Optické paměti • V r. 1983 se objevil na trhu CD (compact disc) disk umožňující digitální audio záznam (digitální záznam zvuku). • Bylo to medium, do něhož bylo možné na jednu stranu zaznamenat 60 minut audio informací. • Obchodní úspěch tohoto media nastal s rozvojem možností jeho využití jako paměťového média ve výpočetní technice. • V dnešní době existuje řada těchto systémů využívajících původní myšlenku. • CD-ROM Technology CD-ROM je obdobou technologie používané v technice CD.
1
Princip činnosti
• Základní hmota – uhličitan, do ní se vypálí obsah přesným laserem, celý povrch je zakryt ochrannou vrstvou zabraňující mechanickému poškození. Pod uhličitanem je silně reflexní vrstva – hliník. • Laserový paprsek dopadá na povrch a „vypálí“ do povrchu bod – důležité je, aby přesnost laseru byla vysoká – ovlivní to šířku bodu zaznamenaného do vrstvy. 2
• Princip čtení – laser dopadá na pohybující se medium – intenzita odraženého světla je různá podle toho, zda je do vrstvy vypálen bod nebo ne. • Vypálený bod – drsnější povrch – intenzita odraženého světla je nižší než od nevypáleného. Plochy mezi vypálenými body se nazývají land, ty jsou lesklé a odrážejí světla výrazně více. Odražené světlo je snímáno fotosensorem a převáděno na digitální signál. • Vyhodnocení: sensor testuje vypálenou informaci, stav před začátkem a za koncem oblasti, v níž by měl být potenciálně vypálen bit, odpovídá „1“ – pokud mezi těmito dvěma body nedojde ke změně, je tento bit vyhodnocen jako bit s hodnotou „0“. • Organizace CD ROM: - Záznam na magnetickém disku: data jsou zaznamenána do soustředných stop. - Bez ohledu na délku stopy je její kapacita stejná. 3
- Tento problém je řešen pomocí Multiple zoned recording – povrch je rozdělen na množství zón – zóny na vnějších stopách obsahují více dat než zóny na vnitřních stopách dat. - Na CD a CD ROM nejsou data organizována do soustředných stop, ale do spirál. - Tzn. na mediu je jediná spirálovitá dráha začínající blízko středu a pokračující směrem k vnějšímu okraji. - Délka sektorů je v celé délce stopy stejná. - Informace je uložena na disku rovnoměrně v segmentech stejné velikosti. - Data jsou čtena ze všech pozic stejnou rychlostí, protože disk se podle pozice čtených dat otáčí proměnlivou rychlostí. - Lineární rychlost čtení dat je tak konstantní. - Při čtení dat z vnější stopy se disk otáčí vyšší rychlostí než při čtení dat z vnitřní stopy. - Data jsou na CD ROM organizována v blocích.
4
• Formát bloku
• Význam jednotlivých polí: Sync: pole sync identifikuje začátek bloku. Sestává z jedné slabiky samých „0“, deseti slabik samých „1“ a další jedné slabiky samých „0“. Header (hlavička): obsahuje adresu bloku a slabiku určující režim (mode) takto: 5
Data: uživatelská data Režim 0: pole dat je prázdné. Režim 1: pole dat délky 2048 slabik zajištěných ECC Režim 2: pole dat délky 2336 slabik nezajištěných ECC
6
• Dvoúrovňový záznam Záznam do optického disku - série značek. Jedna z možností, jak to udělat, je binární záznam – do vrstvy se zaznamenávají dva stavy.
7
• Víceúrovňový záznam
• Výhody CD ROM: Je možné pořizovat levné kopie. Může se použít pro archivaci. • Nevýhody CD ROM: Je to paměť ROM. 8
Delší doba potřebná pro přístup k datům (vybavovací doba). • Další typy CD: CD Recordable (CD-R) Uživatel může na CD jednou zapsat data. CD Rewritable (CD-RW) Opakovaně zapisovatelné CD Digital Versatile Disk Možnost uložit až sedmkrát větší objem dat ve srovnání s CD ROM. • Charakteristika DVD Vyšší podélná hustota (CD – vzdálenost mezi body 0,834 µm, DVD 0,4 µm Vyšší příčná hustota (CD – vzdálenost mezi smyčkami spirály 1,6 µm, DVD 0,74 µm) 9
Výsledkem těchto dvou zlepšení je možnost dosáhnout kapacity 4,7 GB. Na DVD jsou vytvořeny dvě záznamové vrstvy nad sebou. To, která vrstva se čte, se nastaví parametry laseru (ohnisko) – navýšení kapacity na 8,5 GB. Do DVD je možné zaznamenávat z obou stran – navýšení kapacity na 17 GB.
10
• CD ROM – jediný disk, jednostranný, 682 MB Label – podložka Protective layer – ochranná vrstva Reflective layer – reflexní vrstva Polycarbonate layer – vrstva uhličitanu (záznamová vrstva)
11
• DVD-ROM, dvoustranný, dvojitá vrstva Nastavení DVD tak, aby se četlo z jedné či druhé vrstvy – změnou ohniska laseru. 12
