¿Cuál es el volumen de información de un CD? CD (computadoras e internet)

Los discos ópticos son un medio de almacenamiento popular. La mayoría de los usuarios sólo están familiarizados con los CD y DVD, de hecho, existen muchos más tipos de discos. El país de los soviets te dirá cuáles son tipos de discos y le ayudará a comprender su diversidad.

Tipos de CD

CD o discos compactos, originalmente estaban destinados a grabar y reproducir música, pero ahora se utilizan para almacenar casi cualquier información de la computadora. La escritura y lectura de la información del disco se realiza mediante un láser. Grosor del CD - 1,2 mm, diámetro - 120 mm, capacidad - 650 o 700 MB (correspondientes a 74 u 80 minutos de sonido). Hay mini CD con un diámetro de 80 mm, pero su capacidad es menor: 190-200 MB (21 minutos de sonido). El mini CD se puede leer en cualquier medio excepto en la radio del coche. Hay cds rizados De diversas formas, se producen principalmente con fines comerciales. No se recomienda el uso de estos discos en unidades de computadora, ya que pueden explotar a altas velocidades de rotación.

Los discos CD se pueden dividir en CD-ROM, CD-R y CD-RW. Esta división está determinada por la capacidad de escribir información en el disco y el propósito del disco. Información en disco CD-ROM registrado por el fabricante, no se puede cambiar ni eliminar, solo se pueden leer los datos. A discos CD-R(a veces también se les llama “espacios en blanco”) puede registrar su información, pero será imposible borrarla o cambiarla. Si queda espacio libre en el disco y habilitó la opción de agregar información al grabar, puede agregar archivos al disco. Discos CD-RW admite la eliminación y reescritura de información, pero dichos discos no serán legibles en todas las unidades.

Tipos de DVD

DVD Le permiten almacenar más información que los CD debido al uso de un láser con una longitud de onda más corta. La capacidad de un DVD de tamaño estándar (120 mm) puede oscilar entre 4,7 GB y 17 GB, y la capacidad de un mini DVD (80 mm) es de 1,6 GB.

Dependiendo de la capacidad del DVD, se distinguen los siguientes tipos de discos:

• DVD-5— disco de una sola capa y de una sola cara, capacidad — 4,7 GB
• DVD-9— disco de doble capa de una cara, capacidad — 8,5 GB
• DVD-10— disco de una sola capa y doble cara, capacidad — 9,4 GB
• DVD-14— disco de doble cara, de doble capa por un lado y de una sola capa por el otro, capacidad — 13,24 GB
• DVD-18- disco de doble capa y doble cara, capacidad - 17,1 GB

Los discos de doble capa contienen dos capas de información en una cara y están marcados con la abreviatura DL. Un disco de doble cara son en realidad dos discos pegados entre sí con superficies que no funcionan. Naturalmente, el grosor de dicho disco se controla para que coincida con el grosor de un DVD convencional de una sola capa.

Según la posibilidad de grabar, reescribir y eliminar información, los discos DVD, como los CD, se dividen en ROM, R y RW. Pero además, se distinguen los siguientes tipos de discos:

• DVD-R para uso general, DVD-R(G)- un disco grabable destinado al uso doméstico.
• DVD-R para creación, DVD-R(A)— un disco grabable de una sola vez para fines profesionales.
• DVD-RW- disco regrabable. Puede sobrescribir o borrar información hasta 1000 veces. Pero no puedes borrar parte de la información, solo puedes borrar el disco por completo y reescribirlo por completo.
• DVD-RAM Utilizar tecnología de cambio de fase. Pueden reescribirse hasta 100.000 veces y tienen una vida útil teórica de hasta 30 años. Pero son caros, se fabrican principalmente en cartuchos especiales y no son compatibles con la mayoría de unidades y reproductores.
• DVD+RW se basan en tecnología CD-RW y admiten la reescritura de información hasta 1000 veces. Este formato apareció más tarde que el DVD-RW.
• DVD+R- Un disco grabable similar al DVD-R.

Está claro que ninguna unidad o reproductor es totalmente compatible con todos los formatos de DVD. La mayoría de las unidades modernas admiten los formatos DVD-R(W) y DVD+R(W). Pero las unidades y reproductores domésticos más antiguos lanzados antes de la llegada del formato DVD+R(W) sólo leerán discos DVD-R(W). Existen unidades "supermulti" que admiten todo tipo de discos, incluido DVD-RAM.

Otros tipos de discos

Destacan los llamados Discos duales. Estos discos combinan formatos CD y DVD. En una superficie de dicho disco se graba música en formato CD y en la otra, sonido de cinco canales, vídeo, menús, subtítulos, imágenes, etc., en formato DVD.

HD DVD (DVD de alta densidad) pueden tener una capacidad de hasta 15 GB y los de doble capa, hasta 30 GB. Su principal competidor es BD, disco Blu-ray Tiene capacidad de 23 a 66 GB dependiendo del número de capas. Se ha anunciado un prototipo de disco de cuatro capas con una capacidad de 100 GB y también está previsto lanzar discos de diez capas con una capacidad de hasta 320 GB.

El enfrentamiento entre BD y HD DVD se denomina “lucha de formatos”. Pero los principales estudios cinematográficos abandonaron el uso de HD DVD en favor de los discos BD, por lo que se suspendió oficialmente el lanzamiento y el soporte del formato HD DVD.

Entonces, existen muchos tipos de discos ópticos. Debe elegir un disco para grabar información según su capacidad, la capacidad de reescribir información y el modelo de su disco o reproductor doméstico. Conociendo los principales tipos de discos, nunca se confundirá con su rica variedad.

» [Examen de Informática][Boleto No. 6]

Dispositivos de memoria de computadora. Medios de almacenamiento (disquetes, discos duros, discos CD-ROM/R/RW, DVD, etc.)

La función principal de la memoria externa de una computadora es la capacidad de almacenar a largo plazo una gran cantidad de información (programas, documentos, clips de audio y video, etc.). El dispositivo que proporciona grabación/lectura de información se llama unidad o unidad de disco, y la información se almacena en medios (por ejemplo, disquetes).

En las unidades de disquete magnético (FMD o disquetes) y en las unidades de disco magnético duro (HDD o discos duros), la grabación, almacenamiento y lectura de información se basa en el principio magnético, y en las unidades láser, en el principio óptico.

Discos magnéticos flexibles.

Los discos magnéticos flexibles se colocan en una caja de plástico. Este medio de almacenamiento se llama disquete. El disquete se inserta en la unidad de disco, que hace girar el disco a una velocidad angular constante. El cabezal magnético de la unidad está instalado en una pista concéntrica específica del disco, en la que se escribe (o lee) información.

La capacidad de información del disquete es pequeña y es de sólo 1,44 MB. La velocidad de escritura y lectura de información también es baja (alrededor de 50 KB/s) debido a la lenta rotación del disco (360 rpm).

Para conservar la información, los discos magnéticos flexibles deben protegerse de la exposición a fuertes campos magnéticos y al calor, ya que esto puede provocar la desmagnetización del medio y la pérdida de información.

Discos magnéticos duros.

El disco duro (HDD - Hard Disk Drive) se refiere a unidades de disco magnético no extraíbles. El primer disco duro fue desarrollado por IBM en 1973 y tenía una capacidad de 16 KB.

Los discos magnéticos duros son varias docenas de discos colocados sobre un eje, encerrados en una caja de metal y que giran a alta velocidad angular. Debido a las muchas pistas en cada lado de los discos y a la gran cantidad de discos, la capacidad de información de los discos duros puede ser decenas de miles de veces mayor que la capacidad de información de los disquetes y alcanzar cientos de GB. La velocidad de escritura y lectura de información de los discos duros es bastante alta (alrededor de 133 MB/s) debido a la rápida rotación de los discos (7200 rpm).

Un disco duro a menudo se denomina disco duro. Existe una leyenda que explica por qué los discos duros recibieron un nombre tan elegante. El primer disco duro, lanzado en Estados Unidos a principios de los años 70, tenía una capacidad de 30 MB de información en cada superficie de trabajo. Al mismo tiempo, el rifle de repetición de O. F. Winchester, muy conocido en Estados Unidos, tenía un calibre 0,30; Tal vez el primer disco duro retumbó como una ametralladora durante su funcionamiento, o olía a pólvora; no está claro, pero a partir de entonces comenzaron a llamar discos duros a los discos duros.

Durante el funcionamiento de la computadora, se producen fallos de funcionamiento. Virus, cortes de energía, errores de software: todo esto puede dañar la información almacenada en su disco duro. El daño a la información no siempre significa su pérdida, por lo que es útil saber cómo se almacena en el disco duro, porque así se podrá restaurar. Entonces, por ejemplo, si el área de arranque está dañada por un virus, no es necesario formatear todo el disco (!), pero, una vez restaurado el espacio dañado, continúe con el funcionamiento normal conservando todos sus datos invaluables.

Los discos duros utilizan elementos bastante frágiles y en miniatura. Para preservar la información y el rendimiento de los discos duros, es necesario protegerlos de golpes y cambios bruscos de orientación espacial durante el funcionamiento.

Unidades y discos láser.

A principios de los años 80, la empresa holandesa Philips anunció una revolución en el campo de la reproducción del sonido. A sus ingenieros se les ocurrió algo que ahora es extremadamente popular: discos y reproductores láser.

En los últimos años, los lectores de discos compactos (CD) de computadora, llamados CD-ROM, se han convertido en una parte casi esencial de cualquier computadora. Esto sucedió porque varios productos de software comenzaron a ocupar una cantidad significativa de espacio y su entrega en disquetes resultó prohibitivamente costosa y poco confiable. Por ello, empezaron a suministrarse en CD (al igual que los de música normal).

Las unidades de disco láser utilizan el principio óptico de leer información. En los discos láser CD (CD - Compact Disk, disco compacto) y DVD (DVD - Digital Video Disk, disco de video digital), la información se graba en una pista en forma de espiral (como en un disco de gramófono), que contiene secciones alternas con diferente reflectividad. . El rayo láser incide sobre la superficie del disco giratorio y la intensidad del rayo reflejado depende de la reflectividad de la sección de la vía y toma los valores 0 o 1.
Para garantizar la seguridad de la información, los discos láser deben protegerse de daños mecánicos (rayones) y de la contaminación.

Los discos láser almacenan información que se grabó en ellos durante el proceso de fabricación. Es imposible escribirles nueva información. Estos discos se fabrican mediante estampación. Hay discos CD-R y DVD-R en los que la información sólo se puede escribir una vez. En los discos CD-RW y DVD-RW, la información se puede escribir/reescribir muchas veces. Los discos de diferentes tipos se pueden distinguir no solo por las marcas, sino también por el color de la superficie reflectante.

No es posible grabar en CD y DVD utilizando CD-ROM y DVD-ROM normales. Para hacer esto, necesita dispositivos CD-RW y DVD-RW con los que sea posible leer una vez, escribir y leer-escribir-reescribir. Estos dispositivos tienen un láser bastante potente que le permite cambiar la reflectividad de las superficies durante el proceso de grabación.

La capacidad de información de un CD-ROM alcanza los 700 MB y la velocidad de lectura de la información (hasta 7,8 MB/s) depende de la velocidad de rotación del disco. Los discos DVD tienen una capacidad de información mucho mayor (disco de una sola capa y una cara - 4,7 GB) en comparación con los discos CD, porque Se utilizan láseres con una longitud de onda más corta, lo que permite colocar las pistas ópticas con mayor densidad. También hay DVD de doble capa y DVD de doble cara. Actualmente, la velocidad de lectura de las unidades de DVD de 16 velocidades alcanza los 21 MB/s.

Dispositivos basados ​​en memoria flash.

La memoria flash es un tipo de memoria no volátil que permite escribir y almacenar datos en chips. Los dispositivos basados ​​en memoria flash no tienen partes móviles, lo que garantiza una alta seguridad de los datos cuando se utilizan en dispositivos móviles.

La memoria flash es un chip alojado en un paquete en miniatura. Para escribir o leer información, las unidades se conectan a una computadora a través de un puerto USB. La capacidad de información de las tarjetas de memoria alcanza los 1024 MB.

Tipo de medio	Capacidad de medios	Velocidad de transferencia de datos (MB/s)	Influencias peligrosas
NGMD 3.5""	1,44MB	0,05	Campos magnéticos, calentamiento, influencia física.
disco duro	cientos de GB	alrededor de 133	Impactos, cambios en la orientación espacial durante la operación.
	650-800MB	hasta 7,8	Arañazos, suciedad
DVD-ROM	hasta 17GB	hasta el 21
Dispositivos de memoria flash	hasta 1024MB	USB 1.0 - 1.5 USB 1.1 - 12 USB 2.0 - 480	Sobretensión de energía

Uno de los mayores logros del DVD es que ha logrado combinar todos los usos de un disco compacto para datos, vídeo, audio (o una combinación de ellos) dentro de una única estructura de archivos físicos llamada UDF o Universal Disc Format. Desarrollado por OSTA (Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico), el formato UDF garantiza que se pueda acceder a cualquier archivo en cualquier unidad instalada en la computadora o reproductor de video de un consumidor. Además, el formato es compatible con los sistemas operativos estándar porque tiene en cuenta el estándar CD ISO 9660, lo que supera los problemas de incompatibilidad que plagaban al CD cuando había que reescribir el estándar cada vez que nuevas aplicaciones como multimedia, sistemas interactivos o vídeo. fueron introducidos.

La versión de UDF que satisfacen tanto los discos regrabables como los de solo lectura es un subconjunto de la especificación UDF versión 2.02, que se conoce como MicroUDF (M-UDF).

Debido a que Windows no admitía UDF hasta que Microsoft lanzó Windows 98, los fabricantes de DVD se vieron obligados a utilizar un formato intermedio llamado UDF Bridge, que era un híbrido de UDF e ISO 9660. Windows 95 OSR2 admitía UDF Bridge, pero las versiones anteriores no. La especificación UDF Bridge no incluye explícitamente extensiones Joliet para ISO 9660, que son necesarias para nombres de archivos largos. Windows 98 reconoce UDF, por lo que estos sistemas no tienen problemas ni con UDF ni con nombres de archivos largos.

El vídeo DVD sólo utiliza UDF con todos los datos requeridos por UDF e ISO 23346 para ser compatible con los sistemas informáticos, y no utiliza ISO 9660 en absoluto. Los archivos de vídeo DVD no pueden tener un tamaño superior a 2 GB y deben escribirse en una extensión separada (es decir, en una secuencia contigua). El primer directorio del disco debe ser el directorio VIDEO_TS que contiene todos los archivos y todos los nombres de archivos deben estar en formato 8+3 (8 bytes para el nombre, 3 para la extensión).

Los discos de audio DVD utilizan UDF para almacenar datos en una "zona de audio DVD" separada en el disco, especificada como el directorio AUDIO_TS.

Formato gigantesco

Exabyte ha sido líder en la industria NML durante más de 20 años. La empresa fue la primera en proponer el uso de cintas de 8 mm para el almacenamiento de datos basadas en un mecanismo similar al de las cámaras de vídeo Sony, y se produjeron más de 2,5 millones de unidades de este tipo. Estos mecanismos son suficientes para aplicaciones de baja confiabilidad, pero son menos adecuados para las aplicaciones de servidor actuales. Introducido en 1996, el estándar Mammouth es una tecnología más avanzada y fiable y representa la respuesta de Exabyte a las necesidades de esta gama del mercado de servidores.

La unidad ML no utiliza cabrestante, lo que elimina la parte de almacenamiento en cinta que crea un desgaste impredecible en los medios. Se utiliza la tecnología AME (Advanced Metal Evaporated) o deposición de metales por evaporación. Esto garantiza la resistencia a la corrosión y al desgaste de la cinta, y la vida útil aumenta a 30 años. La superficie lisa del ML aumenta el tiempo de desgaste de los cabezales a 35 mil.

Los datos del ML se organizan en segmentos (secciones), cada uno de los cuales se puede escribir, borrar o leer como un todo. Esta organización permite aumentar la capacidad de almacenamiento para soportar aplicaciones como servidores multimedia y de vídeo. Para la corrección de errores, se utiliza el método ECC de Reed-Solomon de dos niveles. En este caso, los errores se corrigen “sobre la marcha” reescribiendo bloques dentro de la misma pista.

En 2000, se lanzó la unidad Exabyte Mammoth-2, que estableció nuevos estándares de velocidad y capacidades. La unidad tiene una velocidad de transferencia de 22 MB/s, la cinta AME de 8 mm puede cargar un máximo de 60 GB. NML utiliza la interfaz SCSI Ultra2/LVD, un búfer de 32 MB, un cabezal multicanal, el último algoritmo de corrección de errores ECC y proporciona una relación de compresión de 2,5: 2 basada en ALDC (compresión de datos adaptativa sin pérdidas), lo que proporciona una capacidad de 250 GB por cinta. La versión posterior de fibra óptica ofreció un aumento de la velocidad de transferencia original a 30 MB/s.

Tecnología de grabación digital avanzada

Desarrollado por Philips Corporation. Los primeros dispositivos ADR se lanzaron en la primavera de 1999, en forma de NML con interfaz IDE, capaz de grabar 25 GB de información sin procesar o 30 GB de información comprimida por cartucho.

La unidad de cinta es capaz de controlar continuamente su movimiento hacia arriba o hacia abajo incluso en la cantidad más pequeña, lo que da como resultado una alta densidad: hasta 292 pistas en película de 8 mm. La capacidad de ADR para leer o escribir las ocho pistas de datos simultáneamente hace posible lograr velocidades de transferencia impresionantes a velocidades relativamente bajas. El desgaste de la cinta es mínimo, y además es posible controlar y corregir errores tanto en dirección horizontal como vertical. El código de corrección de errores (ECC) utilizado aquí es mucho más eficiente que en los sistemas convencionales, donde el código de corrección de errores opera en una sola dimensión (la pista de datos). De hecho, ECC para ADR puede proporcionar una recuperación de datos del 200 % incluso si se destruyen hasta 24 de las 292 pistas a lo largo de toda la cinta.

CD-R y capacidad de disco

Un CD-R contiene una pista en espiral preaplicada dividida en bloques, con la dirección de cada bloque codificada directamente en el medio. La capacidad del formato de CD más utilizado se puede expresar como 74 minutos o 650 MB. Cada segundo de reproducción ocupa 75 bloques, por lo que un CD completo tiene una capacidad de 74 x 60 x 75 = 333.000 bloques.

La capacidad real de estos 333 mil bloques depende de lo que esté exactamente grabado en el disco: audio o datos. Esto se debe al hecho de que el audio tiene menos requisitos para una grabación sin errores y, por lo tanto, en este caso, se registra una menor cantidad de control y información redundante en cada bloque. Esto da como resultado una capacidad de bloque de 2353 bytes para audio (2048 para datos). Por tanto, un disco de 74 minutos tiene una capacidad de 783.226.000 bytes (746 MB) para audio, pero sólo 682.984.000 bytes (650 MB) para datos.

A finales de los años 1990. Comenzaron a aparecer soportes CD-R con una capacidad superior al máximo de 74 minutos permitido por los estándares Audio Compact Disc (Libro Rojo) o CD-ROM (Libro Amarillo). Estas tecnologías se denominan colectivamente sobregrabación de CD.

Se logró capacidad adicional reduciendo el paso de la pista, reduciendo las tolerancias de velocidad de escaneo y reduciendo la probabilidad de errores de escritura y lectura (esto introduce problemas de compatibilidad con dispositivos más antiguos o grabaciones de CD más antiguas).

El primero de estos formatos de alta capacidad ofrecía un tiempo de lectura de 80 minutos y contenía 360.000 bloques en lugar de los 333.000 habituales. En términos de volumen de datos, esto significaba 703 MB frente a los 650 MB de un CD estándar. Con el inicio del nuevo milenio, aparecen capacidades aún mayores en formatos de 90 y 99 minutos (aproximadamente 792 y 870 MB respectivamente). Cabe señalar que, dado que las marcas de tiempo en un CD están codificadas con un par de dígitos decimales, no es posible que el disco supere los 99 minutos de capacidad.

La sobregrabación requiere compatibilidad con el modo Disc-At-Once al escribir y que la grabadora de CD ignore la información de espacio libre que se encuentra en el disco no escrito (ATIP) y en su lugar utilice los datos pasados ​​desde el programa de escritura.

Superar la insuficiencia del buffer

A finales de 1999, las especificaciones se habían duplicado a 8x/24x, pero se produjo un problema conocido como insuficiencia de datos del búfer cuando la velocidad de la máquina y del MD comenzó a ir por detrás de la velocidad de los dispositivos CD-R (el dispositivo está listo para escribir al disco) , pero la información en el búfer de escritura ya está agotada y no hay "nada que escribir"; como resultado, el disco resulta dañado). Para evitar tales efectos, en primer lugar, comenzaron a utilizar la memoria caché ubicada en un reproductor de CD de grabación (tamaños de 256 KB a 2 MB) y, en segundo lugar, los dispositivos comenzaron a adaptarse a la velocidad del flujo de información, reduciendo o aumentando la velocidad de grabación.

La tecnología BURN-Proof (Buffer UndeRuN-Proof technology), propuesta por Sanyo, consiste en monitorizar constantemente el estado del buffer de datos del CD para que la grabación se detenga en un momento determinado si existe peligro de insuficiencia del buffer (por ejemplo, cuando el el llenado del búfer cae por debajo de un umbral específico) y luego se reanuda colocando el cabezal láser en el sector apropiado.

Plextor utiliza la tecnología Sanyo en combinación con su propio método "PoweRec" (Control de reducción de errores de escritura optimizado de Plextor). Aquí el proceso de grabación se pausa periódicamente (utilizando la tecnología BURN-Proof) para verificar la calidad de la grabación y decidir si aumentar o disminuir la velocidad de grabación.

estándar UDF

El estándar ISO 9660 utilizado por los discos CD-ROM y CD-R dificulta la adición de datos a los discos en pequeños fragmentos. La grabación de varias sesiones en el disco desperdicia aproximadamente 23 MB de espacio en el disco por sesión, y el estándar original limitaba el número de pistas que se podían grabar en el disco a 99. Estas restricciones se eliminaron en el estándar ISO 23346 Universal Disc Format (UDF) desarrollado por la Optical Storage Technology Association (OSTA). Este estándar es independiente del tipo de sistema operativo, está diseñado para escribir datos en medios ópticos, incluidos dispositivos CD-R, CD-RW y DVD, y utiliza una estructura de directorios rediseñada que permite al dispositivo escribir de manera eficiente un archivo (o "lotes"). ") a la vez.

El modo de grabación por lotes no es totalmente compatible con el sistema de archivos lógico ISO 9660, ya que requiere saber exactamente qué archivos se escribirán durante una sesión para completar las tablas de servicio FS (tablas de rutas y descriptores de volumen primario), que indican la ubicación física. de archivos en el disco.

UDF le permite agregar archivos a discos CD-R o CD-RW en partes de un archivo a la vez, sin un desbordamiento significativo de información de servicio, utilizando una técnica llamada "escritura de paquetes". En UDF, incluso si se sobrescribe un archivo, su dirección virtual permanece sin cambios.

Al final de cada sesión de grabación de paquetes, UDF escribe en el disco una "Tabla de asignación virtual" (IVA), que describe la ubicación física de cada archivo. Cada VAT recién creado incluye los datos del VAT anterior, lo que permite que la UDF ubique todos los archivos que alguna vez se hayan escrito en el disco.

A mediados de 2998, se habían lanzado dos versiones de UDF: UDF 2.02 (la versión utilizada en DVD ROM y DVD de vídeo) y UDF 2.5 (agrega soporte para CD-R y CD-RW). Windows 98 proporcionó soporte para UDF 2.02. Sin embargo, ante la falta de soporte para el sistema operativo UDF 2.5, se requirió un software UDF especial para la unidad para admitir la escritura por lotes en CD-R y CD-RW.

El primer ejemplo de este tipo de software fue DirectCD V2.0 (desarrollado por Adaptec), que admitía tanto la escritura por lotes como la eliminación aleatoria de archivos de medios CD-RW. DirectCD V2.0 proporcionó grabación de dos tipos de paquetes: longitudes fijas y variables. Los paquetes de longitud fija son más adecuados para los CD-RW para permitir la eliminación aleatoria de archivos.

Especificación de lectura múltiple

Las pistas grabadas en un disco CD-RW se leen de la misma manera que las pistas de un CD normal: detectando transiciones entre reflectancias bajas y altas y midiendo los espacios entre transiciones. La única diferencia significativa es que el coeficiente de reflexión es menor que el de los CD "correctos", por lo que es posible que los medios CD-RW no sean legibles en muchas unidades de CD-ROM o reproductores de CD más antiguos.

Tenga en cuenta que las especificaciones originales para los CD requerían que las reflectancias de la superficie y los huecos del disco fueran un mínimo del 70% y un máximo del 28%, respectivamente. Estos requisitos se introdujeron para garantizar una lectura fiable de datos mediante fotodiodos de la década de 1980.

Actualmente, debido a la mejora de la electrónica, estos requisitos resultan excesivamente elevados.

Un disco CD-RW tiene una reflectancia superficial del 25-25%. Por lo tanto, el sistema CD-RW opera en un rango de reflectancias igual a ⅓ de las de la especificación del CD original. Sin embargo, para los fotodiodos modernos esto no supone ningún problema; basta con amplificar la señal eléctrica.

La especificación "MultiRead", compilada por Philips y Hewlett Packard y luego respaldada por la Asociación de Tecnología de Almacenamiento Óptico (OSTA), proporciona los ajustes necesarios para abordar cualquier problema de compatibilidad.

Además, los niveles de reflectancia máximo y mínimo de un disco CD-RW cumplen con los requisitos de la especificación de CD para una modulación mínima del 60%. La tecnología de cambio de fase para CD-RW es prácticamente independiente de la longitud de onda del láser de escritura-lectura.

Los discos CD-RW se pueden leer tanto con láseres utilizados en sistemas de DVD (longitud de onda de 650 nm) como con láseres utilizados en unidades de CD convencionales (780 nm).

Monte Rainiero

La especificación, propuesta por el grupo Mount Rainier (liderado por los líderes de la industria Compaq, Microsoft, Philips Electronics y Sony), tenía como objetivo hacer que el uso de medios CD-RW sea similar al de los HDD o HDD, en particular, para realizar operaciones en una manera de remolque de datos con el apoyo del sistema operativo (“arrastrar y soltar”). La especificación Mount Rainier contiene los siguientes elementos clave:

• Monitoreo de hardware de áreas defectuosas en el disco. Aunque la mayoría de los programas de grabación de CD-RW por lotes utilizan las capacidades de monitoreo de defectos de UDF 2.5, el problema es que el software debe tener información completa sobre las áreas defectuosas del disco. El enfoque de Mount Rainier es tener control de hardware de modo que si una aplicación intenta escribir en un sector "malo", ese sector quedará "oculto" y se ofrecerá uno alternativo;
• direccionamiento lógico de un registro de 2 KB. Mientras que CD-RW utiliza un tamaño de bloque de 64 KB, Mount Rainier requiere soporte para direccionamiento lógico de 2 KB, manteniendo así las unidades de CD-RW en línea con otros sistemas de almacenamiento que se basan en direccionabilidad de 4 o 2 KB;
• formato de fondo. Mount Rainier elimina tanto los retrasos como la necesidad de utilizar software fuera del sistema operativo o software de escritura en disco (normalmente asociado con el formateo de medios CD-RW). El formateo ahora se realiza como una tarea en segundo plano, invisible para el usuario.

tecnología OSD

El objetivo de la tecnología de superdensidad óptica (OSD) era desarrollar medios de almacenamiento magnetoópticos extraíbles de alta capacidad (40 GB o más) que tuvieran la confiabilidad para cumplir con los requisitos ISO actuales para ML y lograr velocidades de transferencia de datos competitivas con el disco duro ( 30 MB/c) y proporcionaría un coste menor por megabyte de memoria que otras tecnologías ópticas y magnéticas. En la primavera de 1999, Maxoptix Corporation, un fabricante líder de unidades MO, anunció la creación de la tecnología OSD.

El logro de los objetivos del proyecto se basó en una serie de tecnologías innovadoras:

• La tecnología OverCoat Incident Recording (OCIR) coloca una capa de grabación sobre un sustrato (similar a un disco duro) y utiliza una capa acrílica transparente y gruesa similar a la capa protectora en la parte posterior de un CD o DVD. El recubrimiento OSD es más de 2000 veces más grueso que el del disco duro y la cinta, pero mucho más delgado que el sustrato utilizado en los medios MO convencionales. Debido a que esto permite colocar la lente mucho más cerca de la capa de grabación del disco, el OSD puede utilizar la apertura numérica más alta de la lente, lo que resulta en densidades de grabación de datos mucho más altas;
• Grabación de superficie masiva: grabación de matriz de superficie (SAR), que utiliza cabezales de lectura/escritura independientes en ambos lados del medio para permitir el acceso a ambos lados del disco simultáneamente. Esto difiere del MO tradicional, donde los usuarios se ven obligados a cambiar los medios para leer los datos almacenados en el lado opuesto del disco;
• La modulación de campo magnético (MFM) evita las limitaciones inherentes al uso tradicional de polarización al grabar datos en un disco MO. Al utilizar un pequeño cabezal magnético muy cerca del disco, la polaridad del campo magnético se puede cambiar a la frecuencia más alta; Súper resolución magnética (MSR): el uso de MFM cambia el factor limitante de la densidad de grabación de la longitud de onda del láser a la capacidad de resaltar marcas de lectura individuales utilizando un punto de haz que puede abarcar varias marcas.

Formatos de DVD grabables

Hay cinco versiones de DVD grabables:

• DVD-R normal;
• DVD R autorizado;
• DVD RAM (regrabable);
• DVD-RW;
• DVD+RW.

Todos los formatos de DVD grabables incluyen un conjunto de especificaciones que definen las características físicas del entorno de grabación. Este nivel de operación es la "capa física del medio", y la capacidad de leer un disco en un reproductor o unidad en particular depende de su capacidad para admitir la capa física adecuada, independientemente de los datos que se escriban. La especificación del contenido en sí está sujeta a múltiples "capas de aplicación" según lo define el DVD Forum. Por ejemplo, las películas típicas se publican en discos ROM (capa física) y utilizan el formato de vídeo DVD (capa de aplicación).

Todos los reproductores de grabación pueden leer discos DVD ROM, pero cada uno utiliza un tipo diferente de disco para grabar. DVD R, que se introdujo en 1997, sólo se puede escribir una vez (sólo secuencialmente), mientras que los discos DVD RAM, DVD RW y DVD+RW se pueden reescribir miles de veces.

DVD RAM fue el primer formato regrabable que llegó al mercado en el verano de 1998. Este formato es más adecuado para grabar datos de computadora desde formatos de DVD regrabables para usar en computadoras, ya que admite la derivación de defectos y el formato de zona CLV (velocidad lineal constante). Sin embargo, no es compatible con la mayoría de los reproductores (debido a diferencias en la reflectividad del disco y el formato menor). diferencias).

Los formatos DVD RW y DVD+RW representan un desarrollo evolutivo de las tecnologías CD-RW y DVD R existentes y, por lo tanto, proporcionan una mejor compatibilidad con el resto de la familia de productos CD/DVD. DVD RW apareció por primera vez en Japón a finales de 1999 y no se utilizó en ningún otro lugar hasta 2002. DVD+RW sufrió muchos inicios en falso y apareció a finales de 2002.

Proyecto Ciempiés (Ciempiés)

A finales de 1999, el Laboratorio de Investigación de IBM en Zurich reveló el concepto de que los sistemas micro y nanomecánicos podrían competir con los dispositivos electrónicos y magnéticos en el campo de los dispositivos de almacenamiento de alta capacidad. En lugar de escribir bits mediante puntos magnetizantes en la superficie de un disco, el nuevo dispositivo "Millipede" funde pequeñas depresiones en la superficie del medio.

La tecnología utiliza "patas" (puntas) montadas en los extremos de pequeños brazos para escanear pequeños detalles de la superficie. Las puntas del “ciempiés” (2024 = 32 x 32 en número) se calientan mediante un pulso eléctrico a 750 F (400 ° C), que es suficiente para fundir un agujero en la película superficial del polímero del disco. Las puntas dejan agujeros de 30 a 50 nm de tamaño, cada uno de los cuales representa un bit. Para leer los datos, el ciempiés determina si la "pata" está en el agujero registrando la temperatura de la consola.

Tecnológicamente, el elemento de escritura-lectura está formado por un conjunto de 64 x 64 = 4096 micropalancas, que ocupan 6,4 x 6,4 mm2 y están colocadas sobre un chip de silicio (20 x 20 mm2), fabricado con una nueva tecnología que permite la comunicación directa de los micro. -palancas con electrónica CMOS. Las micropalancas tienen calentadores separados para escritura y lectura y un accionamiento electrostático para el movimiento en la dirección del eje z.

Se pueden lograr altas velocidades de procesamiento de datos mediante el trabajo conjunto de una gran cantidad de pequeñas “patas”. IBM cree que este método eventualmente permitirá alcanzar densidades de almacenamiento de 500 Gb/in2.

Tecnología de grabación HD

Sanyo Electric Co., Ltd. (Japón) anunció el lanzamiento de la nueva tecnología BURN-Proof, que resolvió el principal problema de la grabación en discos R CD-R/DVD y mejoró radicalmente las características de las grabadoras de CD/DVD. Sobre esta base, Sanyo ha desarrollado una tecnología de grabación de alta densidad: ahora es posible guardar 2,4 GB de datos en un disco CD-R normal de 700 MB.

La nueva tecnología se llama "HD-burn" (High Density Burn): grabación de alta densidad. Para implementar el nuevo método, se creó un nuevo accionamiento combinado Sanyo SuperCombiDrive CRD-DV2. Enumeremos las características de esta tecnología.

Los discos CD-R normales pueden grabar una cantidad estándar de información: hasta 0,7 GB. Además, los discos son totalmente compatibles con unidades de CD y DVD.

Los discos CD-R convencionales pueden almacenar el doble de información: hasta 2,4 GB. Al mismo tiempo, los discos son totalmente compatibles con las unidades de DVD, teniendo en cuenta la introducción de cambios en el firmware.

En el modo de grabación HD, se alcanza una velocidad de escritura de 36x y una velocidad de lectura de 80x.

La tecnología de grabación BURN-Proof es compatible sin limitación. El modo de grabación HD también admite discos CD-RW. Esto logra una velocidad de grabación de 24x. El trabajo con la grabadora de grabación HD es compatible con varios paquetes de software populares, incluido Nero Burning ROM (fabricado por Ahead Software). El modo de grabación HD no puede grabar discos en formato CD-DA (CD de audio).

Los discos grabados con tecnología de alta densidad no podrán leerse en las unidades de CD.

Un disco grabado con tecnología de grabación HD contendrá 30 minutos de vídeo de alta calidad (similar al vídeo DVD) con una resolución de 720 x 576 píxeles.

La esencia de la tecnología de grabación de alta densidad es el uso de dos nuevos principios que le permiten grabar el doble de información en un medio convencional: un disco CD-R:

• la longitud del hoyo (marca) en el disco se reduce a 0,62 micrones (para un CD normal: 0,83 micrones). Esto significa que la grabación en HD aumenta la capacidad del disco en 2,35 veces. Se eligió el valor de 0,62 µm para que los reproductores de vídeo DVD y las unidades de DVD ROM existentes pudieran leer discos grabados en HD con actualizaciones menores;
• Se utiliza un sistema de corrección de errores diferente: en lugar de CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code), se utiliza RS-PC (RS-PRODUCT Code) con modulación 8-26, lo que aumenta la capacidad otras 2,49 veces. Según Sanyo, el nuevo sistema de corrección de errores RS-PC no sólo es más compacto, sino también significativamente más eficiente que CIRC. Como resultado, la capacidad de un CD grabado en modo de grabación HD es 2 veces mayor que la capacidad de un CD grabado en modo normal: 2,49 x 2,35 = 2,0225.

El paso en espiral (avance de pista) y el área de grabación siguen siendo los mismos, lo que permite el uso de discos CD-R normales. Otras tecnologías de grabación de alta densidad requieren cambios en las características físicas de los medios. Por ejemplo, la tecnología DDCD (Double Density Compact Disc) de Sony no puede funcionar con discos normales. La Figura 3.35, c muestra una comparación de la longitud del hoyo de un disco HD-Burn con discos CD y DVD normales.

formatos de DVD

Hay cinco formatos físicos (o libros) de DVD, que no se diferencian mucho de los distintos "tonos" del CD:

• DVD ROM es un medio de almacenamiento de sólo lectura de alta capacidad;
• El vídeo DVD es un medio de almacenamiento digital para películas;
• Audio DVD: sólo para almacenamiento de audio; formato tipo CD de audio;
• DVD R: escribe una vez, lee muchas veces; formato similar al CD-R;
• DVD RAM es una versión regrabable (borrable) de DVD, que fue la primera en aparecer en el mercado y posteriormente encontró como competidores los formatos DVD RW y DVD+RW.

Al tener el mismo tamaño que un CD estándar (diámetro 220 milímetros, grosor 2,2 mm), los DVD proporcionan hasta 27 GB de almacenamiento con velocidades de transferencia más rápidas que los CD-ROM, tiempos de acceso similares a los de los CD-ROM y vienen en cuatro versiones:

• DVD 5: disco de una sola cara con una capacidad de 4,7 GB;
• DVD 9: disco de doble capa de una cara de 8,5 GB;
• DVD 20: disco de una sola capa de doble cara de 9,4 GB;
• DVD 28: capacidad de hasta 27 GB en un disco de doble cara y doble capa.

Además, existe un proyecto para el formato DVD 24, dos capas por una cara y una por la otra, que, al ser más fácil de producir, sustituirá al DVD 28 hasta que se cumpla plenamente su necesidad.

Es importante reconocer que además de los cinco formatos físicos, el DVD también tiene muchos formatos de aplicaciones como DVD de vídeo y DVD de audio.

1. Nombre general de los medios de almacenamiento ópticos (láser).
2. El nombre de los discos ópticos destinados a la grabación y reproducción digital de obras musicales (CD-DA) a través de un dispositivo de reproducción especial (reproductor de CD).

Todos los formatos de discos compactos se remontan a los discos de audio CD-DA (Compact Disc – Digital Audio), que aparecieron a mediados de la década de 1970 como sustituto de los discos de vinilo. El inicio de la producción industrial de discos compactos se remonta a 1983. Actualmente, los discos ópticos son uno de los medios más fiables y económicos para el almacenamiento a largo plazo (decenas de años) de datos en formato digital.

dispositivo de CD

El diámetro de un CD suele ser de 4,5 pulgadas (120 mm), pero hay disponibles discos de menor diámetro, de 3,25 pulgadas. El espesor del disco es de 1,2 mm, el diámetro del orificio central es de 15 mm.

Un disco compacto óptico consta de una base transparente y duradera (policarbonato o cloruro de polivinilo), capas reflectantes y protectoras. Como superficie reflectante se suele utilizar una capa de aluminio pulverizado (menos comúnmente oro). La información digital se representa en una superficie reflectante alternando hoyuelos (puntos no reflectantes) y áreas que reflejan la luz.

Un CD tiene una sola pista física en forma de espiral continua que va desde el centro hasta el borde. Se colocan 6000 vueltas de vía por 1 cm. De acuerdo con los estándares aceptados, la superficie del disco se divide en tres áreas principales: el directorio de entrada (Lead in), que contiene la tabla de contenidos (TOC), direcciones de grabación, número de títulos, volumen de grabación (tiempo), nombre del disco; área de datos; directorio de salida (Lead out), que contiene la marca de fin de disco. Todos los formatos de CD utilizan formato físico. sectores 3234 bytes de tamaño, de los cuales 882 bytes están destinados a datos auxiliares utilizados para el control y corrección de errores. Los sectores se agrupan en lógica. pistas, información sobre la cual se coloca en el TOC.

Los datos digitales se escriben en un CD estampándolos desde una matriz (CD-ROM de fábrica) o en unidades de CD-RW especiales mediante un rayo láser. Los datos también se leen mediante un rayo láser, luego se convierten de formato digital a analógico y se reproducen. La capacidad de los discos CD-ROM/R/RW estándar de tamaño normal es de 650 a 700 MB (74 a 80 minutos para grabaciones de audio CD-DA). El tiempo de acceso a datos para diferentes modelos oscila entre 80 y 400 ms.

sistemas de archivos de CD

El estándar principal que define el formato lógico y de archivo para la grabación de CD es la especificación internacional ISO 9660 (anteriormente llamada High Sierra). Para ser compatible con varios dispositivos de lectura y sistemas operativos, este estándar contiene restricciones importantes (por ejemplo, la longitud de los nombres de archivos es de hasta 8 caracteres). Posteriormente, el estándar se amplió para incluir tres niveles de intercambio (Nivel 1, 2, 3), lo que permitió que ISO 9660 Nivel 2 y Nivel 3 eliminaran muchas de las restricciones sobre la denominación de archivos y la estructura de directorios. En los sistemas operativos a partir de Microsoft Windows 95 y NT, el formato Joliet también es compatible y permite el uso de nombres de archivos largos. También existe un sistema de archivos UDF (Universal Disk Format; ISO 13346) que permite tratar los CD grabables como unidades de disco normales.

estándares de CD

Los estándares de CD, que reflejan la historia del desarrollo de esta tecnología, se describen en especificaciones, que tradicionalmente se denominan "libros en color".

Red Book es el estándar original desarrollado por Philips y Sony para discos de música CD-DA (Compact Disc-Digital Audio). El estándar te permite grabar hasta 99 pistas de música con una duración total de 74 minutos. Existe una extensión de este estándar CD-Text, que le permite agregar información de texto adicional sobre obras e intérpretes. El “Libro Rojo” determinó la estructura física del sector de CD. Cada sector CD-DA contiene 2352 bytes de datos de audio, así como datos de corrección (Códigos de detección de errores (EDC) y Códigos de corrección de errores (ECC)) y de control que contienen información sobre el número de pista, su duración y permite ir al principio. de cualquier pista. Además, el "Libro Rojo" define el dispositivo del CD y el cabezal láser, los estándares de modulación y corrección de errores, el formato de grabación de datos, etc.

El Libro Amarillo contiene extensiones del Libro Rojo que describen el estándar CD-ROM (Disco compacto - Memoria de sólo lectura) desarrollado por Philips y Sony para grabar diversos datos en formato digital en CD (para usar en una PC). El formato de CD-ROM estándar se llama Modo 1. Dentro de cada sector del disco, además de los datos del usuario, se almacena información para la detección y corrección de errores: EDC / ECC, datos de sincronización. Una extensión del estándar CD-ROM fue el conjunto de estándares CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture) desarrollado por Philips, Sony y Microsoft para almacenar y reproducir datos multimedia en CD-ROM. De acuerdo con la arquitectura ampliada, los bloques de grabación de datos de audio se encuentran entre bloques de grabación de texto, gráficos o vídeo. Esto hace posible verlos y escucharlos simultáneamente cuando se reproducen grabaciones. Los formatos CD-ROM XA se utilizan para Kodak PhotoCD y VideoCD (formato CD-I Bridge), Karaoke CD y Sony PlayStation CD.

Green Book es un formato CD-I (CD-Interactivo) desarrollado por Philips para aplicaciones multimedia interactivas. La producción de discos CD-I se inició en el Reino Unido en mayo de 1992 por Philips, Sony y Matsushita. El estándar permite la grabación de datos mixtos (sonido, vídeo, imágenes, otros tipos de datos) y prevé la posibilidad de interacción interactiva con el usuario. Se utiliza para grabar VideoCD en formato MPEG. El formato Hybrid CD Bridge define un método para escribir datos CD-I en discos CD-ROM XA, lo que permite leerlos en cualquier unidad compatible con CD-ROM XA.

El Libro Naranja define los estándares para los discos compactos grabables. La Parte I del libro define el Disco Compacto – Magnetoóptico (CD-MO). La Parte II es un CD para grabación única (Disco compacto: escritura una vez, CD-WO; Disco compacto: escritura una vez, lectura muchas veces, CD-WORM), que más a menudo se denomina CD-R (grabable). Durante el proceso de grabación en dichos discos, el rayo láser modifica irreversiblemente la superficie del disco, permitiéndole posteriormente leer únicamente los datos que contiene. En un disco de este formato, entre las capas reflectante y protectora hay una capa de tinte orgánico, que el láser quema durante el proceso de grabación. La Parte III define un disco borrable (regrabable) (Disco compacto - Erasable, CD-E), que se llama CD-RW (ReWritable). En la primera mitad de 1997, Ricoh, Philips Electronics, Sony Electronics y Hewlett-Packard anunciaron planes para lanzar CD-RW y las primeras unidades para ellos. Las primeras versiones de las unidades de CD-RW Ricoh tienen una interfaz SCSI-2 y proporcionan velocidades convencionales: al escribir, 2x, al leer, 6x. Una de las formas de implementar discos regrabables se basa en utilizar un cambio en la estructura de los materiales plásticos que recubren los discos en una zona de calentamiento en miniatura, y al mismo tiempo las características de reflexión del haz en el punto correspondiente. Los datos se escriben y leen mediante un rayo láser de intensidad variable. La restauración de la estructura original de la superficie del disco para borrar la grabación realizada también se realiza calentando, pero a una temperatura diferente, que corresponde al punto de fusión del material de recubrimiento del disco. Otro método se basa en el uso de las propiedades del compuesto de cobalto con gadolinio para cambiar la polarización de la señal reflejada en condiciones similares a las descritas anteriormente. Cuando la radiación láser reflejada se lee a través de filtros polarizadores, estos cambios se convierten en señales eléctricas. Los CD-RW modernos pueden soportar decenas de miles de ciclos de borrado y escritura; sin embargo, la confiabilidad del almacenamiento de datos en los CD-RW (especialmente cuando el disco se reescribe repetidamente) es algo menor que en los discos CD-R estándar; Además, la velocidad máxima de escritura de los discos CD-R suele ser mayor que la velocidad de escritura de los CD-RW. El Libro Naranja distingue entre grabación de una sola sesión (Disc-at-Once, DAO) y grabación secuencial de múltiples sesiones (Track-at-Once, TAO) de un disco. En el primer caso, los datos se escriben en el disco completamente de una vez; en el segundo caso, los datos se pueden agregar en varias sesiones, en cada una de las cuales se crea una tabla de contenido (TOC) actualizada. Algunas unidades y reproductores de CD-ROM más antiguos no pueden leer discos multisesión. Para escribir datos en CD, necesita tener una unidad adecuada, discos vírgenes del formato adecuado y software de escritura.

El Libro Blanco define el formato Vídeo CD, también llamado Vídeo Digital (DV). El formato fue desarrollado por Matsushita, JVC, Sony y Philips. Los discos de vídeo son un tipo de disco CD-ROM XA. Pueden grabar unos 70 minutos de vídeo en el estándar MPEG-1 con una pista de audio con calidad de CD. Actualmente, se utiliza cada vez más el DVD en lugar del estándar Video CD.

Blue Book define el formato de un disco compacto de música mejorado (CD de música mejorada, CD-Extra, CD-Plus), que puede contener pistas de audio y archivos de computadora grabados secuencialmente en 2 sesiones. Estos discos se pueden escuchar en cualquier reproductor de discos de audio.

Actualmente, los discos compactos como DVD, que son superiores a los CD normales en capacidad, velocidad de lectura/escritura y otros indicadores. La lectura de DVD requiere unidades especiales ( unidades de DVD en un PC), que, por regla general, son capaces de leer tanto datos de CD-ROM como de CD-R/RW. Hay formatos de DVD grabables (DVD-R, DVD+R) y regrabables (DVD-RW, DVD+RW). Originalmente destinados a la distribución de películas de vídeo, los DVD ahora se utilizan ampliamente para almacenar e intercambiar diversos tipos de datos. Las capacidades de los DVD varían desde 4,7 (disco de una cara y una sola capa) hasta 17 (disco de doble cara y dos capas) GB.