Носители информации: компакт - диски

Федеральное государственное образовательное  учреждение

среднего  профессионального образования

«Энгельсский промышленно-экономический техникум»

(ФГОУ  СПО «ЭПЭТ») 
 
 
 
 
 
 
 

Доклад  по информатике на тему:

«Носители информации: компакт – диски» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Шейко Владислав Олегович

Преподаватель:

Орлова  Ольга Сергеевна 
 
 
 
 

Энгельс, 2011 г.

История создания

    Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями Philips и Sony. На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод кодирования сигнала PCM — Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. Но есть другая версия: CD изобрёл американский физик Джеймс Рассел ещё в 1960-х в компании Optical Recording. А Philips переняла его идею. Два месяца спустя после экскурсии по лаборатории изобретателя Philips представила свой компакт-диск - практически точно такой же. В конечном счёте, не только Philips, но и Sony, и другие компании вплотную занялись продвижением технологии Расселла, не упоминая его имени.

    В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. По данным Philips, за 25 лет в мире было продано более 200 миллиардов CD.

Компакт-диск (англ. Compact Disc - CD)

— оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием компакт-дисков стали DVD.

    Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM). В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW). Формат файлов на CD-ROM отличается от формата записи аудио-компакт-дисков и потому обычный проигрыватель аудио-компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере). Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли дискеты). Сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям (флешкам).

    Несмотря на разнообразие типов КД, всем им присущи общие черты, или характеристики: все члены семейства КД представляют собой диск диаметром 120 мм, имеющий в центре отверстие диаметром 15 мм. Толщина диска – 1.2 мм.

    Конструктивно диск представляет собой трехслойный «пирог»:

     Подложка  из оптически прозрачного материала (поликарбонат), которая изготавливается  методом литья под давлением. При изготовлении подложки на одной  из ее поверхностей формируется информационный рисунок, состоящий из ямок (питов) и промежутков между ямками (лэндов). На информационный рисунок напыляется тонкий отражающий слой. Поверх отражающего слоя наносится слой лака, защищающий диск от повреждений. Как правило, на защитный лак наносится лейбл.

Виды  компакт – дисков

1. Простейшей разновидностью компакт-дисков является CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — только для чтения) со следующим принципом записи информации. Двоичные коды записываются на поликарбонатную основу в виде углублений (ямок - питов) и ровных участков, расположенных внутри концентрических или спиралевидных дорожек диска. Этот рельеф наносится на диск при его изготовлении на заводе механическим путем. Отсюда следует основной недостаток CD-ROM — невозможность записывать на них новую информацию. Считывание информации происходит с помощью лазерного луча, который с огромной скоростью   пробегает

CD-ROM под электронным  микроскопом вдоль дорожек единственной рабочей поверхности диска. Собственно по способу считывания информации диски и называются оптическими или лазерными. К достоинствам CD-ROM можно отнести: низкую стоимость самих дисков, относительно большую емкость — 600-800 Мбайт, а также их надежность и долговечность (теоретически до 100 лет), которые значительно превосходят соответствующие характеристики гибких дисков. Дисковод для оптических дисков называют лазерным проигрывателем или так же, как и используемый диск, — CD-ROM. При включении в состав персонального компьютера дисковод CD-ROM приобретает права одного из сменных дисковых устройств.

2. Существенный недостаток CD-ROM — невозможность выполнения записи при их использовании — был устранен в дисках CD-R (Compact Disk Recordable — записываемый компакт-диск). На диски этого типа можно записать информацию как и на обычную гибкую дискету — прямо на компьютере, но только один раз, а чтение может производиться произвольное количество раз. Запись на диски CD-R, которые принято называть заготовками (или болванками), производиться с помощью воздействия высокотемпературного лазерного луча на особый светочувствительный слой диска (цианин зеленого цвета или фталоцианин желто-оранжевого цвета), который как бы «выгорает» под этим воздействием. Понятно, что такую «запись» можно выполнить только один раз. Ёмкость 650 Мб (или 74 мин. аудио). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD (не путать с мини-дисками), диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

3. Существуют дисководы, позволяющие выполнять многократную перезапись на компакт-диски - CD-RW (Compact Disk ReWri-teable — перезаписываемые компакт-диски). Ёмкость - 700 Мб (или 80 мин. аудио). Внешне, по своим размерам, объему и внешнему виду диски CD-RW ничем не отличаются от дисков CD-R и CD-ROM. Но принцип записи информации на диски CD-RW совершенно другой. На металлической (или иной) основе находится рабочий слой из специального сплава халькогенидов, который под влиянием лазерного луча изменяет свое состояние, переходит из кристаллического состояния в аморфное или наоборот. Причем такой переход из одного состояния в другое может быть выполнен многократно. Этот процесс и обеспечивает возможность многократной перезаписи информации на диски CD-RW. Участки с кристаллическим и аморфным состоянием по-разному отражают свет. Это обеспечивает возможность чтения информации, записанной на диск описанным выше способом.

Существуют и другие разновидности компакт-дисков:

CD-DA (Compact Disk Digital Audio) - это лазерный диск, содержащий цифровую запись речи, музыки и т.п.

CD-DVI (Compact Disk Digital Video Interactive) - это интерактивный компакт-диск, который может вместить огромное количество информации о продуктах и услугах компании. В него можно включить видеоролики и мультипликацию, схемы, пояснения, и многое другое.

CD-EROM, CD-PROM (Compact Disk Erasable Read-Only Memory, Compact Disk Programmable Read-Only Memory) - это перезаписываемый (стираемый или программируемый) компакт-диск (как вариант CD-RW).

Видео компакт-диск, видео-CD (CD-DV, Compact Disk Digital Video) - разновидность компакт-дисков, предназначенных для цифровой записи и воспроизведения видеофильмов. Один диск может хранить запись одного полнометражного фильма.

Фото CD (Photo-CD) - средство хранения фотографий (а в дальнейшем - графики и звукового сопровождения) и воспроизведения их на телевизоре с использованием дисководов (плейеров).

Pro-Photo CD - это носитель, который содержит по шесть вариантов каждого изображения с различной степенью разрешения и позволяет сканировать пленки размерами до 4х5 дюйма (10х12,5 см). На один диск можно записать до 25 изображений.

Shape CD (фигурный компакт-диск) - CD-ROM, но не строго круглой формы, а с искривлённой конфигурацией внешней окружности в форме разнообразных объектов. Обычно применяется в шоу-бизнесе, как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд - продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Не рекомендуют применять в приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения диск может лопнуть и полностью вывести привод из строя. Поэтому перед вставкой Shape CD в привод следует принудительно ограничить скорость вращения диска с помощью специальных программ. Тем не менее, и эта мера не даёт гарантии безопасности CD-привода.

Считывание информации

Для чтения информации с КД используется луч  лазера инфракрасного диапазона (ИК). Луч подается на вращающийся диск со стороны подложки, отражается от отражающего слоя (в CD –R / CD –RW) и возвращается на специальный фотоприемник. При попадании луча на питы и лэнды (в CD – ROM) интенсивность отраженного луча меняется. В итоге, на выходе фотоприемника формируется электрический сигнал, повторяющий по форме информационный рисунок на поверхности компакт-диска.

     Успешное  считывание информации зависит от состояния  поверхности КД. Царапины, пыль и  загрязнения затрудняют, а иногда и делают невозможным считывание информации с КД.

     Применение  лазера ИК-диапазона позволяет использовать для изготовления КД не только прозрачный поликарбонат, но и цветной тоже, вплоть до очень темных. При этом темные материалы являются светонепроницаемыми только в видимом диапазоне светового спектра. В ИК-диапазоне такой материал остается прозрачным.

     Запись  информации

     Про принцип записи информации было уже написано при описании различных видов КД. На CD – ROM запись в домашних условиях невозможна, т.к. этот вид компакт – дисков предназначен только для чтения.

     Существуют  и диски, предназначенные для  записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной записи. В таких дисках используется специальный активный материал, позволяющий производить запись/перезапись информации. В просторечии такие записываемые диски называются «болванками» и записываются с помощью специальных программ (проводников) на специальных пишущих приводах («резаках») для компакт-дисков. Процесс записи называется «прожигом» (от англ. to burn) или «нарезкой» диска. 
 

     Заключение

     С момента создания КД они широко используются для хранения и распространения  различных видов информации. Изначально они использовались для хранения аудиозаписей и до сих пор продажи  компакт – дисков составляют около 70 % всех продаж музыки. В настоящее  время существует достаточное количество видов КД с различными функциями, что позволяет нам выбрать  тот вид, который наиболее подходит. Однако в последнее время для  хранения больших объёмов информации и видео предпочтение отдаётся DVD (англ. Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) и носителям флеш – памяти («флешкам»).