Opslagmedia
EHBO Syllabus
8.1
Hoofdstuk 8.Opslagmedia 1.
Definitie • Er bestaan verschillende materialen en media om gegevens op te slaan, die elk apart worden behandeld. • De opslagmedia zijn in korte tijd sterk geëvolueerd. Waar vroeger vooral schijven werden gebruikt, worden tegenwoordig vooral memory-sticks en externe schijven gebruikt. Aangezien de schijven het oudste medium zijn, zullen wij die hier eerst bespreken. • Bij de uitneembare schijven zijn er schijven die vooraf beschreven (gedrukt) zijn en ook beschrijfbare uitneembare schijven. • Onder die schijven vallen CD’s, DVD’s en Blu-Ray en alle afgeleide en verwante schijfsoorten.
CD-ROM 1.
Beschrijving • CD-ROM dataformaat (ISO 9660) is een dataformaat-standaard bepaald in 1984 • Bestandsnamen zijn beperkt tot letters, cijfers van 0 tot 9 en het underscore teken, “_”. • Niets anders is toegelaten. • Mapnamen kunnen maximum uit 8 tekens bestaan (geen extensies) en maximum 8 niveaus van submappen zijn toegestaan. • CD-ROM’s die niet aan die standaard beantwoorden kunnen mogelijk niet gelezen worden door oudere CD-ROM lezers. • Elke CD heeft een inhoudstafel [table of contents (TOC)] die informatie bevat over de sporen (tracks). • Het ISO 9660 bestandsformaat voor CD en CD-R schijven liet niet toe om gegevens in kleine pakketten toe te voegen. • Wanneer dus verschillende sessies naar één disk werden geschreven, werd bij elke sessie ongeveer 13 Mb schijfruimte verspild, en konden maximaal 99 sporen op een schijf worden gezet.
Bart Heymans
α 8.1
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
8.2
Opslagmedia
EHBO Syllabus
• Door de UDF (Universal Disc Format) standaard, opgesteld door de OSTA (Optical Storage Technology Association) werden deze problemen opgelost. • CD’s zijn 12 cm in diameter met een 15 mm diameter centrale opening. • De gegevens worden opgeslagen vanaf radius 25 mm (na de lead-in) tot radius 58 mm maximum (voor de lead-out). • De Oranje Book CD-R standaard verdeelt de CD in twee gebieden: de System Use Area (SUA) en de Information Area. • De SUA is zoals de boot sector van een harde schijf, en beslaat de eerste 34 millimeter van CD oppervlakte. • De Information Area vormt de algemene opslagruimte. • De SUA duidt aan welke soort informatie de CD lezer kan verwachten, en het formaat waar de informatie uit bestaat. • Het is opgedeeld in twee delen: de Power Calibration Area (PCA) en de Program Memory Area (PMA): • De Information Area, het gebied van de schijf dan data bevat, is opgedeeld in drie gebieden: ÎÎDe ‘Lead-in’ bevat digitale stilte in het hoofdkanaal en de inhoudstafel [Table of Contents (TOC)]. ÖÖDe inhoudstafel laat toe aan de CD-lezer om de putjes in de CD te situeren en de audio- of computergegevens te synchroniseren vóór de start van het programmagebied. ÖÖDe lengte van de lead-in wordt bepaald door de ruimte die nodig is om de inhoudstafel van maximum 99 sporen op te staan. ÖÖDe TOC geeft de startpositie en de lengte van de sporen op de schijf aan. ÖÖDe TOC is aanwezig op alle schijven, anders kan een schijf niet gelezen worden. ÖÖBij gegevens CD’s geeft de TOC informatie over de mappen. ÎÎHet zogenaamde Program Area kan tot 76 minuten van gegevens bevatten. ÖÖHet is verdeeld in maximaal 99 sporen. ÖÖOp een CD wordt elke byte in 14 bits omgezet, om het effect van storingen te verminderen. ÖÖHet hele proces om de gegevens op te slaan, en fouten te vermijden en te verbeteren, en de gegevens leesbaar te slaan, is natuurlijk veel complexer dan hier wordt beschreven. ÎÎDe Lead-out, het laatste deel van de CD bevat digitale stilte of zero data. ÖÖDit is het einde van het Program Area van de CD. • Natuurlijk is de hele structuur van de CD, en bij uitbreiding van de DVD nog veel complexer dan hier beschreven, en is voortdurend blijven evolueren.
Bart Heymans
α 8.2
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
Opslagmedia
2.
EHBO Syllabus
8.3
Soorten schijven naar gebruik • Zowel bij CD’s, DVD’s en Blu-Ray schijven kan men een onderscheid naar gebruik maken. • Er zijn CD’s, DVD’s en Blu-Ray’s die enkel (computer) gegevens bevatten, bestanden, documenten, foto’s. • Deze kunnen enkel op een computer afgespeeld worden, • Sommige van deze gegevens (foto’s, filmfragmenten) kunnen op een speler die ook die formaten ondersteund getoond worden. • Andere schijven bevatten audio en video. • CD-schijven bevatten meestal 74 of 80 minuten audio, of 650 MB tot 700 MB gegevens. • Een audio schijf verschijnt ‘leeg’ in de verkenner. Sporen lijken 0 bytes groot. • Videoschijven kunnen wél in de computerbekeken worden.
3.
De verschillende types van CD’s
• CD-R (CD-Recordable) is de afkorting van Compact disk - recordable. ÎÎZij kunnen eenmaal beschreven, en onbeperkt gelezen worden. ÎÎHet voordeel van gewone CD-R’s tegenover andere optische schijven (zoals vroeger de optische disk) is dat de meeste gewone standaard CD spelers de CD’s kunnen lezen. ÎÎNiet alle gewone CD spelers, vooral oudere CD spelers in merkcomputers, hebben problemen met CD-R schijven. ÎÎHet nadeel van CD-R schijven is dat een schijf, eenmaal beschreven, niet meer opnieuw kan veranderd worden. • CD-RW (CD Rewritable) schijven, is een formaat waarbij schijven kunnen worden uitgeveegd en opnieuw gebruikt. ÎÎOok hier weer zien we dat niet alle CD spelers CD-RW schijven ondersteunen. • CD spelers die ook gegevens kunnen schrijven noemt men CD recorders. Alle CD recorders kunnen CD’s en CD-ROM’s lezen. • CD’s die men in winkels kan kopen worden met een drukproces gemaakt. CD-R’s worden door middel van een laser gebrand, en zijn gevoeliger aan extreme temperaturen en zonnelicht. • Men kan niet naar CD’s schrijven zoals naar floppy diskettes; om naar CD ’s te schrijven heeft men bepaalde software nodig • Men kan ook niet met een DVD schrijver na een CD schrijven, omdat beide formaten te verschillend zijn • -Opbouw van een CD-R: ÎÎer zijn verschillende lagen bij de opbouw van een CD-R, van boven naar onder ÖÖeventueel een label ÖÖeventueel een krasbestendige laag Bart Heymans CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein α 8.3 19, 9300 AALST
8.4
Opslagmedia
EHBO Syllabus
ÖÖeen laklaag door UV behandeld ÖÖeen laag die stralen weerspiegelt (van goud of zilver) ÖÖorganische polymeer kleurstof, polycarbonaat substraat of doorzichtige plastiek.
opmerking: de goudlaag is zeer gering (ongeveer tussen 50 en 100 nanometer) • Disks worden beschreven van binnen naar buiten • De opbouw van een CD-RW verschilt van die van een CD-R; men heeft dus ook in een CD-schrijver verschillende mechanismen nodig om een CD-R en een CD-RW te schrijven. • Opbouw van een CD-RW: ÎÎer zijn verschillende lagen bij de opbouw van een CD-RW, van boven naar onder ÖÖeventueel een label; ÖÖeventueel een krasbestendige laag; ÖÖeen laklaag door UV behandeld; ÖÖeen weerspiegelende laag uit aluminium; ÖÖbovenste di-electrische laag; ÖÖopneemlaag; ÖÖonderste di-electrische laag; ÖÖorganische polymeer kleurstof, polycarbonaat substraat of doorzichtige plastiek. • Er zijn nog verschillende andere formaten, die elk hun eigen samenstelling hebben waaronder de volgende: ÎÎCD-DA met “Compact Disc Digital Audio” logo. ÎÎCD+G met “CD Graphics” (of CD-EG “Extended Graphics”) erop. ÎÎCD-i discs met “Compact Disc Interactive” logo. ÎÎVideoCD met “Compact Disc Digital Video” logo en of de woorden “VideoCD”. ÎÎPhotoCD discs dikwijls met de woorden “Kodak PhotoCD”. ÎÎSVCD met “Super Video CD” logo (de woorden “Super Video” onder de standaard CD logo). • HDCD (High Definition Compatible Digital) met een“HDCD” logo. Voor HDTV • SACD (Super Audio Compact Disc) deze kunnen twee lagen hebben één voor audio en een voor higher fidelity audio. • DTS (Digital Theater Surround) CD’s zijn gelijk normale CD’s, maar gebruiken DTS encoding in plaats van PCM. • MiniDiscs, of MDs, zijn kleine (64 mm) schijven die ongeveer 140 MB of gegevens of 160 MB of audio bevatten.
Bart Heymans
α 8.4
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
Opslagmedia
4.
EHBO Syllabus
8.5
Copyright en bescherming • Gewone CD’s bevatten meestal een bescherming tegen kopiëren (vroeger zelden; nu meer en meer voorkomend): • De meest eenvoudige bescherming bestaat uit een holografisch logo tegen massanamaak • Andere schema’s zitten in de structuur van de schijf zelf • Sony heeft in het jaar 2005 CD’s uitgebracht met speciale bescherming “rootkit”; ÎÎdeze CD’s installeren speciale software op Uw computer; ÎÎdeze software is zeer moeilijk op de computer te detecteren en kan door gewone antivirus programma’s niet worden ontdekt; ÎÎbijkomend werd deze software door hackers gebruikt om in systemen binnen te dringen en deze over te nemen; ÎÎer was daartegen veel protest en deze systemen werden door Sony opgegeven; ÎÎechter CD’s van het jaar 2005 (+/-) bevatten nog steeds dit systeem en kunnen de computer waarop ze worden afgespeeld in gevaar brengen; ÎÎSony heeft dan een programma uitgebracht om deze “rootkit”te verwijderen; deze gaf op zijn beurt ook weer problemen; beter dus deze CD’s te vermijden. • Voor een lijst van de betroffen CD’s: ÎÎhttp://cp.sonybmg.com/xcp/english/titles.html ÎÎhttp://www.eff.org/deeplinks/archives/004144.php
• SCMS beveiliging
• SCMS ‘Serial Copy Management System), laat gebruikers toe een kopie van een origineel te maken, maar geen kopie van een kopie. • Bij analoge opslag (audio cassette, VHS video tape), was dit overbodig omdat elke kopie telkens slechter was dan hetgeen waarvan men kopieerde.
5.
Schrijven naar een CD
• Telkens gegevens naar een schijf worden geschreven in een geheel spreekt men van een multisessie disk; elke sessie moet worden afgesloten vooraleer men de CD kan afspelen op een gewone audio- cd speler of CD-ROM speler; nieuwe informatie wordt steeds in een nieuwe sessie weggeschreven (veel extra ruimte) • Multisessie disks kunnen problemen geven met gewone audio- cd spelers daarom worden de meeste audio CD’s in eenmaal beschreven • -De tijd nodig om een CD te beschrijven hangt af van het aantal gegevens dat men moet schrijven en de snelheid van de schrijver: ÎÎbijvoorbeeld: ÖÖ650 MB of +/- 74 minuten bij 1x, ÖÖ37 74 minuten bij 2x, ÖÖ 19 74 minuten bij 4x, Bart Heymans CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein α 8.5 19, 9300 AALST
8.6
Opslagmedia
EHBO Syllabus
ÎÎmet een minuut of 2 om de schijf te “finalizeren”. (Dit heeft tot gevolg dat een dubbele snelheid niet noodzakelijk dubbel zo snel is) • Het verschil tussen disc-at-once en track-at-once: ÎÎ-disc-at-once (DAO) ÖÖschrijft de hele CD in eenmaal, mogelijk in verschillende tracks (sporen) ÖÖhet branden moet dus in eenmaal zonder onderbreking gebeuren; ÖÖen verdere informatie kan niet worden toegevoegd. ÎÎ-Track-at-once (TAO) ÖÖlaat toe om de CD schrijven in verschillende malen. ÖÖer zijn wel beperkingen voor minimum lengte van de track, en maximaal 99 tracks kunnen worden geschreven ÖÖsommigen CD spelers zullen bij Track-at-once tussen de verschillende sporen een vervelende klik laten horen, de meeste zullen er echter rekening mee houden en geen hoorbaar verschil geven. • De meeste programma’s laten ook toe om onmiddellijk naar de CD te schrijven of om naar een bestand (image) te schrijven en dit bestand dan later nog naar CD over te brengen. • Voordeel van een bestand (image): men kan later schrijven als de computer niet met andere programma’s bezig is; minder buffer underruns en grotere flexibiliteit
Opmerking: vroeger waren buffer-underruns een groot probleem; de oorzaak was dat er sneller naar de schijf werd geschreven dat informatie aangebracht om te schrijven (Men zou het kunnen vergelijken met een watervoorraad die sneller leegloopt dan dat er water bijkomt). Met de huidige software komen buffer-underruns zelden voor • Nadeel van een bestand (image): men heeft veel ruimte op de harde schijf nodig • Fouten in het schrijven van CD’s geeft aanleiding tot fouten en ruis die men ‘jitter’ noemt • Vooraleer men CD’s en DVD’s op bepaalde toestellen kan lezen moet men ze finalizeren. • Een schijf die niet gefinaliseerd is, is ‘open’ • Alle gegevens worden in de huidige sessie geschreven. Bij het eindigen van het schrijven wordt de huidige sessie gesloten en een nieuwe lege sessie geopend, wanneer men een multisessie disk wil schrijven. • Als geen nieuwe sessie kan geschreven worden, is de schijf gesloten en kunnen geen gegevens toegevoegd worden, de schijf is gesloten. • Het proces dat een schijf van ‘open’ naar ‘gesloten’ verandert, heet finalisatie • Bij een open schijf zijn ook de lead-in en lead-out nog niet geschreven. • Bij een open sessie wordt de TOC, die aanduidt waar de tracks (sporen) meten gezocht worden, op een speciale plaats, de Program Memory Area(PMA), geschreven die enkel door schrijvers kan gelezen worden. tracks (sporen) • Een gewone speler vindt geen aanduiding van sporen op de CD, en zal fouten of problemen geven wanneer men de schijf insteekt. • Bij het finaliseren wordt de TOC in de lead-in geschreven, zodat gewone spelers de disk Bart Heymans
α 8.6
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
Opslagmedia
EHBO Syllabus
8.7
ook kunnen lezen. • Bij disc-at-once (DAO), wordt de lead-in helemaal in het begin geschreven, en bijgevolg kunnen hier ook geen multisessieschijven worden geschreven. • Schijven kunnen fouten of problemen geven bij het schrijven, soms wordt het schrijven zelfs afgebroken. • Als men veel schijven direct na elkaar schrijft, verhoogt de kans op fouten en kapotte schijven. • Gewone CD’s die men in de winkel koopt worden geplakt, niet beschreven, en zijn van een ander samenstelling dan beschrijfbare CD’s • Bij kopieren van CD’s en DVD’s moet de aanleverende bron foutloos zijn en sneller zijn dan de kopierende bron, anders krijgt men buffer-underrun en is de kopie onleesbaar.
6.
Lezen van
een
CD
• Een schijf wordt gelezen doordat de laser doorheen de schijf door de weespiegelende laag wordt teruggekaatst. • Stof en vuil zullen de weerspiegeling beletten en verkeerde of krassende geluiden produceren. • De weerspiegelde straal keert terug en wordt opgevangen door een fotosensor. • Als de weerspiegelde straal sterk is de weerspiegelende laag vlak en bevat geen informatie, als de weerspiegelde straal zwak is er in de weerspiegelende laag een putje en bevat ze informatie • Bij CD-R en CD-RW schijven is er in plaat van putjes, gesmolten materiaal met een verschillende graad van weerspiegeling. • Het CD-materiaal werd er gesmolten bij een temperatuur van ongeveer 250°Celsius. • Begin en einde van een putje geven een 1 aan al de rest een 0.
Bart Heymans
α 8.7
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
8.8
7.
Opslagmedia
EHBO Syllabus
CD’s, DVD’s Blu-Ray • CD en DVD zijn heel verschillende formaten. • Een DVD-speler kan in principe enkel DVD’s lezen maar meestal ook CD-ROM, CD-R, en CD-RW’s. • Een DVD-schrijver kan in principe enkel DVD’s schrijven maar meestal ook CD-ROM, CD-R, en CD-RW’s. • Bij CD’s wordt een infrarode 780 nm (nanometer) laser gebruikt, bij DVD’s wordt een 635 nm or 650 nm roodlichtlaser gebruikt, die onvoldoende weerspiegeld wordt door de CD media. • Blu-Ray schijven gebruiken een blauwe laser. Die lasers hebben een kleinere golflengte, zodat de plaats om te lezen en schrijven telkens kleiner kan zijn. • Als op een toestel niet vermeld staat dat het formaat van de schijf kan gelezen of geschreven worden, moet men aannemen dat de schijf niet door het toestel kan gelezen of geschreven worden. • Uit ervaring blijkt dat bij een DVD speler er drie mogelijkheden zijn bij het gebruik van CD’s: ÎÎspelers die de CD gewoon afspelen ÎÎspelers die de CD niet afspelen ÎÎspelers die CD’s beschadigen • DVD spelers die CD’s beschadigen vindt men vooral in oudere machines, en komen niet zoveel voor, bovendien is dat meestal vermeld in de handleiding. • Capaciteit van de verschillende schijven: ÎÎCD’s ± 700 Mb ÎÎDVD ± 4,3 Gb ÎÎBlu Ray ± 27 Gb
Opmerking: deze capaciteit is enkel richtinggevend en zal door de snelle technische vooruitgang regelmatig opwaarts aangepast worden.
8.
Digitaal en analoog • Digitaal is helderder en scherper dan analoog geluid, maar mist dikwijls ook van de warmte van een analoge opname. • Bij digitale formaten worden ruis en vervorming weggefilterd • Nadeel van digitaal is dat het signaal terug moet omgezet worden naar analoog (spanning op luidsprekers, pixels,..)
Bart Heymans
α 8.8
CVO Handelsschool Volwassenenonderwijs, Keizersplein 19, 9300 AALST
