Масове поширення набули CD-ROM. Компакт-диск являє со-бій пластиковий полікарбонатовий коло діаметром 4,72 дюйма (зустрічаються компакт-диски і діаметром 3,5; 5,25; 12 і 14 дюймів) і товщиною 0,05 дюйма, з отвором в центрі діаметром 0,6 дюйма і має двошарове покриття: найтонший відображає металевий (зазвичай алюмінієвий) шар і лакове покриття. Ці диски поставляються фірмою-виробником з вже записаною на них інформацією (зокрема, з програмним забезпеченням). Запис інфор-мації на них можлива тільки поза ПК, в лабораторних умовах, лазерним променем великої потужності, який залишає на полікарбонатною основі CD слід - доріжку з мікроскопічними западинами (пітамі, pits). Піти мають ширину близько 0,5 мікрон і слідують один за одним, утворюючи єдину спіральну доріжку з кроком 1,6 мікрона (для порівняння: тонкий людську волосину має діаметр 75 мікрон). Кожен піт в залежності від своєї довжини може кодується-вать кілька бітів інформації. Таким чином створюється первинний «мас-тер-диск». Процес масового тиражування CD-ROM з «майстер-диску» ви-виконується шляхом лиття під тиском.
Доріжка на CD, на відміну від магнітних дисків, спіральна і дуже вузька; ВПА-дини мають глибину приблизно 5 мільярдних часток дюйма і ширину в 24 мил-ліардние частки дюйма; щільність доріжок - 16 000 доріжок на дюйм. Довжина всієї спіральної доріжки близько 5 км. В читання оптичних дисків ПК інформація з доріжки читається лазерним променем істотно меншої потужності. Лазерний промінь фокусується на доріжці диска і відбивається від опуклостей питов, змінюючи свою інтенсивність. Відбитий промінь вловлюється фотоприймачем (фото-діодом) оптичної читаючої головки.
CD-ROM з огляду на досить щільної запису інформації мають ємність від 250 Мбайт до 1,5 Гбайт (найбільш поширена ємність 650 Мбайт), час доступу (access time) в різних оптичних дисках коливається від 50 до 350 мс, швидкість зчитування інформації - від 150 до 6000 Кбайт / с. Приводи CD-ROM сущест-венно відрізняються за швидкістю передачі даних. Вона залежить від двох факто-рів: щільності запису інформації на поверхні диска і швидкості обертання диска. Остання є параметром, що вказується в марці дисковода у вигляді Nx-коефіцієнта кратності (data-transfer rate), який повідомляє, у скільки разів ли-лінійного швидкість дисковода перевищує так звану «одиничну» швидкість, рівну 150 Кбайт / с. Зараз є моделі з будь-якими парними значеннями цього коефіцієнта від двох (2х) до 56 (56х), останні забезпечують транс-фер більше 6 Мбайт / с. Слід зауважити, що прямої лінійної залежності між-ду коефіцієнтом кратності і трансфером немає, наприклад реальна швидкість CD-ROM з кратністю 50х виявляється зазвичай набагато нижче теоретичної - часто відповідної 40х. Дисководи CD-ROM менш ніж з двадцятикратним збільшенням швидкості не дозволять якісно реалізувати багато современ-ні технології мультимедіа, та й багато програмні додатки взагалі, тому вони зараз не випускаються.
Глава 6. Сховище ПК
Дисковод забезпечує зчитування інформації «з глибини» диска, для цього лазер фокусується нема на зовнішній поверхні, а безпосередньо на інфор-мационного шарі. Бруд і подряпини на покритті, таким чином, виявляються не в фокусі і до певної межі ігноруються. Крім того, для забезпе-чення надійної роботи інформація на компакт-дисках кодується з біль-шою надмірністю з використанням коригуючого коду Ріда-Соломона (Reed-Solomon code), що забезпечує можливість відновлення вихідної інформації при значному числі помилок її зчитування.
Таким чином, в низькошвидкісних накопичувачах при зчитуванні (записи) угло-вая швидкість змінюється в залежності від місцезнаходження зчитує (запи-Сива) ділянки доріжки з метою забезпечити постійну лінійну швидкість носія під головкою - цим обумовлюється можливість роботи з постійного-ної оптимальної щільністю записуваних даних і висока ємність дисків. Високошвидкісні пристрої позбавлені цієї сприятливої особливості, але ви-сокая ємність дисків забезпечується в них іншими технологічними прийомами, зокрема, завдяки впровадженню технології CAV (Constant Angular Velocity - постійна кутова швидкість). В цьому режимі частота обертів диска залишається постійною, відповідно на периферійних ділянках дані зчитуються з більшою швидкістю (4-7,8 Мбайт / с). Середня швидкість зчитування при цьому набагато ближче до мінімальних значень, оскільки запис на диску починає-ся з внутрішніх областей.
При виконанні реальних завдань різниця в продуктивності приводів, маю щих швидкості в діапазоні 24х-50х, для користувача практично не відчутна і може бути виміряна тільки спеціальними тестами. Більш швидкісні приво-ди мають перевагу лише в разі зчитування великого обсягу неодмінно-ривно розташованих даних, наприклад, при установці програмного забезпе-чення. В даний час максимальна досягнута швидкість становить 56х, тобто приблизно 8000 Кбайт / с. Ця величина відповідає частоті обертання 12 000 оборотів / хв. На таких швидкостях починають сильно позначатися дефекти виробництва дисків - спотворення геометрії, нерівномірність маси. Щоб зменшити паразитні биття, виробники вдаються до різних ухіщре-
Зовнішні запам'ятовуючі пристрої
данням, наприклад обладнають приводи CD-ROM спеціальними демпфірувальними пристроями.
Слід зазначити, що більшість дисководів здатне автоматично сни-жати швидкість обертання при появі великої кількості помилок зчитуючи-ня даних (і не всі моделі, до речі, здатні надалі при зменшенні числа помилок її підвищувати). Номінальна ж швидкість, що вказується на диско-воді, визначається на еталонному, безпомилковому диску, що не вимагає зниження оборотів. Зниження швидкості частково компенсується наявністю в пристроях великого кеша, який, крім того, добре допомагає при роботі з великим ко-лічеством дрібних файлів, які вимагають багаторазового позиціонування голів-ки зчитування-запису. Розмір внутрішньої кеш-пам'яті, в який счітиваюгся дані перед їх передачею, в сучасних накопичувачах досягає 1 Мбайт, але задовільною величиною є і кеш ємністю 128 Кбайт.
Пристрій позиціонування оптичної системи орієнтується на спеці-ні мітки диска і не вимагає прецизійної механіки, що робить це вельми ви-сокотехнологічное пристрій досить дешевим у виробництві. Спочатку приводи CD-ROM мали свій інтерфейс, зазвичай встановлюється на звуко-вої карті, і вміли працювати тільки з ним. Сучасні дисководи CD-ROM мають IDE-ATAPI або SCSI-інтерфейси і можуть підключатися безпосередньо до роз'єму на материнській платі як IDE- або SCSI-пристрої. IDE-ATAPI - більш поширений інтерфейс. Більшість сучасних приводів CD-ROM з даними інтерфейсом підтримує протокол Ultra DMA / 33 (UDMA), що має швидкість передачі 33 Мбайт / с. SCSI-інтерфейс забезпечує скоро-сті передачі даних до 80 Мбайт / с (для специфікації SCSI-3) і підключення максимум до 16 пристроїв. Область застосування дисководів CD-ROM з інтер-фейсом SCSI - графічні станції, сервери та інші потужні системи. Поки тільки SCSI здатний підтримати надійне функціонування систем з подклю-ням декількох дисководів CD-ROM і їх роботу в багатозадачному режимі.
Типовий дисковод складається з блоку електроніки, шпиндельного двигуна, системи оптичної счітивающей.головкі і системи завантаження диска. У блоці електро-ники розміщені всі керуючі схеми приводу, інтерфейс з контролером комп'ютера, роз'єми інтерфейсу і виходу звукового сигналу. Шпиндельний двигун служить для приведення диска в обертання з постійною або змін-ної кутовий швидкістю. Система оптичної головки включає в себе саму голів-ку і влаштування її переміщення. У голівці розміщені лазерний випромінювач на основі інфрачервоного лазерного світлодіода, система фокусування, фотопріем-ник і попередній підсилювач. Лазер має довжину хвилі 780 нанометрів.
Конструкції дисководів передбачають можливість завантаження як одного, так одночасно і декількох компакт-дисків. Останній варіант іноді бо-леї зручний, але рекомендувати його беззастережно не можна: часто в цьому випадку сни-жается якість відтворення запису і надійність пристрою.
Нарешті, потрібно мати на увазі, що всі сучасні моделі CD-ROM дозволяють якісно відтворювати і музичні записи. Для цього слід устано-вити в ПК необхідні драйвери (при роботі в середовищі MS DOS, наприклад, це
Глава 6. Сховище ПК
спеціальна постійно знаходиться в пам'яті (резидентная - TSR) програма; при роботі під Windows - драйвер CD Audio). У ряді моделей є кнопка Play для запуску програвання аудіодисків. Найчастіше ця кнопка є двухфунк-циональной (наприклад, Play / Next) і служить також для переходу між звуко-вимі доріжками. Інша кнопка, Eject, при програванні аудіодисків зазвичай використовується для зупинки програвання без викидання диска. У звичайному режимі кнопка Eject служить для завантаження-вивантаження диска. Слухати диски мож-но як через вихід для навушників на передній панелі CD-ROM, так і через зовнішню акустичну систему. В останньому випадку необхідна звукова кар-ту з підсилювачем.