением
- 5D DVD
- Трехмерное оптическое хранилище данных (без единой технологии, примерами являются Hyper CD-ROM и флуоресцентный многослойный диск )
Обзор оптических типов [ править ]
| Имя | Емкость | Экспериментальный [Примечание 1] | Годы [Примечание 2] |
|---|---|---|---|
| Лазерный диск (LD) | 0,3 ГБ | 1971–2001 | |
| Запись один раз, чтение с большого количества дисков (WORM) | 0,2–6,0 ГБ | 1979–1984 | |
| Компакт-диск (CD) | 0,7–0,9 ГБ | 1982 – настоящее время | |
| Оптическая память для захвата электронов (ETOM) | 6.0–12.0 ГБ | 1987–1996 | |
| Мини-диск (MD) | 0,14–1,0 ГБ | 1989 – настоящее время | |
| Магнитооптический диск (MOD) | 0,1–16,7 ГБ | 1990 – настоящее время | |
| Цифровой универсальный диск (DVD) | 4,7–17 ГБ | 1995 – настоящее время | |
| LIMDOW (прямая перезапись модуляции интенсивности лазера) | 2,6 ГБ | 10 ГБ | 1996 – настоящее время |
| GD-ROM | 1,2 ГБ | 1997 – настоящее время | |
| Флуоресцентный многослойный диск | 50–140 ГБ | 1998-2003 гг. | |
| Универсальный многослойный диск (VMD) | 5–20 ГБ | 100 ГБ | 1999-2010 |
| Гипер CD-ROM | 1 ПБ | 100 ЭБ | 1999? -? |
| DataPlay | 500 МБ | 1999-2006 | |
| Оптическая система сверхплотности (UDO) | 30–60 ГБ | 2000-настоящее время | |
| FVD (ФВД) | 5,4–15 ГБ | 2001-настоящее время | |
| Расширенный универсальный диск (EVD) | DVD | 2002-2004 гг. | |
| HD DVD | 15–51 ГБ | 1 ТБ [ необходима ссылка ] | 2002-2008 гг. |
| Диск Blu-ray (BD) | 25 ГБ 50 ГБ 100 ГБ ( BDXL ) 128 ГБ ( BDXL ) | 1 ТБ | 2002-настоящее время 2010-настоящее время (BDXL) |
| Профессиональный диск с данными (PDD) | 23 ГБ | 2003-2006 гг. | |
| Профессиональный диск | 23–128 ГБ | 2003 – настоящее время | |
| Цифровой многослойный диск | 22-32 ГБ | 2004–2007 | |
| Мультиплексное оптическое хранилище данных (MODS-Disc) | 250 ГБ – 1 ТБ | 2004 – настоящее время | |
| Универсальный медиа-диск (UMD) | 0,9–1,8 ГБ | 2004–2014 гг. | |
| Голографический универсальный диск (HVD) | 6.0 ТБ | 2004–2012 | |
| Диск белковым покрытием (PCD) | 50 ТБ | 2005–2006 | |
| M-ДИСК | 4,7 ГБ (формат DVD) 25 ГБ (формат Blu-ray) 50 ГБ (формат Blu-ray) 100 ГБ ( формат BDXL ) [26] | 2009 – настоящее время | |
| Архивный диск | 0,3–1 ТБ | 2014 – настоящее время | |
| Blu-ray Ultra HD | 50 ГБ 66 ГБ 100 ГБ | 2015 – настоящее время |
- Примечания
- ^ Прототипы и теоретические значения.
- ^ Годы от (известного) начала разработки до конца продаж или разработки.
Записываемые и записываемые оптические диски [ править ]
На рынке существует множество форматов оптических записывающих устройств непосредственно на диск , все из которых основаны на использовании лазера для изменения отражательной способности цифрового носителя записи , чтобы дублировать эффекты ямок и уступов, возникающих при использовании коммерческого оптического диска. нажата. Такие форматы, как CD-R и DVD-R, являются « записывать один раз, читать много » или однократно записывать, в то время как CD-RW и DVD-RW перезаписываются, больше похоже на жесткий диск с магнитной записью (HDD). Технологии мультимедиа различаются, M-DISC использует другие методы записи и носители по сравнению с DVD-R и BD-R.
Сканирование ошибок поверхности [ править ]
Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( Июль 2020 г. ) |
Оптические носители могут предсказанием проверяться на наличие ошибок и СМИ deterioation задолго до каких - либо данных становится нечитаемым. [27]
Более высокая частота ошибок может указывать на износ и / или низкое качество носителя, физическое повреждение, нечистую поверхность и / или носитель, записанный с использованием неисправного оптического привода. Эти ошибки можно до некоторой степени компенсировать исправлением ошибок .
Программное обеспечение для поиска ошибок включает Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (ранее «CD speed 2000» ) и DVD info Pro для Windows и QPxTool для кросс-платформенных .
Поддержка функции сканирования ошибок зависит от производителя и модели оптического привода. [28]
Типы ошибок [ править ]
Существуют различные типы ошибок измерения, включая так называемые ошибки «C1» , « C2 » и «CU» на компакт-дисках , « ошибки PI / PO (внутренняя / внешняя парность)» и более критические « ошибки PI / PO». на DVD . Измерения ошибок с более мелким зерном на компакт-дисках, поддерживаемых очень немногими оптическими приводами, называются E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .
«CU» и «POF» представляют собой неисправимые ошибки на компакт-дисках с данными и DVD-дисках соответственно, что приводит к потере данных и может быть результатом слишком большого количества последовательных более мелких ошибок. [29]
Из-за более слабой коррекции ошибок, используемой на аудио компакт-дисках ( стандарт Красной книги ) и видео компакт-дисках ( стандарт белой книги ), ошибки C2 уже приводят к потере данных. Однако даже с ошибками C2 ущерб в какой-то степени невосприимчив.
Диски Blu-ray используют так называемые параметры ошибок LDC ( Long Distance Code s) и BIS ( Burst Indication Subcode s). По словам разработчика программного обеспечения Opti Drive Control , диск можно считать исправным при частоте ошибок LDC ниже 13 и частоте ошибок BIS ниже 15. [30]
Производство оптических дисков [ править ]
Оптические диски изготавливаются методом репликации. Этот процесс можно использовать со всеми типами дисков. На записываемых дисках предварительно записана важная информация, такая как производитель, тип диска, максимальная скорость чтения и записи и т. Д. При репликации чистое помещение с желтым светом необходимо для защиты светочувствительного фоторезиста и предотвращения повреждения данных на нем пылью. диск.
В репликации используется мастер по стеклу. Мастер помещается в машину, которая максимально очищает его с помощью вращающейся щетки и деионизированной воды, подготавливая его к следующему этапу. На следующем этапе анализатор поверхности проверяет чистоту мастера перед нанесением фоторезиста на мастер.
Затем фоторезист запекают в духовке, чтобы он затвердел. Затем в процессе экспонирования мастер помещается на поворотный столик, где лазер выборочно освещает резист светом. В то же время на диск наносится проявитель и деионизированная вода для удаления открытого резиста. В результате этого процесса формируются углубления и площадки, которые представляют данные на диске.
Затем на мастера наносят тонкий слой металла, делая негатив мастера с ямками и площадками в нем. Затем негатив снимается с мастера и покрывается тонким слоем пластика. Пластик защищает покрытие, пока штамповочный пресс пробивает отверстие в центре диска и пробивает лишний материал.
Теперь негатив - это штамп - часть слепка, который будет использоваться для тиражирования. Он размещается на одной стороне формы так, чтобы сторона с данными, содержащая ямки и площадки, была обращена наружу. Это делается внутри термопластавтомата. Затем машина закрывает форму и впрыскивает поликарбонат в полость, образованную стенками формы, которая формирует или отливает диск с данными на нем.
Расплавленный поликарбонат заполняет ямки или промежутки между площадками на негативе, приобретая их форму при затвердевании. Этот шаг чем-то похож на прессование записи .
Диск из поликарбоната быстро охлаждается и сразу же удаляется из машины перед формированием следующего диска. Затем диск металлизируется и покрывается тонким отражающим слоем алюминия. Алюминий заполняет пространство, когда-то занимаемое негативом.
Затем наносится слой лака для защиты алюминиевого покрытия и обеспечения поверхности, пригодной для печати. Лак наносится около центра диска, и диск вращается, равномерно распределяя лак по поверхности диска. Лак затвердевает под воздействием УФ-излучения. Затем диски подвергаются шелкографии или наносится этикетка. [31] [32] [33]
Записываемые диски добавляют слой красителя, а перезаписываемые диски вместо этого добавляют слой сплава с фазовым переходом, который защищен верхним и нижним диэлектрическими (электроизоляционными) слоями. Слои можно распылять. Дополнительный слой находится между канавками и отражающим слоем диска. Канавки создаются на записываемых дисках вместо традиционных ямок и площадок, которые встречаются на реплицированных дисках, и эти две можно сделать в одном процессе экспонирования. [34] [35] [36] [37] [38] На DVD-дисках выполняются те же процессы, что и на компакт-дисках, но на более тонком диске. Затем более тонкий диск прикрепляют ко второму, столь же тонкому, но пустому диску, используя УФ-отверждаемый жидкий оптически прозрачный клей , образуя DVD-диск. [39] [5] [40][41] При этом данные остаются в середине диска, что необходимо для того, чтобы диски DVD достигли своей емкости. В многослойных дисках полуотражающие покрытия вместо отражающих используются для всех слоев, кроме последнего слоя, который является самым глубоким и использует традиционное отражающее покрытие. [42] [43] [44]
Двухслойные DVD изготавливаются несколько иначе. После металлизации (с более тонким металлическим слоем, чтобы пропускать свет) в центре диска наносятся базовые и питательные смолы, которые предварительно отверждаются. Затем диск снова прессуется с использованием другого штампа, и смолы полностью отверждаются УФ-светом перед отделением от штампа. Затем на диск наносится еще один, более толстый слой металлизации, который затем приклеивается к чистому диску с помощью клея LOCA. Диски DVD-R DL и DVD + R DL получают слой краски после отверждения, но до металлизации. Диски CD-R, DVD-R и DVD + R получают слой краски после прессования, но до металлизации. CD-RW, DVD-RW и DVD + RW содержат слой металлического сплава, расположенный между двумя диэлектрическими слоями. HD-DVD изготавливается так же, как и DVD. На записываемых и перезаписываемых носителях,большая часть штампа состоит из канавок, а не ямок и площадок. Канавки содержатчастота колебаний, которая используется для определения положения считывающего или записывающего лазера на диске. DVD вместо этого используют пре-питы с постоянным колебанием частоты. [35]
Blu-ray [ править ]
Диски Blu-ray HTL (типа high-to-low ) изготавливаются иначе. Во-первых, вместо стеклянного мастера используется силиконовая пластина . [45] Пластина обрабатывается так же, как и мастер по стеклу.
Затем на пластину наносят гальваническое покрытие, чтобы сформировать никелевый штамп толщиной 300 микрон, который отслаивается от пластины. Штамп устанавливается на форму внутри пресса или тиснителя.
Диски из поликарбоната отформованы аналогично DVD и CD дискам. Если производимые диски являются BD-R или BD-RE, пресс-форма оснащена штампом, который штампует рисунок канавок на дисках вместо ямок и площадок, имеющихся на дисках BD-ROM.
После охлаждения на диск с помощью напыления наносится слой сплава серебра толщиной 35 нанометров . [46] [47] [48] Затем второй слой наносится путем нанесения на диск основы и смолы для переноса ямок и предварительного отверждения в его центре.
После нанесения и предварительного отверждения диск прессуется или тиснится с помощью штампа, а смолы немедленно отверждаются интенсивным ультрафиолетовым светом, прежде чем диск отделяется от штампа. Штамп содержит данные, которые будут перенесены на диск. Этот процесс известен как тиснение и представляет собой шаг, на котором данные выгравируются на диске, заменяя процесс прессования, используемый в первом слое, и он также используется для многослойных DVD-дисков.
Затем на диск напыляется слой сплава серебра толщиной 30 нанометров, и процесс повторяется столько раз, сколько требуется. Каждое повторение создает новый уровень данных. (Смолы наносятся снова, предварительно отвержденные, штампованные (с данными или канавками) и отвержденные, серебряный сплав напыляется и т. Д.)
Диски BD-R и BD-RE получают (посредством распыления) металлический (записывающий слой) сплав (который зажат между двумя диэлектрическими слоями, также напыляемый в BD-RE) перед нанесением 30-нанометровой металлизации (сплав серебра, алюминия или золото) слой, который напыляется. В качестве альтернативы сплав серебра может быть нанесен до нанесения записывающего слоя. Серебряные сплавы обычно используются в Blu-ray, а алюминий обычно используется на компакт-дисках и DVD. Золото используется в некоторых «архивных» компакт-дисках и DVD, поскольку оно более химически инертно и устойчиво к коррозии, чем алюминий, который разъедает до оксида алюминия , что можно увидеть при гниении диска.в виде прозрачных пятен или точек на диске, которые препятствуют считыванию диска, поскольку лазерный свет проходит через диск, а не отражается обратно в блок лазерного считывающего устройства для считывания. Обычно алюминий не подвергается коррозии, поскольку имеет тонкий оксидный слой, который образуется при контакте с кислородом. В этом случае он может подвергнуться коррозии из-за своей тонкости.
Затем наносится покровный слой толщиной 98 микрон с использованием УФ-отверждаемого жидкого оптически прозрачного клея , а также наносится твердое покрытие толщиной 2 микрона (например, Durabis ) и отверждается с помощью УФ-излучения. На последнем этапе на этикеточную сторону диска наносится барьерный слой из нитрида кремния толщиной 10 нанометров для защиты от влажности. [36] [46] [49] [50] [51] [52] Данные Blu-ray хранятся очень близко к поверхности считывания диска, что необходимо для достижения максимальной емкости Blu-ray.
Диски в больших количествах можно дублировать или дублировать. При тиражировании описанный выше процесс используется для создания дисков, тогда как при дублировании диски CD-R, DVD-R или BD-R записываются и финализируются, чтобы предотвратить дальнейшую запись и обеспечить более широкую совместимость. [53] (См. Создание оптических дисков ). Оборудование также отличается: тиражирование выполняется с помощью полностью автоматизированного специализированного оборудования, стоимость которого составляет сотни тысяч долларов США на рынке подержанных автомобилей [54], в то время как дублирование может быть автоматизировано (с использованием так называемого автозагрузчика [55]. ] ) или делаться вручную, и для этого требуется только небольшой настольный дубликатор. [56]
Технические характеристики [ править ]
| Поколение | Основание | Максимум | |
|---|---|---|---|
| (Мбит / с) | (Мбит / с) | × | |
| 1-й (CD) | 1.17 | 65,6 | 56 × |
| 2-й (DVD) | 10,57 | 253,6 | 24 × |
| 3-й (BD) | 36 | 504 | 14 × [57] |
| 4-й (AD) | ? | ? | 14 × |
| Обозначение | Стороны | Слои (всего) | Диаметр | Емкость | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (см) | ( ГБ ) | |||||
| BD | СС SL | 1 | 1 | 8 | 7,8 | |
| BD | СС DL | 1 | 2 | 8 | 15,6 | |
| BD | СС SL | 1 | 1 | 12 | 25 | |
| BD | СС DL | 1 | 2 | 12 | 50 | |
| BD | СС TL | 1 | 3 | 12 | 100 | |
| BD | SS QL | 1 | 4 | 12 | 128 | |
| CD – ROM 74 мин. | СС SL | 1 | 1 | 12 | 0,682 | |
| CD – ROM 80 мин. | СС SL | 1 | 1 | 12 | 0,737 | |
| CD – ROM | СС SL | 1 | 1 | 8 | 0,194 | |
| DDCD – ROM | СС SL | 1 | 1 | 12 | 1,364 | |
| DDCD – ROM | СС SL | 1 | 1 | 8 | 0,387 | |
| DVD – 1 | СС SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – 2 | СС DL | 1 | 2 | 8 | 2,66 | |
| DVD – 3 | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,92 | |
| DVD – 4 | DS DL | 2 | 4 | 8 | 5,32 | |
| DVD – 5 | СС SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – 9 | СС DL | 1 | 2 | 12 | 8,54 | |
| DVD – 10 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
| DVD – 14 | DS DL / SL | 2 | 3 | 12 | 13,24 | |
| DVD – 18 | DS DL | 2 | 4 | 12 | 17.08 | |
| DVD – R 1.0 | СС SL | 1 | 1 | 12 | 3,95 | |
| DVD – R (2.0), + R, –RW, + RW | СС SL | 1 | 1 | 12 | 4,7 | |
| DVD-R, + R, –RW, + RW | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
| DVD – RAM | СС SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – RAM | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,65 | |
| DVD – RAM 1.0 | СС SL | 1 | 1 | 12 | 2,58 | |
| DVD – RAM 2.0 | СС SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – RAM 1.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 5,16 | |
| DVD – RAM 2.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
Ссылки [ править ]
- ^ Adedeji, доктор Adewole. «БОРЬБА С ПИРАТОМ ЧЕРЕЗ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЗАВОДА ОПТИЧЕСКИХ ДИСКОВ В НИГЕРИИ: ПЕРСПЕКТИВЫ И ВЫЗОВЫ» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 22 августа 2013 года . Проверено 30 ноября 2013 .
- ^ Киношита, отредактированный Шуичи (2013). «6.5.2 Дифракционная решетка». Структурные образования и колебательные явления (Online-Ausg. Ed.). Уолтем: Эльзевир. п. 240. DOI : 10.1016 / B978-0-12-397014-5.00006-7 . ISBN 978-0-12-397014-5.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
- ^ Корнуолл, Малькольм Дж. (Январь 1993 г.). «CD означает красочную дифракцию». Физическое образование . 28 (1): 12–14. Bibcode : 1993PhyEd..28 ... 12C . DOI : 10.1088 / 0031-9120 / 28/1/002 .
- ^ «FUNDAMENTOS DE HARDWARE. - Скачать PDF бесплатно» . docplayer.es .
- ^ a b «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2018-07-14 . Проверено 13 апреля 2020 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Руководства / Хранение / CD-R / CD-RW - Руководство по технологиям ПК. Архивировано 30 марта 2009 г. в Wayback Machine . Pctechguide.com (22 февраля 1999 г.). Проверено 9 октября 2011.
- ^ Avadhanulu, MN (2001). Введение в теорию и приложения лазеров . С. Чанд Паблишинг. ISBN 9788121920711. Архивировано 03 февраля 2018 года.
- ^ https://www.reviewgeek.com/6416/is-it-better-to-watch-a-4k-movie-on-blu-ray-or-through-streaming/ Архивировано 12 апреля 2020 г. на Wayback Машина (для потоковой передачи контента 4K поставщик потокового мультимедиа Netflix рекомендует подключение к Интернету со скоростью 25 Мбит / с, предлагая битрейт 25 Мбит / с. Https://help.netflix.com/en/node/306 Архивировано 11 апреля 2020 г. на Wayback Machine . Длясравнения, спецификация оптического диска Blu-ray Ultra HD 2018года допускает битрейт от 72 до 144 Мбит / с для контента 4K ( http://www.blu-raydisc.com/Assets/Downloadablefile/White_Paper_General_5th_20180216.pdf )
- ^ «USB-угрозы от вредоносных программ до майнеров» . securelist.com . 2018-09-25.
- ^ «Воспроизведение: звуки 130-летней давности - Newsdesk» . newsdesk.si.edu . Архивировано 30 сентября 2017 года . Дата обращения 3 мая 2018 .
- ^ "Das Photo als Schalplatte" (PDF) (на немецком языке) . Проверено 2 июля 2020 .
- ^ Милстер, Том Д. "Оптическое хранилище данных". Государственный университет Пенсильвании. CiteSeerX 10.1.1.92.6992 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ Дадли, Брайер (2004-11-29). «Изобретение ученого было отпущено за бесценок» . Сиэтл Таймс . Архивировано 10 августа 2014 года . Проверено 24 июля 2014 .
- ^ «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И ФИЗИК ДЖЕЙМС РАССЕЛ '53 ПОЛУЧИТ НАГРАДУ VOLLUM НА СОБЫТИИ РИДА» (пресс-релиз). Офис по связям с общественностью Reed College. 2000. Архивировано 09.10.2013 . Проверено 24 июля 2014 .
- ^ "Изобретатель недели - Джеймс Т. Рассел - Компакт-диск" . Массачусетский технологический институт . Декабрь 1999 Архивировано из оригинала 17 апреля 2003 года.
- ^ Японские ПК (1984), архивировано 7 июля 2017 г. в Wayback Machine (14:24), Computer Chronicles
- ^ HAWAN КИМ, СЕН (2004). Июнь 2004 г. (PDF) (Диссертация). Массачусетский Институт Технологий. Архивировано (PDF) из оригинала на 2013-12-04.
- ^ Хасс, Дж. Введение в компьютерную музыку , Университет Индианы CECM (получено 8 октября 2014 г.), Том первый, глава пятая: Цифровое аудио. «Глава пятая: Принципы цифрового звука» . Архивировано из оригинала на 2014-06-08 . Проверено 8 октября 2014 .
- ^ Drawbaugh, Бен (19 июня 2006). «Фильмы в формате HD DVD и Blu-ray, выпущенные 20 июня 2006 года» . Engadget International Editions. Архивировано 11 апреля 2018 года.
- ^ a b Обновление форматов: Blu-ray побеждает HD DVD. Архивировано 10 января 2008 г. на Wayback Machine . Crutchfieldadvisor.com. Проверено 9 октября 2011.
- ^ "Оптические носители" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 14 декабря 2015 года . Проверено 27 ноября 2013 .
- ^ Рикер, Томас (2007-07-07). «Размер диска Blu-ray от Pioneer составляет 400 ГБ на 16 слоях» . www.engadget.com . Архивировано 24 августа 2017 года.
- ^ "Диск Blu-ray 400 ГБ от Pioneer" . www.gizmag.com . Архивировано 25 сентября 2013 года.
- ^ http://www.hughsnews.ca/sony-everspan-optical-disc-data-archive-system-ready-for-iot-0056191
- ↑ Бласс, Эван (12 июля 2006 г.). «Диски с протеиновым покрытием могут обеспечить емкость 50 ТБ» . Engadget .
- ^ "Диск 100 ГБ - M-DISC" . www.mdisc.com . Архивировано из оригинального 18 октября 2015 года . Дата обращения 3 мая 2018 .
- ^ «QPxTool - проверьте качество» . qpxtool.sourceforge.io .
- ^ Список устройств, поддерживаемых программой сканирования качества dosc QPxTool '
- ^ "Глоссарий QPxTool" . qpxtool.sourceforge.io . QPxTool . Проверено 22 июля 2020 .
- ^ "Тесты качества записи Blu-Ray Том 2" . www.cdrinfo.com . Информация о CDR. 2009-06-19 . Дата обращения 1 августа 2020 .
- ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). "Машина для репликации компакт-дисков" . www.singulus.com .
- ^ https://www.singulus.com/fileadmin/user_upload/202003/SKYLINE_II_2_2020.pdf
- ^ Как это сделано: Компакт-диски, Сезон 1, Эпизод 2
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2015-10-16 . Проверено 11 апреля 2020 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ a b http://www.blu-raydisc.com/Assets/Downloadablefile/White_Paper_BD-RE_5th_20180216.pdf
- ^ a b http://www.blu-raydisc.com/Assets/Downloadablefile/White_Paper_General_5th_20180216.pdf
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 31.05.2019 . Проверено 11 апреля 2020 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ "МАУ ИСКУССТВО И ДИЗАЙН ГЛОССАРИЙ ｜ Художественный университет Мусасино" . ГЛОССАРИЙ МАУ ИСКУССТВА И ДИЗАЙНА ｜ Университет искусств Мусасино . Архивировано 4 октября 2019 года . Проверено 9 апреля 2020 .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано 20 декабря 2019 года . Проверено 21 апреля 2020 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ https://www.singulus.com/fileadmin/user_upload/202003/SPACELINE_II_2_2020.pdf
- ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). «Машина для репликации DVD» . www.singulus.com .
- ^ [1]
- ^ "TDK разрабатывает диски Blu-ray с четырьмя и восьмеричными слоями" . TechPowerUp .
- ^ «База знаний | DVD + R DL - CDROM2GO» . www.cdrom2go.com .
- ^ http://www.media-tech.net/fileadmin/templates/BD_News/OTO222forMTA.pdf
- ^ а б https://www.singulus.de/fileadmin/user_upload/202003/BLULINE_II_2_2020.pdf
- ^ https://hofa-shop.com/erp/owweb/spezi/en_14061.pdf
- ^ "Архивная копия" . Архивировано 05 марта 2012 года . Проверено 21 апреля 2020 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ https://www.singulus.com/uploads/tx_pspublications/BLULINE_II_2012.pdf
- ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). «Машина для производства Blu-ray» . www.singulus.com .
- ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). «Машина для производства Blu-ray» . www.singulus.com .
- ^ https://www.singulus.com/fileadmin/user_upload/202003/BLULINE_III_2_2020.pdf
- ^ «Разница между репликацией и дублированием | Репликация» . www.replicat.com.au . Архивировано 11 марта 2020 года . Проверено 9 апреля 2020 .
- ^ "Машины Cinram" . www.cdvdpacking.com . Архивировано 30 сентября 2019 года . Проверено 11 апреля 2020 .
- ^ "Aero Blu-ray / DVD / CD Autoloader - CD копировальный аппарат, DVD Duplicator, Blu-Ray Duplicator | Vinpower Digital" . www.vinpowerdigital.com .
- ^ "Slim Micro Blu-ray DVD CD Duplicator - CD Copier, DVD Duplicator, Blu-Ray Duplicator | Vinpower Digital" . www.vinpowerdigital.com .
- ^ "LG BH14NS40 14x Blu-ray Disc ReWriter" . CDRinfo.com. Архивировано 11 октября 2012 года.
- ^ "DVD, Книга A - Физические параметры" . MPEG. Архивировано 17 января 2012 года . Проверено 9 октября 2011 .
- ^ "DVD в деталях" (PDF) . Цинрам. 27 ноября 2000 года. Архивировано 29 октября 2008 года. CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
См. Также [ править ]
- Список производителей оптических дисков
- Универсальный формат диска (UDF)
- Протокол описания диска
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме оптических дисков . |
- «Архив изобретателя недели: цифровой компакт-диск» . Массачусетский Институт Технологий. Декабрь 1999 Архивировано из оригинала на 2008-06-19 . Проверено 13 июля 2007 .
- Дадли, Брайер (29 ноября 2004 г.). «Изобретение ученого было отпущено за бесценок» . Сиэтл Таймс . Проверено 13 июля 2007 .
- «Дэвид Грегг и оптический диск» . About.com . Проверено 13 июля 2007 .
- Байерс, Фред Р. (2003). «Уход и обращение с CD и DVD - Руководство для библиотекарей и архивистов» (PDF) . Национальный институт стандартов и технологий . Архивировано из оригинального (PDF) 23 сентября 2008 года . Проверено 17 июля 2009 года . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - Ромейн, Джейкоб. "50-летие оптического диска" .
- "Ассоциация технологий оптической памяти" .
- О'Келли, Теренс. «Справочное руководство по оптическим носителям» (PDF) . Memorex Inc. Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - «История идей„оптический диск , как „уникальный“ носитель информации в системах управления“ . Европейское общество по истории науки. Архивировано из оригинала на 2015-05-18 . Retrieved 2013-06-11 .
- "Передающий видеодиск Thomson-CSF" .
- «Знай свои цифровые носители информации: руководство по наиболее распространенным типам цифровых носителей информации, которые можно найти в архивах» . США: Техасский университет в Сан-Антонио.
