médium vznikalo původně jako audio nosič a jeho autory byly firmy Philips
a Sony. Jedná se o médium, které je určeno pouze ke čtení informací.
Dovoluje uložení až 700 MB programů a dat.
Na
rozdíl od diskových zařízení (pružné
disky,
pevné disky, ZIP
disky,
Magnetooptické disky apod.) nejsou data
ukládána do soustředných kružnic, ale do jedné dlouhé spirály podobně jako
na gramofonové desce. Spirála začíná u středu média a rozvíjí se postupně
až k jeho okraji. Záznam (spirála dat) je pouze na spodní straně disku,
tj. záznam na CD-ROM disku je jednostranný. Délka celé spirály je zhruba 6
km a hustota dat v ní uložených je konstantní. Podle rychlosti, kterou je
CD-ROM mechanika schopna číst tato data, se mechaniky rozlišují na:
single speed:
rychlost čtení dat je 150 kB/s, dostačuje pouze pro přenos souborů
double speed:
data je schopna číst rychlostí 300 kB/s, což poskytuje plynulou rychlost
pro práci s datovými soubory. Nedostačuje pro přehrávání videa
triple speed:
dovoluje číst data rychlostí až 450 kB/s
quadruple speed:
mechanika dovolující čtení dat rychlostí 600 kB/s
6x:
rychlost čtení: 900 kB/s
8x:
rychlost čtení: 1200 kB/s
12x:
rychlost čtení: 1800 kB/s
16x:
rychlost čtení: 2400 kB/s
24x:
rychlost čtení: 3600 kB/s
Rychlost čtení spirály je v single speed mechanice asi 1,3 m/s. Rychlost
otáčení CD-ROM disku není konstantní, ale je kontinuálně
přizpůsobována podle toho, zda se čtení provádí blíže kraji nebo středu
disku. U středu disku je rychlost otáčení vyšší (asi 500 otáček za minutu)
a u kraje naopak nižší (asi 200 otáček za minutu). Toto přizpůsobování
otáček disku zaručuje, že data jsou čtena ze spirály konstantní rychlostí.
Přístupová doba u datových CD-ROM disků je potom závislá na čase nutném k
regulaci otáček. Je tedy velmi nevhodné číst data uložená v různých
částech disku, protože je neustále nutné přizpůsobovat rychlost otáčení.
Tento problém plně neodstraňují ani mechaniky s vyšší přístupovou
rychlostí, i když samozřejmě mechaniky s vyšší rychlostí čtení mají i
nižší přístupovou dobu. Přístupová doba se u CD-ROM mechanik pohybuje od
100 ms do 300 ms.
Protože šířka stopy spirály je velmi malá, data jsou uložena s poměrně
velkou hustotou a vlastní CD-ROM nosič není ničím chráněn, je velká
pravděpodobnost, že i při běžné manipulaci s CD-ROM diskem může dojít ke
špatnému přečtení některých uložených bitů. Proto informace uložené na
médiu CD-ROM jsou silně redundantní (nadbytečné) a mechanika má obvody
realizující na základě těchto nadbytečných informací poměrně složité
algoritmy pro korekturu chyb vzniklých při čtení.
CD-ROM mechaniky se k počítači připojují pomocí:
EIDE
rozhraní (ATAPI: rozšíření normy ATA o příkazy pro práci s
CD-ROM, streamery a dalšími periferiemi)
Mechaniky CD-R (Compact Disk - Recordable) jsou
zařízení, jež dovolují provedení záznamu na disk CD-R, který je potom
čitelný v běžné CD-ROM mechanice.
Proces zaznamenávání dat na CD-R disk je velmi náročný na kontinuální
přísun dat ze zařízení, z něhož záznam (většinou
pevný disk)
do mechaniky CD-R provádíme. V případě, že CD-R mechanika nedostane
požadovaná data včas, dojde k přerušení záznamu na CD-R a tím ke zničení
celého média. Proto ve většině případů bývá mechanika CD-R připojována
pomocí
SCSI
rozhraní a doporučuje se, aby i pevný disk, ze kterého se provádí záznam
na CD-R, byl připojen na SCSI,
které dovoluje vyšší a plynulejší přenos dat. Rovněž se doporučuje, aby po
dobu, kdy je prováděn záznam, nebyl na počítači spuštěn žádný jiný
program, který by mohl vyvolat jeho zátěž a tím i přerušení přísunu dat do
CD-R mechaniky. Rychlost záznamu na CD-R je závislá na mnoha faktorech
(rychlost počítače, rychlost
pevného disku, ze
kterého se záznam provádí, kapacita operační paměti apod.).
Mecahnika pro zápis disku CD-R
Mechaniky CD-RW
Mechaniky CD-RW (Copmact Disk - Rewritable)
jsou určeny k záznamu nejen na disky CD-R, ale také pro záznam na
speciální disky CD-RW. CD-RW disky dovolují na rozdíl od CD-R disků, aby
záznam byl přemazán a proveden znovu. Přemazání však nemůže být prováděno
libovolně, jako např. na pevném disku, ale pouze na celém disku.
Jak vlastně
probíhá zápis dat?
Klasický lisovaný disk, který si koupíte v obchodě, se skládá z ochranné
vrstvy (zlaté nebo častěji stříbrné) a substrátu. Disk, do něhož lze
jednou zapisovat (CD-R), má navíc mezi reflexní vrstvou a substrátem
záznamovou vrstvu z fotosenzitivního barviva. Aby laser zapisoval opravdu
na správná místa, je v substrátu vytvořena vodící drážka. Jedná se o
spirálu, která jde od vnějšího okraje disku po kraj vnitřní.
Zápis dat se uskuteční tak, že laser jede po drážce a zahřívá barvivo,
které v místě působení laseru mění své fyzikální vlastnosti a vytváří
miniaturní důlky podobné pitům na lisovaném CD.
Disky s vícenásobným zápisem (CD-RW) jsou kovově šedé a mají místo
záznamové vrstvy barviva krystalickou hmotu, která je směsí stříbra, india
antimonu a telluru. Záznam tu spočívá ve změně struktury materiálu z
krystalické do amorfní formy. Zahřeje-li se hmota laserem na určitou
teplotu a poté ochladí, získává krystalickou strukturu. Je-li však zahřátá
na teplotu vyšší, vrací se do svého původního amorfního (tedy
nestrukturovaného) stavu. Krystalické oblasti umožňují odrážet laserový
paprsek, nekrystalické ho však pohlcují.
Co je
MULTISESSION CD ?
Multisession CD vám dává možnost nahrávat CD, i nepřepisovatelné,
postupně, tak, jak získáváte či tvoříte data. CD se navenek chová zcela
normálně, ve skutečnosti se však skládá z několika nezávislých stop. CD
musíte jako multisession již vytvořit, nelze na něj přeměnit již uzavřené
CD. Celý proces probíhá tak, že nejprve ve svém programu určíte, že chcete
vytvořit právě tento typ CD, poté nahrajete data. Pokud chcete později
přidat na CD další data, zvolíte možnost přidávání další sekce(session) a
nahrajete data jako další stopu.
Výroba CD.
Záznam se pomocí
záznamového laserového stroje provede na skleněnou desku, na které je
nanesena fotocitlivá vrstva. Po vyvolání se tato deska postříbří a
galvanoplasticky ponikluje. Získá se tzv. patrice. Pro hromadnou výrobu se
z těchto patric vyrobí matrice a z těchto se vyrobí lisovací
nástroj. Desky se lisují z plastické hmoty a pokovuje se vrstvou Al. Proti
poškození se ještě nanese ochranná vrstva z průhledného materiálu. Nakonec
se deska musí opatřit přesným kruhovým otvorem.
DVD
dříve interpretace jako DIGITAL VIDEO DISC
později vhodněji přejmenováno na DIGITAL VERSATILE DISC
Patnáct let po
zrození zvukového CD přichází jeho obrazový následník s mnohonásobně vyšší
kapacitou.
DVD kvalitativně
rozvíjí technologii CD (Compact Disc). Disk DVD je na první pohled od CD
nerozlišitelný. Má stejný průměr i tloušťku a užívá stejný bezkontaktní
způsob čtení dat laserovým paprskem. Velikost záznamových prohlubní (pitů)
je však mnohem menší, jejich vzdálenost kratší a záznamová kapacita tudíž
mnohonásobně větší (až 15.8 GB oproti 0.65 GB na CD). V návaznosti na to
byla zkrácena vlnová délka paprsků snímacího laseru (u CD 760nm a u DVD
mezi 635-650nm). Stejně jako CD je i DVD odolné proti magnetickému poli,
neničí se přehráváním a jednoduše se skladuje.
Princip činnosti:
Chytré hlavy u
kalifornské firmy Calimetrics ale napadlo, že při technice tvorby CD se
vlastně zcela marnotratně nevyužívá trojrozměrnosti záznamového média.
Třetí rozměr,hloubka, totiž nese jen binární informaci nula-jednička,
optická rozlišovací schopnost ve směru“kolmo k povrchu“ MÁ VŠAK ZNAČNÉ
rezervy,takže proč by se jejím prostřednictvím nemohlo zaznamenat možnosti
více?
Pity tentokrát běží jeden za druhým, aniž se slévají nebo vynechávají,
zato jsou různě hluboké. Když se to všechno patřičně zpracuje optickým
snímačem je možné hloubku pitu zakódovat osm různých hodnot, což odpovídá
třem bitům navíc v digitálním formátu.Jeden hloubkově kódovaný pit tedy
nahradí tři pity normální.
Kapacita a značení
DVD:
V případě 12 cm
disku se tedy jedná o :
DVD 5 –
jednostranný jednovrstvý disk s celkovou kapacitou 4,4 GB
DVD 10 –
oboustranný jednovrstvý disk s celkovou kapacitou 8,8 GB
DVD 9 –
jednostranný dvouvrstvý disk s celkovou kapacitou 8,1 GB
DVD 18 –
oboustranný dvouvrstvý disk s celkovou kapacitou 15,8 GB
DVD je především
nosičem obrazu. Digitální obraz má při standardním kódování velice vysoký
datový tok – přes 20 Mb/sec. To představuje při např. dvouhodinovém filmu
144 GB. Avšak na základním typu DVD je k dispozici pouze 4,4 GB pro
uložení obrazu a zvuku. To by si vynutilo nerealizovatelný kompresní poměr
32:1. Proto byl vyvinut speciální kompresní algoritmus MPEG-2, který
takovou kompresi zaručí a to při zachování vysoké kvality obrazu. MPEG-2
je založen na ukládání kompletních a rozdílových obrázků. Neukládá všech
25 snímků za sekundu, z nichž je signál složen, ale v průměru jen 2-3 a ze
zbylých snímků se zaznamenávají jen rozdíly a jejich obsah. Algoritmus
MPEG-2 tak účinně snižuje datový tok při zachování vysoké kvality obrazu.
Maximální přenosová rychlost dosahuje 9,8 Mb/sec. Při tom kvalita obrazu
je téměř shodná s kvalitou vysílání v televizi.