Принцип работы CD-ROM
Другие рефераты
Принцип работы дисковода CD-ROM
Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов
для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается
относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая
скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч
лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч
проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой
алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается
на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный
диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть
излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На
диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение
преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются
дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические
единицы
Производительность дисководов CD-ROM.
Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными
характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого
промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми
соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-,
пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных
со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В
настоящий момент рапространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем
случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой
производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с
четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью
бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной
системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой
интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого
количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная”
скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по
данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной
скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае
операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае
простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако
наибольшее преимущество получется при работе с полноформатным видео.
Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной
памятью (стандартные объемы кэша: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер
дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных,
после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в
ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать
данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной
пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям
стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен
занимать не более 60% ресурсов ЦП.
Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера,
которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и
видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных,
переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их
выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать
буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при
выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью
заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти
ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.
Конструктивные особенности приводов CD-ROM
Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми
(внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются
исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM
являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит заметно дороже. Это легко
объяснимо, так как в этом случае накопитель имеет собственный корпус и
источник питания. Форм-фактор современного всраиваемого привода CD-ROM
определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и
горизонтальным размером 5.25 дюйма.
На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму
загрузки компакт-диска. Одним из самых распространенных является механизм
загрузки CD-ROM с помощью caddy. Caddy представляет из себя пластмассовый
прозрачный контейнер, в который кладется компакт-диск перед загрузкой
непосредственно в привод. Другим способом является загрузка с помощью tray-
механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который выдвигается
из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается
компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается в ручную.
Существуют разновидности tray-механизма, например pop-up. В этом случае
загрузка диска на ”подносе” происходит полуавтоматически, после легко
касания.
На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы
устройства (busy), гнездо для подключения головных телефонов или
стереосистемы (для прослушивания аудио дисков), регулятор громкости звука
(также для аудиоCD). Для системы caddy предусмотренно также отверстие, с
помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации,
например, если даже не срабатывает кнопка Eject.
Устройство и технология производства CD-ROM.
Устройство CD-ROM.
Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и
емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным
отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6
мм называется зоной крепления (clamping area). За ней непосредственно
следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавление диска
(table of content). Далее расположена область шириной 33 мм,
предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый
трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм.
Внешний обод диска шириной 3 мм.
Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков,
однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке.
Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали
ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка
воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как
логическая единица.
СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы
изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения
лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается
защитным слоем лака. В CD-R для увеличения кэффициента отражения лазерного
луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на
краситель наносят защитный слой лака.
В отличии от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент
его изготовления т.е. штамповки. На СD-R информация записывается при
помощи CD рекодера. Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие
колоколообразной формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM, так как
в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения
попадает в приемник. Однако после записи информации на CD-R, он фактически
становится обычным компакт диском.
Подключение дисководов CD-ROM
Цифровые интерфейсы.
В настоящее время наиболеее распространенными являются SCSI и IDE
интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов
конкретных производителей таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita,
однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют
усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE -
интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по
характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс
SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной
скорости обмена данными с диском, однако реально это не дает преимущества,
поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью не могут
передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, если учесть, что общая
концнпция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды,
когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к
устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI в будующем может
оказаться более предпочтительным.
Подключение дисководов CD-ROM.
На сегодняшний день существует несколько способов подключения
дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса
IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM
подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском
по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена
данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы
является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса
EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
