Сравнение различных типов накопителей информации

В то время как магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, т. е. с неизменной угловой скоростью, компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении. Таким образом, чтение внутренних треков осуществляется с увеличенным, а наружных -- с уменьшенным числом оборотов. Именно этим обусловливается более низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению с винчестерами.

3.2 Носители DVD

Универсальный цифровой диск (digital versatile disc -- DVD) -- вид накопителя, который, в отличие от CD, с момента выхода на рынок был рассчитан на широкое применение как в аудио- видео-, так и в компьютерной индустрии. Диски DVD, имея тот же самый размер, что и стандартный CD (диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм), обеспечивают до 17 Гбайт памяти со скоростью передачи выше, чем для CD-ROM, обладают временем доступа, подобным CD-ROM, и разделяются на четыре версии:

* DVD-5 -- односторонний однослойный  диск, вместимостью 4,7 Гбайт;

* DVD-9 -- односторонний двухслойный  диск на 8,5 Гбайт;

* DVD-10 -- двухсторонний однослойный  диск 9,4 Гбайт;

* DVD-18 -- вместимость до 17 Гбайт  на двухстороннем двухслойном  диске.

DVD-ROM. Как и для самих дисков, существует мало различий между дисководами DVD и CD-ROM, поскольку единственная очевидность -- эмблема DVD на передней панели. Основное различие состоит в том, что данные CD-ROM записаны близко к верхнему слою поверхности диска, а уровень данных для DVD -- ближе к середине, чтобы диск мог быть двухсторонним. Поэтому блок оптического чтения привода DVD-ROM устроен более сложно, чем его аналог для CD-ROM, чтобы создавать возможность для чтения как одного, так и другого из этих типов носителей.

Одно из самых ранних решений заключалось в использовании пары поворотных линз: одной -- для фокусировки луча на уровнях данных DVD, а другой -- для чтения обычных компакт-дисков. Впоследствии появились более изощренные проекты, которые устраняют потребность в переключении линзы. Например, «двойная дискретная оптическая выборка», предложенная Sony, имеет отдельные лазеры, оптимизированные для CD (длина волны 780 нм) и DVD (650 нм). Устройства Panasonic переключают лазерные лучи с помощью голографического оптического элемента, способного к фокусировке луча в двух различных дискретных точках.

Дисководы DVD-ROM вращают диск намного медленнее, чем их аналоги для CD-ROM. Однако, так как на DVD данные упакованы намного плотнее, его производительность существенно выше, чем у CD-ROM при одинаковой скорости вращения. В то время как обычный аудиодиск CD-ROM (lx или однократный) имеет максимальную скорость передачи данных 150 Кбайт/с, диск DVD (1х) может передавать данные по 1250 Кбайт/с, что достигается только при восьмикратной (8х) скорости диска CD-ROM.

Не существует общепринятой терминологии для описания различных «поколений» дисководов DVD. Однако термин «второе поколение» (или DVD II) обычно относится к 2х скоростным дисководам, также способным к чтению носителей CD-R/CD-RW, а термин «третье поколение» (или DVD III) обычно означает дисководы со скоростью 5х (или иногда 4,8х, или 6х), некоторые из которых способны к чтению носителей DVD-RAM.

Форматы записываемых дисков DVD

Существует несколько версий записываемых DVD:

Ш DVD-R обычный, или DVD-R;

Ш DVD-RAM (перезаписываемый);

Ш DVD-RW;

Ш DVD+RW.

Записываемый DVD. DVD-R (или записываемый DVD) во многом концептуально схож с CD-R -- это однократно записываемый носитель, который может содержать любой тип информации, обычно сохраняемой на DVD массового производства -- видео, аудио, рисунки, файлы данных, программы, мультимедиа и т. д. В зависимости от типа записываемой информации диски DVD-R могут использоваться фактически на любом совместимом устройстве воспроизведения DVD, включая дисководы DVD-ROM и проигрыватели DVD-видео. Так как формат DVD поддерживает двухсторонние диски, до 9,4 Гбайт может быть сохранено на двухстороннем диске DVD-R. Данные могут быть написаны на DVD со скоростью 1х (11,08 Мбит/с, что приблизительно эквивалентно скорости 9х CD-ROM). После записи диски DVD-R могут читаться с теми же скоростями, что и массово тиражируемые диски, в зависимости от «х-фактора» (кратности скорости) используемого дисковода DVD-ROM.

DVD-R, подобно CD-R, использует  постоянную линейную скорость (CLV), чтобы максимизировать плотность  записи на дисковой поверхности. Это требует изменения числа  оборотов в минуту (rpm), поскольку диаметр дорожки изменяется при продвижении от одного края диска к другому. Запись начинается на внутренней стороне и заканчивается на внешней. При скорости 1х частота вращения изменяется от 1623 до 632 об/мин для диска емкостью 3,95 Гбайт и от 1475 до 575 об/мин для 4,7 Гбайт в зависимости от позиции головки записи-воспроизведения на поверхности. Для диска в 3,95 Гбайт интервал (подача) дорожек, или расстояние от центра одного витка спиральной дорожки до прилегающей части дорожки, составляет 0,8 мкм (микрон), что вдвое меньше, чем для CD-R. На диске в 4,7 Гбайт используется еще меньшая подача дорожки -- 0,74 мкм.

DVD-RAM. Перезаписываемый DVD-ROM или DVD-RAM использует технологию изменения фазового состояния, которая не является чисто оптической технологией CD и DVD, а комбинацией некоторых особенностей магнитооптических методов и ведет свое происхождение от оптических дисковых систем. Применяемый формат «поверхность--углубление» (land groove) позволяет записывать сигналы как на углублениях, сформированных на диске, так и в промежутках между углублениями. Углубления и заголовки секторов формируются на поверхности диска в процессе его отливки.

В середине 1998 г. появилось первое поколение изделий для многократного использования DVD-RAM емкостью 2,6 Гбайт с обеих сторон диска. Однако эти ранние устройства несовместимы со стандартами более высокой вместимости, которые используют контрастный слой расширения и тепловой буферный слой, чтобы достигнуть более высокой плотности записи. Спецификация для версии 2.0 DVD-RAM вместимостью 4,7 Гбайт на одной стороне была выпущена в октябре 1999 г.

DVD-RW. Известный ранее как DVD-R/W или DVD-ER, носитель DVD-RW (который стал доступен в конце 1999 г.) появляется в процессе эволюционного развития фирмой Pioneer существующих технологий CD-RW/DVD-R.

Диски DVD-RW используют технологию изменения фазового состояния вещества для чтения, записи и стирания информации. Луч лазера длиной волны 650 нм нагревает слой чувствительного сплава, чтобы перевести его или в кристаллическое (отражающее) состояние или аморфное (темное, не отражающее) в зависимости от уровня температуры и последующей скорости охлаждения. Результирующее различие между записанными темными метками и стертыми отражающими распознается проигрывателем или дисководом и позволяет воспроизвести сохраненную информацию.

Носители DVD-RW используют ту же физическую схему адресации, что и DVD-R. В процессе записи лазер дисковода следует за микроскопическим углублением, осуществляя запись данных в спиральной дорожке.

Одно из основных преимуществ третьего перезаписываемого формата DVD -- DVD+RW -- это то, что он обеспечивает лучшую совместимость, чем любой из его конкурентов.

DVD+RW. Спецификация DVD-RAM была компромиссом между двумя различными предложениями основных конкурентов -- группировка Hitachi, Matsushita Electric и Toshiba, с одной стороны, и союз Sony/Philips -- с другой.

DVD+RW имеет много общего  с конкурирующей технологией DVD-RW, поскольку использует носитель  с изменением фазового состояния, и предполагает пользовательский  опыт, полученный при использовании  дисков CD-RW. В формате DVD+RW диски могут  быть записаны как в режиме  постоянной линейной скорости (CLV) для последовательной видеозаписи, так и в формате постоянной  угловой скорости (CAV) для прямого  доступа.

DVD+R. Двухслойная система DVD+R использует две тонкие органические пленки из окрашиваемого материала, разделенные прокладкой (заполнителем). Нагревание сосредоточенным лазерным лучом необратимо меняет физическую и химическую структуру каждого слоя так, что измененные участки получают оптические свойства, отличные от исходных. Это приводит к колебаниям отражающей способности при вращении диска и создает сигнал считывания такой же, как в штампованных дисках DVD-ROM.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие обобщающие выводы:

1. Магнитные накопители  являются важнейшей средой хранения  информации в ЭВМ и разделяются  на накопители на магнитных  лентах (НМЛ) и накопители на магнитных  дисках (НМД).

2. Магнитные диски используются  как запоминающие устройства, позволяющие  хранить информацию долговременно, при отключенном питании.

3. Основные виды накопителей: накопители на гибких магнитных  дисках (НГМД); накопители на жестких  магнитных дисках (НЖМД); накопители  на магнитной ленте (НМЛ); накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

4. Основные виды носителей: гибкие магнитные диски (Floppy Disk); жёсткие магнитные диски (Hard Disk); кассеты для стримеров и других НМЛ; диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

5. Существует несколько  версий записываемых DVD: DVD-R обычный, или DVD-R; DVD-RAM (перезаписываемый); DVD-RW; DVD+RW.

Список литературы

1.Голицына О. Л., Попов  И. И. Основы алгоритмизации и  программирования: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002.

2.Информационные технологии: учеб. пособие / О. Л. Голицына, Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.

3.Каймин В.А. Информатика: учебник. М.: ИНФРА-М, 2000.

4.Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004.

5.Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Технические средства информатизации: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

6.Максимов Н. В., Попов  И. И. Компьютерные сети: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.

7.Надточий А. И. Технические  средства информатизации: учеб. пособие / Под общ. ред. К. И. Курбакова. М.: КОС-ИНФ; Рос. экон. акад., 2003.

8.Основы информатики (учебное  пособие для абитуриентов экономических  ВУЗов) / К. И. Курбаков, Т. Л. Партыка, И. И. Попов, В. П. Романов. М.: Экзамен, 2004.

9.Партыка Г. Л., Попов И. И. Вычислительная техника: учебное  пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.

10.Смирнов Ю. П. История  вычислительной техники: Становление  и развитие: учеб. пособие. Изд-во Чуваш, ун-та, 2004.