capitolul iv unitĂŢi de stocare pe discuri optice de stocare pe discuri... · unitate, un mic...

Capitolul IV: Unităţi de stocare pe discuri optice 103

Capitolul IV UNITĂŢI DE STOCARE PE DISCURI OPTICE De câţiva ani (şi în special de la apariţia CD-urilor în domeniile audio şi video) un progres triumfător a fost prezis pentru memoriile de masă optice. Faptul că memoriile optice n-au înlocuit încă mediul magnetic şi în special hard discurile este în mare măsură datorat a două motive: capacitatea de stocare a hard discurilor s-a mărit remarcabil în ultimii cinci ani şi pe de altă parte suporturile de date optice cu posibilităţi de rescriere şi de mare capacitate sunt încă relativ scumpe. Următoarea secţiune prezintă cele mai larg utilizate memorii de masă optice. IV.1. UNITĂŢI CD-ROM CD-ul (compact disc) obişnuit este potrivit ca şi o memorie read-only pentru cantităţi vaste de date. Chiar muzica memorată în formă digitală pe CD-uri nu este în definitiv nimic altceva decât un anumit tip de informaţie. Capacitatea de stocare mare a CD-ului şi tehnicile bine testate ale componentelor optice şi mecanice fac CD-ROM-ul o alternativă rezonabilă pentru cantităţi de date foarte vaste şi care nu vor fi alterate. La acest grup de date aparţin, de exemplu, programe mari şi pachete de date. Diferenţa între un CD player şi un drive CD-ROM nu este foarte mare. Doar o interfaţă de date pentru transferul datelor la magistrala sistem a PC şi o simplă interfaţă de control, astfel ca CPU să aibă posibilitatea să acceseze anumite date cu ajutorul comenzilor software, care au fost adaugate. Interfaţa este accesată printr-un driver corespunzător. Cu ajutorul driver-ului software, o unitate CD-ROM poate fi integrată într-un sistem PC fără probleme majore. În plus, unităţile CD-ROM sunt destul de ieftine. Cele mai multe unităţi au o interfaţă SCSI, IDE sau pot fi conectate direct la controlerul floppy, dar SCSI oferă o flexibilitate mai mare. Discurile, au tipic o capacitate de 700 Mbytes sau mai mult. După cum este cazul, pentru toate unităţile optice (aceasta se aplică la WORM-uri precum şi la unităţi magnetice-optice), rata de transfer a datelor de 150 kbytes/s şi timpul de acces de aproximativ 50 ms sunt relativ modeste. În special pentru PC-urile multimedia, care efectuează prelucrarea şi generarea de informaţii vizuale (de exemplu, fotografii care sunt parte dintr-o

104 Echipamente periferice

enciclopedie) precum şi prelucrarea şi generarea informaţiei audio (de exemplu, vorbirea şi muzica), a fost dezvoltată o anumită variantă a CD-ROM-ului, CD-I (CD-interactive). CD-I furnizează o îmbunătăţire semnificativă a interfeţei de programare a calculatoarelor pentru a putea administra cantităţi enorme de date pe CD într-un mod mai eficient. Dintre facilităţile multimedia rapid dezvoltate putem aminti de exemplu cartelele adaptoare pentru PC cu un receptor TV integrat. Cu un driver corespunzător şi Windows se pot privi ştirile într-o fereastră, în timp ce se lucrează în alta. Principiul de funcţionare al CD-ROM-ului este destul de simplu şi corespunde aceluia al unui CD player convenţional (a se vedea figura 4.1). În unitate, un mic laser semiconductor emite o rază laser foarte subţire cu o lungime de undă de aproximativ 850 nm. Raza este invizibilă, de altfel, deoarece lungimea de undă este în infraroşu. Printr-un ansamblu oglindă optică, care este deplasat precis cu anumite elemente de control, raza laser este focalizată pe suprafaţa discului CD-ROM. Discul, de obicei, găzduieşte informaţia sub forma unor mici depresiuni. Dacă raza laser loveşte o adâncitură, atunci raza nu este reflectată înapoi pe o cale precis direcţionată, după cum este cazul între adâncituri, ci este, în schimb, împrăştiată.

Figura 4.1 CD-ROM. O rază laser focalizată precis emisă de o diodă laser este deplasată pe suprafaţa unui disc optic de un ansamblu optic cu o oglindă reglabilă. Intensitatea razei reflectată înapoi este detectată de un senzor, care converteşte semnalul optic într-un semnal electric.


Astfel intensitatea reflecţiei înapoi este mult mai mică dacă raza loveşte o depresiune (se observă acelaşi efect la compararea unei oglinzi cu un zid alb: deşi valoarea reflecţiei oglinzii nu este semnificativ mai mare decât aceea a unui perete alb, noi suntem orbiţi din cauza luminii soarelui reflectate de oglindă şi nu de zidul alb). În drive un senzor detectează intensitatea razei reflectate înapoi, care variază conform cu parcurgerea depresiunilor (adică conform cu biţii de informaţie) şi astfel converteşte această variaţie într-un şir de biţi de date. Spre deosebire de floppy şi hard disc, informaţia nu este aranjată în cercuri concentrice, ci ca o singură spirală de la începutul discului până la sfârşitul său. Astfel, CD-ROM are aceeaşi organizare ca şi un CD player. De fapt muzica este de obicei generată dintr-un şuvoi continuu de tonuri de la început la sfârşit; o organizare în piste şi sectoare nu este deci necesară. CD-urile sunt foarte potrivite pentru distribuţia unor cantităţi mari de date. La început un master-CD făcut din cupru sau alt material stabil este format prin depozitarea unui material fotosensibil pe el, scrierea informaţiei printr-o rază laser şi astfel expunerea anumitor locaţii. Discul este apoi gravat astfel că o parte din materialul purtător este îndepartat la locaţiile expuse. Astfel se obţine un disc care conţine deja gropi în poziţiile corecte. Ulterior este format un disc revers care conţine informaţia ca mici umflături în locul găurilor. Prin presare un disc pozitiv poate fi apoi format uşor. Pentru acest scop un CD gol este pus pe discul revers şi ele sunt presate împreună la presiune mare. Umflăturile de pe discul revers formează găuri pe discul gol şi astfel un CD pentru CD-ROM este complet. În scopul protecţiei discul este după aceea acoperit cu un strat transparent-infraroşu.

Figura 4.2 Geometria de adâncituri, câmpuri şi pista de pe un CD În principiu adânciturile nu sunt esenţial necesare pentru înregistrare. Două tipuri de reflexii diferite sunt suficiente, nu contează cum s-au obţinut. Acestea pot, de exemplu, să fie două stări diferite (cristalină sau amorfă) sau două magnetizari diferite ale suprafeţei purtătoare. Prima metoda este folosită pentru WORM-uri, iar cea de-a doua pentru dispozitivele magneto-optice. Dezavantajul principal al CD-ROM nu poate fi trecut cu vederea: informaţia păstrată trebuie să fie înscrisă în timpul procesului de producere. Ca

1,6 microni

Adâncituri (proeminenţe) Câmpuri 0,6 microni

Spaţii vecine ale pistei în spirală


utilizator nu îţi poţi stoca datele dorite. Astfel, o primă îmbunătăţire o reprezintă WORM-urile. IV.2 UNITĂŢI WORM WORM este abrevierea pentru "write once, read many times" (scrie o dată, citeşte de mai multe ori). Se poate scrie pe suprafaţa purtatoare de date WORM o dată şi se citeşte în principiu de un număr infinit de ori. Astfel WORM-urile sunt foarte potrivite pentru arhivarea a mari cantităţi de date. Stabilitatea informaţiei înscrise este bună şi rămâne stabilă pentru o perioadă de timp mai lungă decât în cazul suprafeţelor magnetice purtătoare de date. Suplimentar, faţă de raza laser de citire, de la CD-ROM, un drive WORM are încă una, aşa-numita rază laser de scriere, care este mult mai intensă decât raza laser de citire. Dacă informaţia este scrisă, atunci raza laser de scriere generează un scurt dar totuşi foarte puternic puls laser. Depinzând de structură şi suprafaţă, învelişul, la locaţia în cauză se vaporizează şi expune suprafaţa materialului purtător. Această suprafaţă are un coeficient de reflexie diferit faţă de cel al învelişului protector vaporizat. Ca alternativă învelişul materialului purtător de date sau materialul purtător însuşi poate fi doar topit la locaţia în cauză dar nu vaporizat. La sfârşitul pulsului laser de scriere, învelişul topit se răceşte foarte repede şi se solidifică într-o formă amorfă (fără un aranjament regulat al atomilor). Această formă amorfă, de obicei, are un coeficient de reflexie diferit de învelişul cristalin sau policristalin prezent anterior. În amândouă cazurile, raza laser reflectată va avea o altă intensitate, pe care senzorul o converteşte într-un semnal electric corespunzător. Astfel, citirea este îndeplinită similar ca la CD-ROM. Dezavantajul WORM-urilor este că informaţia, o dată scrisă nu poate fi ştearsa. Dacă se modifică un singur bit într-o unitate de alocare, întreaga unitate de alocare trebuie să fie rescrisă la altă locaţie. Astfel WORM-urile sunt potrivite pentru arhivarea datelor care sunt rar modificate ulterior. Materialele purtătoare WORM obţin capacităţi de stocare de peste 700 Mbytes per faţă disc. Dar după cum este cazul şi pentru CD-ROM-uri dezavantajul îl reprezintă o rată de transfer mică, de 150 kbytes/s tipic şi un timp de acces mediu de 50 ms. IV.3 UNITĂŢI MAGNETO-OPTICE Primele dispozitive cu material purtător de date care poate fi şters şi rescris care au apărut pe piaţă sunt dispozitivele magneto-optice. Ele folosesc


influenţa unui câmp magnetic pentru polarizarea unei unde electromagnetice. Razele luminoase şi infraroşii sunt o formă de radiaţie electromagnetică ca şi undele radio sau radar. Lumina normală este depolarizată şi câmpul electric precum şi câmpul magnetic al undei pot avea orice direcţie perpendiculară pe direcţia razei. În lumina polarizată (sau mai bine, liniar polarizată) câmpul electric al undei are doar o direcţie, perpendiculara pe direcţia de propagare (vezi figura 4.3). În acelaşi mod câmpul magnetic al undei are de asemenea numai o anumită direcţie, aşa-numita direcţie de polarizare care este perpendiculară pe câmpul electric precum şi pe direcţia de propagare. Lumina laserului, de exemplu, este polarizată întotdeauna într-o anumită direcţie. Un filtru de polarizare permite trecerea doar a undelor polarizate cu o anumită direcţie de polarizare, dar nu şi lumina polarizată perpendicular pe acea direcţie. Astfel filtrele de polarizare pot fi folosite pentru determinarea direcţiei de polarizare: dacă detectorul din spatele filtrului de polarizare detectează o anumită lumină, aceasta este polarizată în conformitate cu direcţia filtrului; dacă filtrul de polarizare nu lasă nici o lumină să treacă, înseamnă că aceasta este polarizată perpendicular pe direcţia filtrului.

Figura 4.3 Polarizarea şi filtru de polarizare. O undă electromagnetică (de exemplu lumina) este alcatuită dintr-un câmp variabil periodic E şi un câmp magnetic variabil periodic B. Direcţia lui B este numită polarizare. Filtrele de polarizare lasă să treacă doar undele a căror polarizare corespunde direcţiei de polarizare a filtrului. Când o undă electromagnetică trece printr-un obiect aflat într-un câmp magnetic, câmpul magnetic extern afectează câmpul electromagnetic al undei şi schimbă câmpul electric şi magnetic al undei, adică, direcţia sa de polarizare. Acest fenomen este numit efectul Faradday. Acelaşi lucru se aplică la reflexia pe suprafaţa unei substanţe magnetizate. Câmpul magnetic generat prin magnetizarea substanţei schimbă direcţia de polarizare a undei reflectate relativ


la cea directă. Modificarea direcţiei de polarizare depinde de direcţia de magnetizare a substanţei. Dispozitivele magneto-optice folosesc efectul Farraday pentru înregistrarea datelor. Aceasta se realizează astfel: un disc magneto-optic, la început, are un înveliş realizat dintr-un aliaj feromagnetic, magnetizat uniform. Când raza laser polarizată atinge suprafaţa, direcţia de polarizare a razei reflectate este modificată în conformitate cu magnetizarea suprafeţei. Un filtru de polarizare serveşte ca un analizor pentru direcţia de polarizare a razei reflectate înapoi, iar senzorul din spatele filtrului detectează intensitatea luminii ce traversează filtrul de polarizare (vezi figura 4.4). Dacă un bit urmează a fi scris pe disc atunci un scurt, dar intens, puls de scriere de la laser încălzeşte suprafaţa la locaţia corespunzătoare deasupra punctului Curie TC, magnetizarea învelişului discului feromagnetic disparând complet. În acelaşi timp un electromagnet generează un câmp magnetic, a cărui direcţie depinde de valoarea bitului de scris; pentru un "1" câmpul magnetic este opus la cel pentru un "0". Direcţia acestui câmp magnetic determină acum direcţia în care magneţii elementari ai spotului încălzit se orientează când sunt din nou răciţi sub punctul Curie. Astfel, valoarea bitului înscris este astfel decisă. Învelişul îngheaţă direcţia câmpului magnetic mai mult sau mai puţin în momentul scrierii; astfel scrierea unui bit este completă.

Când se citeşte un bit, raza laser scanează suprafaţa discului şi sistemul de polarizare detectează direcţia schimbării de polarizare pentru raza reflectată. Dacă raza laser loveşte un bit scris, atunci direcţia schimbării de polarizare pentru raza reflectată este dependentă de direcţia de magnetizare a învelişului suprafeţei. De exemplu, direcţia de polarizare pentru un "0" este schimbată la stânga, iar pentru un "1" schimbată la dreapta. În primul caz, de exemplu, nici o lumină nu poate trece prin filtrul de polarizare şi senzorul detectează un bit de valoare "0". În cazul celălalt, intensitatea intreagă a razei reflectate atinge senzorul şi acesta detectează un bit de valoare "1". Astfel informaţia este pastrată de asemenea sub formă de mici magnetizări; dar faţă de un hard disc localizarea unui anumit bit pe disc este efectuată printr-o rază laser, adică printr-o cale optică.

Prin încălzirea ulterioară a spotului şi cu o direcţie corespunzătoare a câmpului magnetic generat de electromagnet, bitul scris poate fi şters fără probleme. Procese de scriere multiple sunt astfel posibile, dar în prezent numărul lor total nu atinge numărul posibil de ştergeri pentru discurile magnetice pure. Stabilitatea informaţiei scrise este între 10 şi 25 ani.


Figura 4.4 Discul magneto-optic. Când se scriu date, o rază de scriere intensă încălzeşte suprafaţa discului. Sub influenţa unui câmp magnetic extern această zonă se răceşte şi se magnetizează conform cu câmpul magnetic extern. Când se citesc date, câmpul magnetic extern este oprit şi o rază de citire slabă scanează discul. Un senzor determină direcţia de magnetizare a discului cu un filtru de polarizare. De asemenea, dispozitivele magneto-optice plătesc pentru capacitatea de stocare mare cu o rată de transfer mică, comparativ cu dispozitivele hard disc, de mai puţin de 1 Mbyte/s şi un timp de acces mediu tipic de 50 ms. Dar ar trebui considerat, că un disc magneto-optic găzduieşte peste 30000 (!) de piste. Capacitatea enormă a materialului purtător de date optic nu este astfel obţinută prin creşterea densităţii biţilor (bpi - byte per inch), ci în principal prin creşterea densităţii pistelor (tpi - tracks per inch) - sugestie că sistemele optice cu oglinzi, care au nevoie doar să poziţioneze o rază laser, mai puţin masive şi mai puţin inerte, operează mult mai exact decât cele magnetice, care comparativ cu o rază laser, au de mutat un cap de scriere/citire foarte greu. IV.4 UNITĂŢI DVD

Acronimul DVD provine de la expresia “digital versatile disc” (disc

multifuncţional digital). De fapt, un DVD este un CD de capacitate mare, iar unităţile DVD utilizează aceeaşi tehnologie optică folosită de CD, principala diferenţă fiind densitatea mai mare a informaţiei. Standardul DVD creşte foarte


mult capacitatea de stocare şi, ca urmare, şi gama aplicaţiilor. Un CD-ROM poate stoca maxim 737 MB (discurile de 80 minute) de date, ceea ce este insuficient pentru multe aplicaţii actuale. Discurile DVD pot memora până la 4,7 GB (pe un strat) sau 8,5 GB (pe două straturi) pe o singură faţă a discului, valoare mai mare de peste 11 ori şi jumătate decât cea permisă de un CD. Discurile DVD cu două feţe pot stoca până la dublul acestei cantităţi de date, dar discul trebuie întors manual, pentru a se accesa cealaltă faţă.

Pe un DVD de 4,7 GB, cu o comprimare MPEG 2, se pot stoca 135 minute de video, adică un film de lungime normală, pe tot ecranul, cu trei canale audio de calitate. Această capacitate nu este o coincidentă, ci crearea standardului DVD a fost cerută de industria de filme, care căuta un mediu de stocare mai ieftin şi mai durabil decât banda magnetică. Prima aplicaţie destinată DVD-urilor a fost modernizarea CD-urilor şi înlocuirea casetelor video înregistrate. IV.4.1 Tehnologia DVD

Tehnologia DVD este similară cu tehnologia CD. Ambele utilizează

discuri de aceeaşi dimensiune (120 mm diametru), cu adâncituri şi câmpuri ştanţate într-un suport din policarbonat. Spre deosebire de CD-uri, DVD-urile pot avea două straturi de înregistrări pe o faţă şi pot fi şi cu două feţe. Fiecare strat este ştanţat separat, iar straturile sunt lipite împreună pentru a forma discul complet. Principala diferenţă dintre CD şi DVD este aceea că laserul are o lungime de undă mai mică şi concentrată mai aproape de disc, ceea ce permite stocarea mai multor informaţii. La fel ca în cazul CD-urilor, fiecare strat are o singură pistă fizică într-o configuraţie în spirală. Pista spirală conţine adâncituri (proeminenţe) şi câmpuri (porţiuni plate), la fel ca un CD. Fiecare strat înregistrat este acoperit cu o peliculă subţire din metal pentru a reflecta lumina laser. Stratul din exterior are un înveliş mai subţire, pentru a permite luminii să treacă şi să citească stratul din interior. Citirea informaţiilor de pe un DVD se face la fel ca la CD cu ajutorul unui receptor fotosensibil care detectează lumina reflectată. Adânciturile de pe un DVD au o adâncime de 0,105 microni şi lăţimea de 0,4 microni. Atât adânciturile, cât şi câmpurile variază în lungime de la aproximativ 0,4 microni pentru distanţă cea mai mică, la aproximativ 1,9 microni cea mai lungă distanţă (pe discurile cu un singur strat). Figura 4.5 prezintă comparativ pistele striate cu adâncituri şi câmpuri pentru DVD şi CD.


Figura 4.5 Marcarea datelor pe DVD (adâncituri şi câmpuri) în comparaţie cu aceea a unui CD standard

Unităţile DVD folosesc un laser cu lungime de undă mai mică pentru a

citi aceste adâncituri şi câmpuri mai mici. Un DVD îşi poate dubla capacitatea iniţială utilizând două straturi separate pe o singură faţă a discului şi o poate dubla din nou folosind ambele feţe ale discului. Al doilea strat de date este scris pe un substrat separat, sub primul strat, care este apoi acoperit cu o suprafaţă semireflectorizantă pentru a permite laserului să pătrundă până la substratul de dedesubt. Focalizând laserul pe unul dintre cele două substraturi, unitatea poate să citească un volum aproape dublu de date de pe aceeaşi suprafaţă.

IV.4.2 Capacitatea discurilor DVD

Sunt disponibile patru tipuri principale de discuri DVD, împărţite în

funcţie de numărul de feţe şi straturi. Ele au fost denumite astfel: � DVD-5 – disc de 4,7 GB cu o singură faţă şi un singur strat. Un disc

DVD-5 este format din două substraturi lipite cu adeziv. Un strat este ştanţat cu un strat înregistrat (denumit Layer 0), iar celălalt este nefolosit. De obicei, peste unicul strat înregistrat este aplicată o peliculă protectoare de aluminiu.

� DVD-9 – disc de 8,5 GB cu o singură faţă şi două straturi. Un disc DVD-9 este construit din două substraturi ştanţate lipite pentru a forma două straturi înregistrate pe o singură faţă a discului, împreună cu un substrat nefolosit pentru cealaltă faţă. Stratul ştanţat din exterior (0) este acoperit cu o peliculă semitransparentă din aur, care permite atât reflectarea luminii dacă laserul este focalizat pe stratul respectiv, cât şi trecerea luminii dacă laserul este focalizat pe stratul de dedesubt. Este utilizat un singur laser pentru a citi ambele straturi; se modifică numai focalizarea laserului.

� DVD-10 – disc de 9,4 GB cu două feţe şi un singur strat. Un disc DVD-10 este realizat din două substraturi ştanţate lipite spate în spate. Stratul înregistrat (Layer 0 pentru fiecare faţă) este acoperit de obicei cu o

DVD CD


peliculă de aluminiu. Reţineţi că aceste discuri sunt cu două feţe, însă unităţile au un laser de citire numai pentru partea inferioară, ceea ce înseamnă că discul trebuie scos şi întors pentru a putea fi citită şi cealaltă faţă.

� DVD-18 - disc de 17,1 GB cu două feţe şi cu două straturi. Un disc DVD-18 foloseşte atât ambele straturi, cât şi ambele feţe. Fiecare faţă este formată din două straturi ştanţate, iar perechile de substraturi sunt lipite spate în spate. Straturile din exterior (Layer 0 pe fiecare faţă) sunt acoperite cu o peliculă semitransparentă din aur, în timp ce straturile din interior (Layer 1 pentru fiecare faţă) sunt acoperite cu aluminiu. Gradul de reflexie al unui disc cu un singur strat este de 45-85%, iar pentru un disc cu două straturi atinge valoarea de 18-30%. Circuitele AGC (automatic gain control) din unitate compensează proprietăţile diferite de reflexie.

Figura 4.6 prezintă modul de realizare a fiecăruia dintre tipurile de discuri

DVD. Reţineţi că deşi figura 4.6 prezintă două lasere care citesc partea inferioară a discurilor cu două straturi, în realitate este utilizat un singur laser. Este modificată numai focalizarea laserului pentru a citi straturi diferite.

Figura 4.6 Tipuri de discuri DVD şi modul lor de realizare


Tabelul 4.1 prezintă capacităţile exacte ale diferitelor tipuri de discuri

DVD.

Cu un singur strat Cu două straturi

Denumire DVD

DVD-5

DVD-9

B kiB kB

MiB MB GiB GB

4.695.853.056 4.585.794 4.695.853

4.586 4.696

4,6 4,7

8.535.691.264 8.335.636 8.535.691

8.336 8.536

8,3 8,5

MPEG-2 video(aprox. minute) MPEG-2 video (ore:minute)

133 2:13

242 4:02

Cu un singur strat

şi două feţe Cu două straturi

şi două feţe

Denumire DVD DVD-10

DVD-18

B kiB kB

MiB MB GiB GB

9.391.706.112 9.171.588 9.391.706

9.172 9.392

9,2 9,4

17.071.382.258 16.671.272 17.071.383

16.671 17.071

16,7 17,1

MPEG-2 video(aprox. minute) MPEG-2 video (ore:minute)

266 4:26

484 8:04

B = Byte (8 biţi) kB = kilooctet (1.000 de octeţi)

kiB = kibioctet (1.024 de octeţi) MB = Megaoctet (1.000.000 de octeţi)

MiB = Mebioctet (1.048.576 de octeţi) GB = Gigaoctet ( 1.000.000.000 de octeţi)

GiB = Gibioctet (1.073.741.824 de octeţi)

Tabelul 4.1 Capacitatea discurilor DVD


După cum se observă, capacitatea discurilor cu două straturi este puţin mai mică decât dublul capacităţii discurilor cu un singur strat, chiar dacă straturile ocupă acelaşi spaţiu pe discuri (pistele în spirală au aceeaşi lungime). Această capacitate a fost proiectată special pentru a îmbunătăţi capacitatea de citire a ambelor straturi într-o configuraţie cu două straturi. Pentru aceasta, a fost mărită puţin spaţierea celulelor de biţi, ceea ce a dus la creşterea lungimii fiecărei adâncituri şi fiecărui câmp. Atunci când citeşte un disc cu două straturi, unitatea se roteşte puţin mai repede pentru a compensa spaţierea, rezultând aceeaşi rată de date. În afara celor patru modele standard prezentate, sunt produse şi discuri cu două feţe, cu un strat pe o faţă şi cu două straturi pe cealaltă faţă. Acest disc ar putea fi numit DVD-14 şi are o capacitate de 13,2 GB sau aproximativ 6 ore şi 15 minute de informaţii video MPEG-2. În plus, pot fi produse şi discuri de 80 mm, care stochează mai puţine date în fiecare configuraţie decât discurile standard de 120 mm. Datorită dificultăţilor de fabricare şi a costului suplimentar al discurilor cu două feţe – precum şi faptului că trebuie scoase din unitate şi întoarse pe cealată parte pentru a fi redate pe ambele feţe – cea mai mare parte a discurilor DVD sunt configurate fie ca un disc DVD-5 (cu o singură faţă şi cu un strat), fie ca un disc DVD-9 (cu o singură faţă şi două straturi), ceea ce permite înregistrarea a până la 8,5 GB de date sau redarea a 242 de minute de informaţii video MPEG-2 neîntrerupte. Capacitatea de 133 de minute a discurilor video DVD-5 este potrivită pentru cel puţin 95% dintre filmele realizate până în prezent. IV.4.3 Viteza unităţilor DVD

La fel ca CD-urile, discurile DVD se rotesc în sens invers acelor de

ceasornic (aşa cum sunt văzute dinspre laserul de citire) şi sunt înregistrate de obicei la o rată constantă de date denumită CLV (Constant Linear Velocity- viteză liniară constantă). Ca urmare, pista (deci şi datele) trece mereu pe sub laserul de citire cu aceeaşi viteză care a fost definită iniţial la valoarea de 3,49 metri pe secundă (sau 3,84 m/s pe discurile cu două straturi). Deoarece pista este o spirală înfăşurată mai strâns în apropierea centrului discului, discul trebuie să se rotească la viteze variate pentru a menţine aceeaşi viteză liniară a pistei. Viteza de rotaţie dintr-o unitate 1x (3,49 metri pe secundă este considerată viteza 1x) variază de la 1515 rpm atunci când se citeşte începutul pistei (partea interioară) şi până la 570 rpm atunci când se citeşte sfârşitul pistei (partea exterioară).


Unităţile DVD-ROM cu o singură viteză (1x) asigură o rată de transfer al datelor de 1,385 MB/s, ceea ce înseamnă că rata de transfer al datelor pentru o unitate DVD-ROM la viteza 1x este aproximativ echivalentă cu o unitate CD-ROM 9x (rata de transfer al datelor pentru o unitate CD-ROM 1x este de 153,6 kB/s). Aceasta nu înseamnă însă că o unitate DVD 1x poate citi CD-uri la rate de 9x: unităţile DVD se învârt la o viteză aproape de trei ori mai mare decât a unei unităţi CD-ROM cu aceeaşi viteză. Ca urmare, o unitate DVD 1x învârte discul cu aceeaşi viteză de rotaţie ca o unitate CD 2,7x. Numeroase unităţi de DVD au specificate două viteze, una pentru citirea discurilor DVD şi a doua pentru citirea discurilor CD. De exemplu, o unitate de DVD-ROM care are specificată caracteristica 16x/40x indică perormanţele la citirea discuriloe DVD, respectiv, CD.

La fel ca în cazul CD-urilor, producătorii de unităţi DVD au început să mărească vitezele unităţilor, proiectându-le să se învârtă mai repede. O unitate care se roteşte de două ori mai repede a fost numită unitate 2x, o unitate care se roteşte de patru ori mai repede a fost numită 4x şi aşa mai departe. La viteze mai mari, a devenit dificilă construirea unor motoare care să poată schimba vitezele de rotaţie atât de repede cât era necesar pentru citirea datelor din zone diferite ale discului. Datorită acestui fapt, unităţile DVD mai rapide rotesc discul cu o viteză fixă şi nu cu o viteză liniară. Aceasta ese numită viteză

unghiulară constantă (constant angular velocity sau CAV) deoarece viteza unghiulară (sau viteza de rotaţie) rămâne constantă.

Unităţile mai rapide sunt utile în special pentru date, nu pentru înregistrări video. Folosirea unei unităţi mai rapide poate reduce sau elimina pauza necesară schimbării straturilor în activitatea de redare a unui disc video DVD, însă o unitate mai rapidă nu are nici o influenţă asupra calităţii semnalelor video.

Au fost realizate unităţi DVD-ROM cu viteze de până la 20x sau mai rapide, însă datorită faptului că aproape toate aceste unităţi sunt de tip CAV, obţin viteza nominală de transfer numai atunci când citesc partea exterioară a unui disc.

capitolul iv unitĂŢi de stocare pe discuri optice de stocare pe discuri... · unitate, un mic...

Documents