<<

стр. 19
(всего 40)

СОДЕРЖАНИЕ

>>

тарей; величины излучения магнитного и электрического полей, а
— поскольку LEP-дисплей обладает крайне малым вре- также методы их измерения. MPR II базируется на концепции
менем переключения (менее 1 микросекунды), его можно ис- о том, что люди живут и работают в местах, где уже есть маг-
пользовать для воспроизведения видеоинформации; нитные и электрические поля, поэтому устройства, которые
— поскольку слой пластика очень тонок, можно исполь- мы используем, такие, как монитор для компьютера, не долж-
лонать специальные поляризующие покрытия для достиже- ны создавать электрические и магнитные поля большие, чем
ния высокой контрастности изображения даже при сильной те, которые уже существуют.
ппстинёй засветке. Заметим, что стандарты ТСО требуют снижения излуче-
Эти преимущества плюс дешевизна привели к возникно- ний электрических и магнитных полей от устройств на столько,
нгиию у LEP-технологии достаточно радужных перспектив. насколько это технически возможно, вне зависимости от элек-
трических и магнитных полей, уже существующих вокруг нас.
4.5. Стандарты безопасности
4.6. Характеристики мониторов
Перейдем к вопросу о стандартах безопасности, тем бо-
лге что на всех современных мониторах можно встретить на-
Типы развертки
клейки с аббревиатурами ТСО и MPR II. Правда, еще встре-
В режимах высокого разрешения немаловажным факто-
чаются надписи «Low Radiation», но на самом деле это не сви-
ром является тип развертки построчный (Non-interlaced), или
детельствует о какой-либо защите, просто так делали произ-
чересстрочный. При построчном способе формирования изоб-
водители Юго-Восточной Азии для привлечения внимания к
ражения все строки кадра выводятся в течение одного перио-
своей продукции. С целью снижения риска для здоровья раз-
да кадровой развертки, то есть осуществляется передача всех
личными организациями были разработаны рекомендации по
строк на экране монитора за один прием без чередования. Об-
параметрам мониторов, следуя которым, производители мо-
ладающие построчной разверткой мониторы позволяют быс-
ниторов борются за наше здоровье. Все стандарты безопасно^
трее выводить изображение на экран и менее подвержены мер-
оти для мониторов регламентируют максимально допустимые
цанию. Все современные мониторы — с построчной разверт-
значения электрических и магнитных полей, создаваемых мо-
кой. При чересстрочном способе за один период кадровой
нитором при работе. Практически в каждой развитой стране
развертки выводятся нечетные строки изображения, за вто-
ость собственные стандарты, но особую популярность во всем
рой — четные. Поэтому говорят, что один кадр делится на два
мире завоевали стандарты ТСО и MPR II, разработанные в
поля. Выходит, в случае чересстрочной развертки частота кад-
Швеции.
ров снижается вдвое.
ТСО Стандартные VGA-карты при 800x600 поддерживают
построчный способ, а 1024x728 — чересстрочный. В чем же их
Ъолее 80% служащих и рабочих в Швеции им«:от дело
различие? Мониторы с построчной разверткой обладают луч-
с компьютерами, поэтому главная задача ТСО (The Swedish
Confederation of Professional Employees — Шведская конфе- шими характеристиками, так как они воспроизводят изобра-
дерация профессиональных коллективов рабочих) — раз- жение на экране быстрее и без мерцания. Они также имеют
работать стандарты безопасности при работе с компьютера- более резкие и четкие изображения. Все мониторы высокого
ми, т. е. обеспечить своим членам и всем остальным безо- качества отображают изображения во всех режимах разреше-
пасное и комфортное рабочее место. Кроме разработки стан- ния с построчной разверткой. Мониторы, имеющие «штат-
дартов безопасности, ТСО участвует в создании специаль- ные» режимы с чересстрочной разверткой, ни одной из веду-
ных инструментов для тестирования мониторов и компью- щих фирм, производящих мониторы, не выпускаются. Поэто-
nepoii му но стоит приобретать мониторы с такой разверткой.
Стандарты ТСО разработаны с целью гарантировать
Разрешающая способность монитора
пользователям компьютеров безопасную работу. Этим стан-
дартам должен соответствовать каждый монитор, продавае- Разрешающая способность, или разрешение, означает плот-
мый в Швеции и в Европе. Рекомендации ТСО используют- ность отображаемого на экране изображения. Она определяет-
ся производителями мониторов тля создания более каче- ся количеством точек или элементов изображения вдоль одной
ственных продуктов, которые менее опасны для здоровья строки и количеством горизонтальных строк. Экран VGA с
пользователей. Суть рекомендаций ГСО состоит не только в разрешением 640x480 точек имеет 640 точек вдоль строки и
определении допустимых значений различного типа излуче- 480 строк, развернутых на экране. Чем выше разрешающая спо-
ний, но и в определении минимально приемлемых парамет- собность, тем больше информации выводится на экран.
ров мониторов, например поддерживаемых разрешений, ин- В настоящее время максимально возможное разрешение
тенсивности свечения люминофора, запаса яркости, энерго- достигает значения 1800x1440, что значительно превышает
потребления, шумности и т. д. Более того, кроме требований, разрешающую способность цветного телевизора, равную при-
в документах ТСО приводятся подробные методики • сти- близительно 800x625 точек. В режиме максимального раз-
рования мониторов. Рекомендации ТСО применяются не толь- ешении монитора, как правило, работать нельзя (слишком
ко в Швеции, но и во всех европейских странах для опреде- мелко). Но максимальное разрешение является одним из важ
ления стандартных параметров, которым должны соответ- нейших параметпов оценки качества монитора: чем выше мак-
ствовать ВГР мониторы. симальное разрешение, тем лучше монитор.
292 Информатика

Оптимальное разрешение жестко связано с размерами 72 Гц. Но это минимум, при этом многие пользователи заме-
кинескопа монитора. Для мониторов с диагональю 14" и 15" чают мерцание экрана, особенно в помещении, освещенном
это 800x600, 17" - 1024x728, для больших - 1280x1024. люминесцентными лампами. Оптимальной является частот,-]
85 Гц и более.
Частота регенерации
Полоса пропускания
Это одна из важнейших характеристик монитора, опре-
Это диапазон частот в МГц, в пределах которого гаран-
деляющая скорость, с которой происходит воспроизведение
тирована устойчивая работа монитора. Полоса пропускания
кадра или полное восстановление (обновление) экрана в еди-
также может быть представлена как быстродействие монито-
ницу времени. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц),
ра, с которым он способен воспринять графическую информа-
где один Гц соответствует одному циклу в секунду. Частота
цию в условиях воспроизведения изображения с максималь-
регенерации дисплея и соответствующие характеристики гра-
ным разрешением, и рассчитана по формуле:
фической платы, с которой работает монитор, предопределя-
ют мерцание изображения для всех режимов работы монито- \у = Н 4V 4F XL

ра. Чем выше частота регенерации, тем меньше мерцание экра- max max max»
где Н ш „ — максимальное разрешение по вертикали,
на и, как следствие, комфортнее условия работы в силу значи-
Vmax — максимальное разрешение по горизонтали,
тельно меньшей утомляемости глаз пользователя. Стандарты
F m x — максимальная частота кадров
VESA определяют сегодня частоту кадровой развертки в от-
Настройка монитора
сутствие мерцания изображения для любых режимов работы
монитора не хуже 85 Гц. Иногда из-за изменения освещенности ни при началь-
Частота строчной развертки, выражающаяся в килогер- ной установке монитора требуется корректировка качеств.'!
цах (КГц), равна количеству строк, которое луч может пробе- изображения, воспроизведения цветов или яркссти. Существу-
жать за одну секунду. Более высокая частота строчной раз- ют три типа систем управления и регулиросгния монитора:
вертки позволяет выводить на экран изображения с более вы- аналоговые, цифровые и цифровые с экранныу меню. Анало-
соким разрешением. Частота кадровой развертки, или частота говые средства управления — это обычны J вращающиеся
смены кадров, выраженная в герцах, соответствует частоте кад- ручки или кнопки, устанавливаемые на всех т: слишком доро-
ров: сколько раз луч формирует полное изображение — от са- гих мониторах. Цифровые средства управления основаны
мой верхней строки до самой нижней — за одну секунду. Чем на использовании микропроцессора, они обеспечивают точ-
выше частота кадровой развертки, тем меньше уровень неже- ные настройки и более просты в эксплуатации. Большинство
лательного мерцания изображения, на которое невольно реа- цифровых средств управления снабжены экранным меню, ко-
гируют глаза и, следовательно, меньше нагрузка на зрение. торое появляется каждый раз, когда активизируются настрой-
Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно ки и регулировки. С помощью цифровых средств управления
мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так установки сохраняются в специальной памяти и не изменяют-
как угол обзора изображения увеличивается. ся при отключении электропитания. Экранные средства уп-
Значение частоты регенерации зазисит от используемо- равления удобны, наглядны, пользователь вил-IT процесс на-
го разрешения, от электрических параметров монитора и от стройки, который становится проще, точнее и понятнее. Кро-
возможностей видеоадаптера. Частоты строчной и кадровой ме этого, все мониторы с меню на экране показывают частоты
разверток подбираются так, чтобы сформировать на экране кадровой и строчной развертки, приходящие на монитор, и
изображение с высоким разрешением и отсутствием мерца- можно проверить правильность установки Э1 их параметров
ния. Минимально допустимая частота кадровой развертки — видеокартой компьютера.
293



ЖЕСТКИЕ ДИСКИ
План
1. Устройство жесткого диска.
2. Интерфейсы.
2.1. ШЕ/АТА.
2.2. SCSI.
2.3. Fibre Channel (оптоволоконный канал).
2.4. IEEE 1394.
2.5. USB.
2.6. Какой интерфейс выбрать.
2.7. RAID.
3. Хранение информации.
3.1. Адресация секторов.
3.2. Разделы.
3.3. Главная загрузочная запись.




Основным устройством хранения информации в компью- плотность записи. Технология его нанесения близка к той,
терной системе является жесткий диск. Большой объем и энер- которая используется при производстве интегральных мик-
гонезависимость сделали его наиболее пригодным для хране- росхем.
ния программ и данных. Количество дисков может быть различным - от одного
Полное название жесткого диска - накопитель на же- до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно,
стких магнитных дисках (НЖМД). Иногда его еще называ- вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и
материал, использованный для магнитного покрытия) опре-
ют винчестером. Бытует легенда, объясняющая, почему за же-
деляет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхнос-
сткими дисками повелось такое причудливое название. Пер-
ти крайних дисков (или одного из них) не используются, что
вый жесткий диск, выпущенный в Америке в начале 1970-х
позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом коли-
годов, имел емкость по 30 Мб информации на каждой рабочей
чество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться
поверхности. В то же время широко известная в той же Аме-
нечетным.
рике магазинная винтовка О. Ф. Винчестера имела калибр
0.30. Наверное, первый винчестер грохотал при своей работе, Магнитные головки считывают и записывают информа-
как автомат, или порохом от него пахло, но с той поры стали цию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который
называть жесткие диски винчестерами. используется в обычном магнитофоне. Цифровая информа-
ция преобразуется в переменный электрический ток, поступа-
ющий на магнитную головку, а затем передается на магнитный
диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может
1. УСТРОЙСТВО ЖЕСТКОГО ДИСКА
воспринять и «запомнить»
Магнитное покрытие диска представляет собой множе-
Накопитель на жестком диске внешне представляет со-
ство мельчайших областей самопроизвольной (спонтанной)
бой прочный металлический корпус. Он полностью гермети-
намагниченности. Для наглядности представьте себе, что диск
чен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при по-
покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направ-
падании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска
ленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называют-
могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести
ся доменами. Под воздействием внешнего магнитного поля
диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от
собственные магнитные поля доменов ориентируются в соот
плсктромагнитных помех.
ветствии с его направлением. После прекращения действия
Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые
внешнего поля на поверхности диска образуются зоны оста-
электронные узлы.
точной намагниченности. Таким образом сохраняется запи
Механизмы — это сами диски, на которых хранится ин-
санная на диск информация. Участки остаточной намагничен-
формация, головки, которые записывают и считывают инфор-
ности, оказавшись при вращении диска напротив зазора маг
мацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в дви-
нитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изме-
жение.
няющуюся в зависимости от величины намагниченности. Па
Диск представляет собой круглую металлическую плас-
кет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в
тину с очень розной поверхностью, покрытую тонким ферро-
движение специальны.») двигателем, компактно расположен
магнитным слоем. Во многих накопителях используется слой
ным под ним Скорость вращения дисков, как правило, со
оксида железа (которым покрывается обычная магнитная лен-
ставляет 5400 об/мин, хотя существуют диски и со скоростью
га), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем
вращения 7200, 10000 и даже 15000 об/мин Для того чтобы
кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие
сократить время выхода накопителя и рабочее состояние, дви
полег прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить
294 Информатика

гатель при включении некоторое время работает в форсиро- да можно наткнуться на некоторые нееовмес" имости, напри-
ванном режиме. Поэтому источник питания компьютера дол- мер, когда конкретный диск не желает работа! ь с конкретным
жен иметь запас по пиковой мощности. кабелем или два диска от разных производит пей не желают
Теперь о работе головок. Они перемещаются с помощью сосуществовать на одном канале контроллере
прецизионного шагового двигателя и как бы «плывут» на рас- На самом деле разница в производите [ьности между
стоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. АТА/33, 66 и 100 не так уж велика, так как разговор идет о
На поверхности дисков в результате записи информации об- пиковой пропускной способности, которая з реальной ра-
разуются намагниченные участки в форме концентрических боте достигается крайне редко. Пока не существует дисков
окружностей. Они называются магнитными дорожками. Пе- АТА/100, обеспечивающих передачу данных ;,зже в 66 Мб/с,
ремещаясь, головки останавливаются над каждой следующей и немногие модели достигли планки в 33 Мб, с. Только кэш-
дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под память жесткого диска может воспользоваться преимущества-
другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все го- ми повышенной пропускной способности. Не для этого раз-
ловки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя мер кэша должен быть достаточно большим. А большин-
доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами. ство IDE-дисков имеет всего 512 Кб кэш-памяти, и только
некоторые, самые дорогие, могут похвастаться еэпюм в 2 или
даже 4 Мб.
2, ИНТЕРФЕЙСЫ Так что главным недостатком IDE по-пре*;нему остает-
ся малая скорость. Конечно, современные IDE диски догнали
Для того чтобы обмениваться данным с компьютером, по скоростным характеристикам старые модели SCSI-дисков,
жесткий диск подключен кабелями управления, по которым но с новыми SCSI-винчестерами им все равно не сравниться.
передаются команды диску и данные. Рассмотрим различные Можно приобрести достаточно быстрый IDE-диск со скорос-
интерфейсы подключения жестких дисков. тью вращения 7200 оборотов в минуту (rpm), но можно ку-
пить и SCSI-привод со скоростью 15,000 rpm, который будет
намного быстрее. А еще время наработки на отказ, заявляе-
2.1. IDE/ATA
мое производителями, у IDE-дисков гораздо меньше, чем у
IDE (Integrated Drive Electronics) — это название типа SCSI-дисков. Возможно, это просто маркетинговые меры, но
жестких дисков, имеющих интерфейс ATA (AT Attachment). повсеместно бытует мнение, что SCSI-устройсгва надежнее,
Дешевая электроника IDE в сочетании с параллельной пере- чем IDE.
дачей данных АТА позволяет производить жесткие диски, Будущее АТА, скорее всего, за стандартом Serial ATA.
приобретение которых не пустит вас по миру. Тем не менее не Serial ATA будет иметь кабель всего с двумя кон-актами (один
стоит забывать, что АТА не предназначен для внешних под- на прием, один на передачу) и должен обеснечить IDE про-
ключений и не поддерживает кабелей длиной более 60 см. пускную способность до 1.5 Гб/с, а возможно, и больше. Это
Один канал АТА может поддерживать до двух дисков, вдвое перекрывает пропускную способность АТА/100, у ко-
первичный — master и вторичный — slave. Очень часто ставят торого контактов в 40 раз больше. Единственным недостат-
на один канал жесткий диск как master И другое, более медлен- ком Serial ATA является то, что на одном канале может быть
ное устройство, типа CD-ROM, как slave. Но так как IDE мо- только одно устройство, но при наличии контроллера с не-
жет обращаться только к одному устройству на канале одно- сколькими каналами это не проблема.
моментно, то снижается производительность системы в целом.
Так что Лучше не иметь slave-устройств в принципе. Тем бо- 2.2. SCSI
лее сейчас все материнские платы имеют по два интегрирован-
SCSI давно стал стандартным интерфейсоу для рабочих
ных канала JDE, а некоторые — три и даже четыре. Если это
станций и серверов. И хотя по деньгам SCSI обюдится суще-
возможно, то лучше подключать жесткий диск как master на
ственно дороже IDE, за эти деньги мы получаем гораздо боль-
первый канал, a DVD или CD-ROM — как master на второй
шую пропускную способность, поддержку большего количе-
канал.
ства устройств на одном канале, гораздо большую длину кабе-
Сегодня на рынке присутствуют три основных стандарта
лей (до 12 м), поддержку внешних устройств и многозадач-
IDE-дисков: AT A/33, AT А/66 и АТА/100. В данном случае
ность.
число показывает максимальную пропускную способность в
Обычная (иногда говорят «узкая») шина SCSI может
мегабайтах в секунду. Для AT А/66 и АТА/100 требуется спе-
нести на себе до 8 устройств, а широкая (wide) — до 16. Сам
циальный 80-контактный кабель, а со стандартным 40-контакт-
SCSI-контроллер занимает один адрес, а остальные 15 остав-
ным АТА/66/100 диск будет работать, как AT А/33. Как пра-
ляет для подключаемых устройств (соответственно, на узкой
вило, такой кабель идет в комплекте со всеми материнскими
шине для устройств остается 7 адресов). Старшие адреса SCSI
платами, поддерживающими АТА/66/100. Эти три стандарта
имеют больший приоритет. Это делает установку SCSI немно-
называют одним словом — UDMA. Хотя иногда и употребля-
го сложной. Обычно лучше дать больший приоритет медлен-
ют UDMA, АТА и IDE в качестве взаимозаменяемых понятий,
ным устройствам, типа CD-ROM, а не жестким дискам.
но это неверно.
Существует множество различных вариан-ов SCSI. Из
Все IDE-диски должны работать со всеми вариантами
доступных сейчас устройств можно назвать Ultra, Ultra2 и
АТА. Диск АТА/100 должен отлично функционировать с кон-
Ultral60 SCSI. Ultra SCSI позволяет передачу 20 Мб/с и
троллером AT А/33, а диск АТА/33 должен так же прекрасно
имеет 8 адресов. Широкая (wide) версия Ultra SCSI подни-
работать с контроллером АТА/100. Но работать винчестер
мает пропускную способность вдвое, то есть до 40 Мб/с.
будет на скорости самого медленного компонента. В обоих
Ultra2 SCSI, известный также как LVD (Low Voltage
приведенных случаях это будет скорость АТА/33, то есть мак-
Differential) SCSI, имеет пропускную способность 40 Мб/г.,
симальная пропускная способность будет равна 33 Мб/с. Иног-
Жесткие диски 295

и, соответственно, wide-версия его дает нам 80 Мб/с. 2.4. IEEE 1394
Ultral60 SCSI продолжает традицию удвоения пропускной
IEEE 1394, он же Fire Wire (как его назвала Apple), он же
способности, но бывает только в варианте wide, что дает
iLink (как его назвала Sony), реально становится стандартом
нам 16 устройств на канале и 160 Мб/с.
для передачи цифрового видео, но также может использовать-
SCSI-устройства, как правило, обладают совместимос-
ся для подключения жестких дисков, сканеров, сетевого обо-
тью, что называется, сверху вниз/Правда, этого никто не
рудования, цифровых камер и всего, что требует хорошей
гарантирует, но в большинстве случаев, для примера, уст-
пропускной способности. В настоящее время FireWire остает-
ройство SCSI-2 будет отлично себя чувствовать на контрол-
ся достаточно дорогим решением (по крайней мере, для рядо-
лере Ultra2Wide SCSI. Однако при этом бывает, что при
вого пользователя), но стандарт все больше проникает во все
наличии на одной шине быстрого и медленного устройств оба
сферы компьютерной периферии и постоянно дешевеет.
начинают работать с максимальной скоростью медленного. А
па самом деле то, как будут вести себя разные SCSI-устрой- FireWire способен поддерживать до 63 устройств на
ства, подвешенные рядом, зависит в основном от контрол- одном канале 400 Мб/с. A IEEE 1394b, первая попытка серь-
лера. езного пересмотра FireWire, будет поддерживать пропускную
способность в 800 Мб/с на канал. FireWire обеспечивает боль-
Со SCSI часто возникают проблемы, касающиеся уста-
шую производительность, но внешние устройства с этим ин-
новки и первой настройки, особенно у тех, кто проделывает
терфейсом нуждаются в отдельном внешнем источнике пи-
это первый раз. Но все эти проблемы с лихвой окупаются
тания.
надежностью данного интерфейса. А появление активных тер-
Первые жесткие диски FireWire уже начинают появлять-
минаторов (то есть устройств, которые обязательно должны
ся, и уже довольно давно существуют модели, использующие
завершать цепочку SCSI-устройств) заметно упростило уста-
транслятор IDE/Fire Wire. А вот для видеокамер, сканеров и
новку SCSI-устройств.
принтеров этот интерфейс используется уже очень широко.
Главное преимущество SCSI выражается термином
Также на базе FireWire можно строить производительные ло-
high-end, то есть самые быстрые, самые объемистые жесткие
кальные сети. Многие модели компьютеров Apple имеют один
диски имеют интерфейс SCSI. Например, Seagate Cheetah с
или два FireWire-порта, но на PC этот стандарт пока такого
15 000 оборотов на шпинделе в варианте IDE никогда не
признания не получил.
производился и вряд ли буцет. А способность поддержи-
Самой приятной особенностью FireWire является воз-
вать до 15 устройств на одном канале говорит об отличной
можность «горячего» подключения. То есть можно подклю-
масштабируемости, что для определенных целей тоже край-
чать и отключать FireWire-устройства, не выключая компью-
не важно.
тер. Но если таким устройством является жесткий диск, то
А будущее SCSI уже расписано как по нотам. Появляют-
операционная система должна уметь монтировать новые жест-
ся первые устройства Ultra320, и следующим шагом будет
кие диски «на лету».
Ultra640. Сам стандарт SCSI изначально предполагал масш-
Будущее IEEE 1394 выглядит достаточно оптимистич-
табируемость и стал масштабируем настолько, что вряд ли
но, учитывая молодость этого стандарта и уже почти готовую
что-то может с ним сравниться в этом.
спецификацию 1394b, позволяющую удвоить пропускную спо-
собность. А признание данного стандарта — дело недалекого
2.3. Fibre Channel (оптоволоконный канал) будущего, популярность его растет с каждым днем, а цены,
соответственно, падают.
Fibre channel — это интерфейс, в корне отличающийся от
SCSI и IDE. Вообще он ближе к Ethernet и InfiniBand. Этот
интерфейс предназначен не только для того, чтобы подсоеди- 2.5. USB
нять жесткие диски и другую периферию к системе, а в первую
USB (Universal Serial Bus — универсальная последова-
очередь для организации сетей, объединения удаленных друг
тельная шина) — стандарт, получивший за последние несколь-
от друга массивов жестких дисков и прочих операций, требу-
ко лет крайне широкое распространение. Сложно найти ком-
ющих высокой пропускной способности в сочетании с боль-
пьютер, на котором не было бы поддержки USB. Данный ин-
шими расстояниями. Fibre channel часто используется для со-
терфейс имеет два скоростных режима. Первый — высокоско-
единения SCSI RAID-массивов с сетью рабочей группы либо
ростной — обеспечивает пропускную способность 12 Мб/с и
сервером.
длину соединительных кабелей до 5 м. Второй - низкоско-
Существующие технологии позволяют пропускную спо-
ростной — пропускная способность 1.5 Мб/с и длина кабелей
собность Fibre channel в 100 Мб/с, а теоретический предел
до 3 м. Понятно, что для жестких дисков данный стандарт
данной технологии лежит где-то в районе 1.06 Гб/с. При этом
малопригоден из-за своей медлительности, а вот для всяких
уже сейчас ряд компаний занят разработкой устройств с про-
устройств резервного копирования, CD-R, сканеров, сетевых
пускной способностью до 2.12 Гб/с, но это уже следующее
устройств и устройств ввода вполне- подходит.
поколение интерфейса Fibre channel. На сегодняшнем рынке
На одном канале USB может присутствовать до 127 уст^
также присутствуют решения, когда для достижения очень
ройств, для чего могут использоваться .устройства, пропуска-
большой пропускной способности используется целый ряд
ющие через себя сигнал, либо USB-концентраторы. USB име-
каналов Fibre channel одновременно.
ет так называемый мастер-контроллер, так что любой сигнал,
В отличие от SCSI, Fibre channel обладает гораздо боль-
передаваемый, скажем, от USB-жесткого диска к USB CDR
шей гибкостью. Если SCSI ограничивается всего 12 м, то
должен пройти через контроллер, а уже затем отправиться к
Fibre channel позволяет соединения протяженностью до
требуемому устройству. Это очень понижает пропускную спо-
10 км при "использовании оптического кабеля и несколько
собность при использовании нескольких USB-устройств. Кроме
меньше при использовании относительно недорогих мед-
того, USB-устройгтва не могут быть разделяемыми (в сети
ных соединении
296 Информатика

например), хотя два компьютера можно соединить между со- самого накопителя. Операционная система помещает данные
бой USB-сетью через USB-MOCT. на хранение и обслуживает каталог секторо! диска, закреп-
ленных за файлами. Когда вы даете системе команду сохра-
Несмотря на все недостатки, USB позволяет «горячее»
нить файл или считать его с диска, она передает ее в контрол-
подключение. Правда, операционная система все равно потре-
лер жесткого диска, который перемещает магнитные головки
бует драйвер нового устройства, но перезагружать компьютер
к таблице расположения файлов соответств} бэщего логичес-
не придется.
кого диска. Затем операционная система считывает эту табли-
В настоящее время все большее распространение по-
цу, осуществляя в зависимости от команды п >;ICK свободного
лучает стандарт USB 2.O. Он поднимает планку пропускной
сектора диска, в котором можно сохранить вновь созданный
способности с 12 до 4.80 Мб/с. Это позволяет использовать
файл, или начало запрашиваемого для считывания файла.
USB 2.0 для подключения внешних жестких дисков, и такие
диски уже появились. Информация таблицы размещения файл с в поступает из
электронной схемы накопителя в контроллер жесткого диска
и возвращается операционной системе, после чзго ОС генери-
2.6. Какой интерфейс выбрать
рует команду установки магнитных головок над соответству-
На самом деле выбор уже определен вашей целью. Если ющей дорожкой диска для записи или считывания нужного
вы собираете домашний компьютер для игр или для офис- сектора. Записав новый файл на свободные сектора диска, ОС
ной работы, то IDE-диск даст вам самую лучшую комбина- возвращает магнитные головки в зону распотожения табли-
цы и вносит в нее изменения, последовательно перечисляя все
цию цены/производительности. USB хорошо подойдет для
сектора, на которых записан файл.
внешнего CDR или ленточного накопителя для резервного
копирования (если копировать не слишком много). Если вам
нужен быстрый внешний диск для подключения к ноутбуку 3.1. Адресация секторов
или для регулярной переноски между несколькими компьюте-
рами, и основным требованием помимо мобильности является Жесткий диск, как и всякое другое блочное устройство,
производительность, то ваш выбор — IEEE 1394. Если речь хранит информацию фиксированными порция\:и, которые на-
зываются блоками. Блок является наименьше к порцией дан-
идет об оснащении серьезной рабочей станции или сервера,
ных, имеющей уникальный адрес на жестком .шске. Для того
где критична надежность и производительность, то лучший
чтобы прочесть или записать нужную информацию в нужное
выбор — SCSI, особенно в форме RAID, хотя и стоит доста-
место, необходимо представить адрес блока в качестве пара-
точно дорого. А если вы формируете кластер автоматизиро-
метра команды, выдаваемой контроллеру жестк-эго диска. Раз-
ванных рабочих мест, которым необходим высокоскоростной
мер блока уже с давних пор является стандартным для всех
доступ к большому массиву данных, то Fibre channel обеспе-
жестких дисков — 512 байт. К сожалению, достаточно часто
чит вам скорость; удаленность рабочих мест от массива ин-
происходит путаница между такими понятиям -, как «сектор»,
формации практически не имеет значения. Другая возмож-
«кластер» и «блок». Фактически между «блоком» и «секто-
ность заключается в создании сети Gigabit Ethernet, а для сер-
ром» разницы нет. Правда, одно понятие логическое, а вто-
вера, как правило, выбирают решение RAID SCSI; для некри-
рое — топологическое. «Кластер» — это несколько секторов,
тичных серверов — IDE RAID.
рассматриваемых операционной системой как одно целое.
Почему же отказались от простой работы с секторами?
2.7. RAID
Переход к кластерам произошел потому, что размер таблицы
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточ- размещения файлов был ограничен, а размер ^иска увеличи-
ный массив недорогих дисков) преследует две основные цели: вался. В случае файловой системы FAT16 для диска объемом
повысить скорость и/или надежность. Существует достаточ- 512 МБ кластер будет составлять 8 КБ, до 1 ГБ — 16 КБ, до
но много типов RAID, но основные — это RAID 0, 1 и 0+1. 2 ГБ — 32 КБ и т. д. Для того чтобы однозначно адресовать
RAID 0 позволяет объединить объем двух дисков в единое блок данных, необходимо указать все три числа (номер ци-
целое, так что операционная система будет видеть их и ис- линдра, номер сектора на дорожке, номер головки). Та'кой
пользовать как один физический диск. RAID 1 позволяет способ адресации диска был широко распространен и получил
создавать «зеркало», то есть информация пишется сразу как впоследствии обозначение аббревиатурой CHS ^cylinder, head,
на первый, так и на второй диск, и если первый, основной, sector). Именно этот способ был первоначально реализован в
диск выйдет из строя, то все данные на втором будут в цело- BIOS, поэтому впоследствии возникли огранитения, связан-
сти и сохранности. RAID 0+1 использует одновременно два ные с ним. Дело в том, что BIOS определил разрядную сетку
описанных выше режима (не забывайте, что при этом требу- адресов на 63 сектора, 1024 цилиндра и 255 головок. Однако
ется как минимум четыре жестких диска: два сливаются в развитие жестких дисков в то время ограничилось использо-
массив и два используются для «зеркала»). Есть еще другие ванием лишь 16 головок в связи со сложностью изготовле-
варианты RAID для повышения надежности хранения ин- ния. Отсюда появилось первое ограничение на. максимально
формации, например контроль четности, для проверки цело- допустимую для адресации емкость жесткого диска:
стности данных. 1024x16x63x512 - 504 Мб.
Со временем производители стали делать HDD большего
размера. Соответственно, число цилиндров на них превысило
1024, максимально допустимое число цилиндров (с точки зрения
3. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
старых BIOS). Однако адресуемая часть диска продолжала рав-
няться 504 Мб при условии, что обращение к диску белось сред-
Хранение и извлечение данных с диска требует взаимо-
ствами BIOS. Это ограничение со временем было снято введени-
действия между операционной системой, контроллером жест-
ем так называемого механизма трансляции адрес лв.
кого диска и электронными и механическими компонентами
Жесткие диски 297

Проблемы, возникшие с ограниченностью BIOS по части Во время загрузки компьютера BIOS загружает первый
физической геометрии дисков, привели в конце концов к по- сектор головного раздела (загрузочный сектор) и передает
явлению нового способа адресации блоков на диске. Этот спо- ему управление. В начале этого сектора расположен загруз-
чик (загрузочный код), который прочитывает таблицу разде-
соб довольно прост. Блоки на диске описываются одним пара-
лов и определяет загружаемый раздел (активный). А дальше
метром — линейным адресом блока. Адресация диска линейно
все повторяется. То есть он загружает загрузочный сектор
получила аббревиатуру LBA (logical block addressing). Линей-
этого раздела на этот же адрес и снова передает ему управле-
ный адрес блока однозначно связан с его CHS-адресом:
ние.
lba = (Цилиндр х ВсегоГоловок + Головка) х
х Секторов + (Сектор-1). Разделы являются контейнерами всего своего содержи-
мого. Этим содержимым является, как правило, файловая си-
Введение поддержки линейной адресации в контролле-
стема. Под файловой системой, с точки зрения диска, понима-
ры жестких дисков дало возможность BIOS заняться трансля-
ется система разметки блоков для хранения файлов. После
цией адресов. Суть этого метода состоит в том, что если в
того как на разделе создана файловая система и в ней разме-
приведенной выше формуле увеличить параметр ВсегоГоло-
щены файлы операционной системы, раздел может стать за-
вок, то потребуется меньше цилиндров, чтобы адресовать то
гружаемым. Загружаемый раздел имеет в своем первом блоке
же самое количество блоков диска. Но зато потребуется боль-
небольшую программу, которая производит загрузку опера-
ше головок. Однако головок-то как раз использовалось всего
ционной системы. Однако для загрузки определенной систе-
16 из 255. Поэтому BIOS стали переводить избыточные ци-
мы нужно запустить ее загрузочную программу из первого
линдры в головки, уменьшая число одних и увеличивая число
блока.
других. Это позволило им использовать разрядную сетку го-
ловок целиком и отодвинуло границу адресуемого устрой- Разделы с файловыми системами не должны пересекать-
ством BIOS дискового пространства до 8 ГБ. ся. Это связано с тем, что две разные файловые системы име?
ют каждая свое представление о размещении файлов, но когда
Нельзя не сказать несколько слов и о Large Mode. Этот
это размещение приходится на одно и то же физическое место
режим работы предназначен для работы жестких дисков объе-
на диске, между файловыми системами возникает конфликт.
мом до 1 ГБ. В Large Mode количество логических головок
Этот конфликт возникает не сразу, а лишь по мере того, как
увеличивается до 32, а количество логических цилиндров
файлы начинают размещаться в том месте диска, где разделы
уменьшается вдвое. При этом обращения к логическим го-
пересекаются. Поэтому следует внимательно относиться к раз-
ловкам 0.. F транслируются в четные физические цилиндры, а
метке диска на разделы.
обращения к головкам 10.. IF — в нечетные. Винчестер, раз-
меченный в режиме LBA, несовместим с режимом Large, и на- Само по себе пересечение разделов не опасно. Опасно
оборот. именно размещение нескольких файловых систем иа пересе-
кающихся разделах. Разметка диска на разделы еще не озна-
Дальнейшее увеличение адресуемых объемов диска с
чает создания файловых систем. Однако уже сама попытка
использованием прежних сервисов BIOS стало принципиаль-
создания пустой файловой системы (то есть форматирование)
но невозможным. Действительно, все параметры задействова-
на одном из пересекающихся разделов может привести к воз-
ны максимально (63 сектора, 1024 цилиндра и 255 головок).
никновению ошибок в файловой системе другого раздела. Все
Тогда был разработан новый расширенный интерфейс BIOS,
сказанное относится в одинаковой степени ко всем операци-
учитывающий возможность очень больших адресов блоков.
онным системам, а не только самым популярным.
Однако этот интерфейс уже не совместим с прежним, вслед-
Диск разбивается на разделы программным путем. То
ствие чего старые операционные системы, такие, как DOS, ко-
есть вы можете создать произвольную конфигурацию разде-
торые пользуются старыми интерфейсами BIOS, не смогли и
лов. Информация о разбиении диска хранится в самом первом
не смогут переступить границы в 8 ГБ.
блоке жесткого диска, называемым главной загрузочной за-
Практически все современные системы уже не пользу-
писью (Master Boot Record (MBR)).
ются BIOS, а используют собственные драйверы для рабо-
ты с дисками. Поэтому данное ограничение на них не рас-
пространяется. Но следует понимать, что прежде, чем сис- 3.3. Главная загрузочная запись
тема сможет использовать собственный драйвер, она долж-
MBR является.основным средством загрузки с жестко-
на его загрузить. Поэтому на этапе начальной загрузки лю-
го диска, поддерживаемым BIOS. Только один из разделов
бая система вынуждена пользоваться BIOS. Это и вызыва-
диска имеет право быть помеченным как активный, что будет
ет ограничения на размещение многих систем за пределами
означать, что программа загрузки должна загрузить в память
8 ГБ, они не могут оттуда загружаться, но могут читать и
первый сектор именно этого раздела и передать туда управле-
писать информацию (например, DOS, который работает с
ние. Программа загрузки просматривает таблицу разделов,
диском через BIOS).
выбирает из них активный, загружает первый блок этого раз-
дела и передает туда управление.
3.2. Разделы
Рассмотрим, как операционные системы класса MS-DOS
и Windows 9x оперируют с разделами. ОС забирает в свое
Рассмотрим размещение операционных систем на жест-
пользование два из четырех разделов: Primary DOS partition,
ких дисках. Для организации систем дисковое адресное про-
Extended DOS partition. Первый из них (primary) получает
странство блоков разделяется на части, называемые раздела-
букву С:. Второй — это контейнер логических дисков. Они
ми (partitions). Разделы полностью подобны целому диску в
все находятся там в виде цепочки подразделов, которые так и
том, что они состоят из смежных блоков. Благодаря такой
именуются: D:, Е: и т. д. Логические диски могут иметь и ино-
организации для описания раздела достаточно указания нача-
родные файловые системы, отличные от файловой системы
ла раздела и его длины в блоках. Жесткий диск может содер-
FAT, которая применяется в DOS/Windows 9x. Однако, как
жать четыре первичных раздела.
298 Информатика

правило, инородность файловой системы связана с присут- загрузить. С желанием иметь сразу несколько систем возника •
ствием еще одной операционной системы, которую следовало ет необходимость заводить программу, позволяющую выби-
бы поместить в свой собственный раздел (не extended DOS), рать систему для загрузки.
но для таких действий часто оказывается слишком маленькой В операционных системах Windows NT/2000/XP загруз-
таблица разделов. чик помещается в загрузочной записи ЭКТИЕНОГО раздела. В
Отметим еще одно важное обстоятельство. Когда на чи- загрузчике предусмотрена возможность выбора как загружа-
стый жесткий диск устанавливается DOS/Windows 9х, то при емой операционной системы, так и раздела, где она находится.
загрузке нет никаких альтернатив в выборе операционных За разделами в операционной системе также закрепляются
систем. Поэтому загрузчик выглядит весьма примитивно, ему определенные буквы, однако они могут быть и ыенены пользо-
не надо спрашивать у пользователя, какую систему тот хочет вателер




CD-ROM И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
План
1. Что такое компакт-диск.
2. Как изготавливают компакт-диски.
3. Как устроен привод CD-ROM.
4. Записываемые и перезаписываемые компакт-диски.
Как записываются CD-R и CD-RW.
5.
6. Какие существуют форматы записи CD-ROM.
7. Как обращаться с компакт-дисками.


циальной химически нейтральной краской). Общая толщина
1. ЧТО ТАКОЕ КОМПАКТ-ДИСК
диска — 1.2 мм.
Компакт-диски были изобретены в 1980 г. инженерами Информация записана на диск в виде спиральной дорож-
фирм Sony и Philips. Первоначально компакт-диски использо- ки, идущей от центра к краю диска, на которой расположены
вались для записи аудиофонограмм. Стандарт аудиодисков углубления (так называемые питы). Информация кодируется
называется CD-DA (Compact Disk — Digital Audio, компакт- чередованием питов (условно — логической 1) и промежут-
диск - цифровой звук). Главное преимущество компакт-дис- ков между ними (условно — логических 0). Расстояние между
ка перед традиционными носителями звука (грампластинки, витками дорожки выбирается от 1.4 до 2 мкм, стандарт опре-
магнитная лента) состоит в необычайно высоком качестве деляет расстояние в 1.6 мкм. Информация на диске закодиро-
звучания при воспроизведении фонограмм. При проигрыва- вана помехоустойчивым кодом Рида — Соломона с использо-
нии компакт-дисков считывающим устройством является ла- ванием чередования — так что мелкие сбои при чтении дорож-
зерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механи- ки никак не отражаются на достоверности считанной инфор-
ческого контакта. Поэтому в воспроизводимой фонограмме мации. Дорожка может быть непрерывной ЛУ.СО делиться на
полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск, фрагменты (например, сессии в мультисессионлых дисках).
свойственные обычным грампластинкам.
С развитием компьютерной техники компакт-диски ста-
ли использовать в качестве устройства для хранения ин- 2. КАК ИЗГОТАВЛИВАЮТ КОМПАКТ-ДИСКИ
формации. Такие диски получили название CD-ROM (Com-
pact Disk - Read-Only Memory, компакт-диск — постоян- Производство компакт-дисков чем-то напоминает выпуск
ное запоминающее устройство). С точки зрения физичес- грампластинок, поскольку в обоих случаях используется ме-
кого устройства CD-ROM диск полностью идентичен зву- тод штамповки или прессования.
ковому CD-DA-диску и отличается лишь логической струк- Основной способ изготовления дисков — прессование с
турой дорожки (дорожек). матрицы. Эталонный диск изготавливается из очень чистого
нейтрального стекла и покрывается специальным пластико-
Стандартный компакт-диск (CD) состоит из трех слоев:
вым слоем фоторезиста - материала, изменяющего свою ра-
основы, отражающего и защитного. Основа выполнена из про-
створимость под воздействием лазерного лучи. Затем мощ-
зрачного поликарбоната, па котором методом прессования
ный записывающий лазер с числовым программным уп-
сформирован информационный рельеф. Поверх рельефа на-
равлением от компьютера наносит на эту пленку ямочки раз-
пыляется металлический отражающий слой (алюминий, золо-
личной длины, содержащие полезную музыкальную или циф-
то, серебро, другие металлы и сплавы). Отражающий слой
ровую информацию. При обработке записанного оригинала
покрывае ся сверху защитным слоем поликарбоната или ней-
растворителем на стекле возникает требуемый рельеф, кото-
трального лака - так, чтобы вся металлическая поверхность
рый методом гальванопластики переносится на никелевый
была защищена от контакта со внешней средой. На защитный
оригинал (негатив), способный служить матрицей при мелко-
слой наносят надписи и рисунки (методом шелкографпи спе-
CD-ROM и его применение 299

серийном производстве либо основой для снятия позитивных Система загрузки диска обычно выполняется в двух ва-
копий, С которых, в свою очередь, снимаются негативы для риантах: с использованием специального футляра для диска
массового тиражирования. (caddy), вставляемого в приемное отверстие привода, и с ис-
пользованием выдвижного лотка (tray), на который кладется
Штамповка выполняется методом литья под давлением:.
сам диск. В обоих случаях система содержит двигатель, при-
с негативной матрицы прессуется поликарбонатная подложка
водящий в движение лоток или футляр, а также механизм
С рельефом, сверху напыляется отражающий слой, который
перемещения рамы, на которой закреплена вся механическая
покрывается лаком. Поверх защитного слоя обычно наносят-
система вместе со шпиндельным двигателем и приводом опти-
ся информационные надписи и изображения.
ческой головки, в рабочее положение, когда диск ложится на
подставку шпиндельного двигателя.
При использовании обычного лотка привод невозможно
3. КАК УСТРОЕН ПРИВОД CD-ROM
установить в иное положение, кроме горизонтального. В при-,
водах, допускающих монтаж в вертикальном положении (на-
Обычный привод состоит из платы электроники, шпин-
пример, в ноутбуках), конструкция лотка предусматривает
дельного двигателя, системы оптической считывающей голов-
фиксаторы, удерживающие диск при выдвинутом лотке.
ки и системы загрузки диска.
В настоящее время все большее распространение полу-
На плате электроники размещены все управляющие схе-
чают приводы с щелевой загрузкой. Такие системы содержат
мы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы
двигатель для втягивания и выброса дисков через узкую за-
интерфейса и выхода звукового сигнала. Большинство при-
рядную щель в передней панели.
водов использует одну плату электроники, однако в некото-
На передней панели привода обычно расположены кноп-
рых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогатель-
ка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения
ные небольшие платы.
к приводу и гнездо для подключения наушников с электрон-
Шпиндельный двигатель служит для приведения диска
ным или механическим регулятором громкости. В ряде моде-
во вращение с постоянной или переменной линейной скорос-
лей добавлена кнопка Play/Next для запуска проигрывания
тью. Обычно диск вращается с постоянной линейной скорос-
звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками;
тью, что означает, что скорость прохождения диска под голов-
кнопка Eject при этом обычно используется для остановки
кой должна быть постоянной. Для этого шпиндель меняет ча-
проигрывания без выбрасывания диска. На некоторых моде-
стоту вращения в зависимости от радиуса дорожки, с которой
лях с механическим регулятором громкости, выполненным в
в данный момент считывает информацию оптическая головка.
виде ручки, проигрывание и переход осуществляются при на-
При перемещении головки от внешнего радиуса диска к внут-
жатии на торец регулятора.
реннему диск должен быстро увеличить скорость вращения
Большинство приводов также имеет на передней панели
примерно вдвое, поэтому от шпиндельного двигателя требу-
небольшое отверстие, предназначенное для аварийного извле-
ется хорошая динамическая характеристика. Двигатель исполь-
чения диска в тех случаях, когда обычным способом это сде-
зуется как для разгона, так и для торможения диска.
лать невозможно (например, при выходе из строя привода лот-
На оси шпиндельного двигателя закреплена подставка, к
ка или всего CD-ROM, при выключенном питании и т. п.). В
которой после загрузки прижимается диск. Поверхность под-
отверстие нужно вставить шпильку или распрямленную скреп-
ставки обычно покрыта резиной или мягким пластиком для
ку и аккуратно нажать — при этом снимается блокировка лотка
устранения проскальзывания диска. Прижим диска к подстав-
или дискового футляра, и его можно выдвинуть вручную.
ке осуществляется при помощи шайбы, расположенной с дру-
В качестве стандартной скорости вращения для CD-ROM
гой стороны диска; подставка и шайба содержат постоянные
принята скорость вращения аудиодисков в обычных плее-
магниты, сила притяжения которых прижимает шайбу через
рах. При такой скорости вращения диска поток данных с
диск к подставке. В некоторых конструкциях для этого ис-
CD-ROM-диска (для формата ISO9660 с сектором 2048 байт)
пользуются спиральные или плоские пружины.
составляет 150 КБ/с. Приводы, обеспечивающие больший по-
Система оптгческой головки состоит из самой голов-
ток, соответственно называются Х-скороетными, Например,
ки и системы ее перемещения. В головке размещены лазер-
привод, обеспечивающий Чтение CD-ROM с потоком данных
ный излучатель на основе инфракрасного лазерного свето-
в G00 КБ/с, называется 4-скоростным (так как 600 к/150 к - 4).
диода, система фокусировки, фотоприемник и предваритель-
Достигается ли это за счет увеличения скорости вращения
ный усилитель. Система фокусировки представляет собой
диска или каким-то другим путем (например, использова-
подвижную линзу, приводимую в движение электромагнит-
нием двухлучевой оптоголовки) — как для маркировки, так
ной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по
и для пользователя, абсолютно неважно.
аналогии с подвижной системой громкоговорителя. Изме-
Так как физические параметры диска (неравномерность
нение напряженности магнитного поля вызывает переме-
толщины, геометрический эксцентриситет и т. д.) были стан-
щение линзы н перефокусировку лазерного луча. Благода-
дартизированы исходя из допустимых вибраций на
ря малой'инерционности такая система эффективно отсле-
стандартной (1х) скорости вращения, с ростом скоростей воз-
живает вертикальные биения диска даже при значительных
никают значительные вибрации диска, ухудшающие надеж-
скоростях вращения.
ность считывания. Некоторые приводы при многократных
Система перемещения головки имеет собственный дви-
ошибках чтения могут автоматически снижать скорость вра-
гатель, приводящий в движение каретку с оптической голов-
щения диска, однако многие из них после этого не могут вер-
кой при помощи зубчатой либо червячной передачи. Для ис-
нуться к своей максимальной скорости вплоть до смены дис-
ключения люфта используется соединение с начальным па-
ка. На скоростях вращения свыше 4000—5000 об/мин из-за
пряжением: при червячной передаче — подпружиненные ша-
вибраций надежное считывание без кардинального изменения
рики, при зубчатой — подпружиненные в разные стороны пары
конструкции шпинделя и оптоголовки становится практичес-
шестерней.
300 Информатика

ки невозможным, поэтому многие модели скоростных CD-ROM дах. Для чтения CD-RW формально необходим привод с ав-
либо ограничивают верхний предел скорости вращения, либо томатической регулировкой усиления фотог риемника (Auto
уменьшают скорость вращения при возникновении вибраций. Gain Control), хотя некоторые обычные приводы CD-ROM и
При этом на внешних дорожках скорость передачи обычно бытовые проигрыватели способны читать их наравне с обыч-
достигает номинальной, а по мере приближения к внутренним ными дисками. Способность привода читать CD-RW носит
значительно падает. название Multiread; ранние приводы маркировались «CD-E
В настоящее время скорости приводов достигают 52х—54х. Enabled». Диски CD-R можно использовать для записи в при-
Однако качество чтения дисков в таких приводах значитель- водах CD-RW, но не наоборот. В настоящее время приводы,
но хуже, чем, например, в 40х-моделях. Кроме того, центро- позволяющие записывать только CD-R, практически не вы-
бежные, силы, возникающие при разгоне до таких скоростей, пускаются. Вес современные пишущие приводы представля-
могут вызвать повреждение или даже разрыв диска в приво- ют собой комбинированные устройства, позвеляющие читать
де. Поэтому дальнейшее наращивание скоростей практически CD-ROM/CD-R/CD-RW и записывать CD-R/CD-RW. Ско-
все производители приводов компакт-дисков признали неце- рости чтения и записи указываются в маркировке привода.
лесообразным и переключились либо на повышение каче- Например, маркировка 52х/48х/24х говорит э том, что при-
ства чтения, либо на удешевление стоимости привода, либо вод может читать диски на скорости 52х, записывать CD-R на
обратили внимане на другие технологии, например записыва- скорости 48х и записывать CD-RW на скорости 24х.
емых и перезаписываемых дисков. Перезаписываемый диск может иметь таяую же структу-
ру дорожек и файловую систему, что и CD-R, либо на нем
может быть организована специальная файловая система UDF
(Universal Disk Format — универсальный дисковый формат),
4. ЗАПИСЫВАЕМЫЕ И ПЕРЕЗАПИСЫВАЕМЫЕ
позволяющая динамически создавать и уничтожать отдель-
КОМПАКТ-ДИСКИ
ные файлы на диске.
Диски CD-R и CD-RW имеют различные цвета рабочей
Кроме CD-ROM, то есть дисков только для чтения, су-
поверхности, в отличие от CD-ROM, которые имеют серебри-
ществуют еще системы однократной (CD-R, CD-Recordable -
стый цвет. Это объясняется различным материалом регистри-
записываемый CD) и многократной (CD-RW, CD-ReWritable -
рующего и отражающего слоев. В качестве регистрирующего
перезаписываемый CD) записи компакт-дисков. Терминами
слоя для дисков CD-R наиболее распространены органичес-
CD-R и CD-RW обозначаются как устройства для записи, так
кие соединения, известные под условными названиями «циа-
и сами диски.
нин» (Cyanine) и «фталоцианин» (Phtalocyanme). Цианин имеет
Для однократной записи используются так называемые
голубой (cyan) цвет (от которого и происходит название ма-
«болванки», представляющие собой обычный компакт-диск,
териала, не имеющее отношения к цианидам — химическим
в котором отражающий слой выполнен преимущественно из
• производным циановодорода) и характеризуется средней стой-
золотой или серебряной пленки, а между ним и поликарбонат-
костью к облучению светом и перепадам температуры. Фтало-
ной основой расположен регистрирующий слой из органичес-
циании имеет золотистый цвет и значительно более стоек ко
кого материала. В исходном состоянии слой прозрачен, а в
внешним воздействиям.
процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя,
В качестве отражающих материалов используют золото
которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающе-
и серебро, реже — алюминий и сплавы. Соответственно, рабо-
му слою, образуя участки, аналогичные питам. Для облегче-
ния слежения за дорожкой при записи на диске в процессе чая поверхность диска с отражающим слоем из бесцветного
изготовления формируется предварительный рельеф (размет- металла имеет цвет своего регистрирующего стоя, а отражаю-
ка), дорожка которого содержит метки кадров и сигналы син- щий слой из золота изменяет цвет цианина с клубого на зеле-
хронизации, записанные со сниженной амплитудой и впослед новатый.
ствии перекрываемые записываемым сигналом. Органический слой дисков CD-RW обычно имеет сери-
коричневый цвет.
Записываемые диски за счет наличия органического фик-
На диске CD-R/CD-RW или коробке сообщается также
сирующего слоя имеют более низкий коэффициент отраже-
максимально допустимая скорость записи (1.ч—40х). Для за-
ния, чем штампованные, отчего некоторые проигрыватели
писи на повышенных скоростях нужен рассчитанный на эти
(Compact Disk Player - CDP), рассчитанные на стандартные
скорости регистрирующий слой, и превышение допустимой
алюминиевые диски и не имеющие запаса по надежности чте-
скорости записи может привести к смазываник информацион-
ния, могут воспроизводить диски CD-R менее надежно, чем
обычные ных меток и последующей плохой читаемости диска либо к
полной его негодности. Отсутствие маркировки скорости или
В перезаписываемых дисках используется промежуточ
упоминания о ней в сопроводительном тексте говорит о том,
ный слой из органической пленки, изменяющей под воздей
что запись на повышенных скоростях не гарантируется.
ствием луча свое фазовое состояние с аморфного на кристал1
Поскольку отражающий слой дисков CD-R/CD-RW
лическое и обратно, в результате чего меняется прозрачность
слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря обычно делается из золота и серебра, менее подверженных
тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше окислению, чем алюминий в большинстве штампованных дис-
критической температуры переходит в аморфное состояние и коз, они тускнеют медленнее обычных. Однако материал ре-
остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры гистрирующего слоя CD-R/CD-RW более ^'вствителен к
значительно ниже критической восстанавливает кристалли- свету и также подвержен окислению и разложению. Кроме
ческое состояние. Существующие диски выдерживают от ты- того, регистрирующая пленка находится в полужидком со-
сяч до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отража- стоянии и потому чувствительна к ударам и деформациям дис-
ющая способность существенно ниже штампованных и одно- ка, например к его перегибу при извлечении из коробки. Наи-
кратных CD, что затрудняет их считывание в обычных приво- более оптимистичная оценка времени жизни дисков на основе
CD-ROM и его применение 301

с сохранением, временных ТОС в элементах РМА (запись с
фталоцианина - около 100 лет, однако реальные цифры для
оставлением открытой сессии).
большинства современных дисков (цианин и другие материа-
Накладные расходы на первую сессию составляют 22.5 Мб,
лы) гораздо ниже. Примерная оценка долговечности средне-
на каждую последующую — 13.5 Мб, проявляются не в огра-
го CD-R на основе массовой статистики — около двух-трех и
ничении доступного пространства в очередной сессии, а в его
более лет при аккуратном обращении и около года — при ин-
уменьшении для последующих сессий. Если при этом пользо-
тенсивном использовании в сочетании с неаккуратным обра-
вательская область будет исчерпана — запись дополнитель-
щением (удары, перегибы, воздействие тепла, влажности, яр-
ных сессий будет невозможна.
кого света и т. п.). Для качественно изготовленных и записан-
При закрытии сессии в ее Lead-in записывается указатель
ных дисков при полном соблюдении условий хранения и экс-
на свободную область диска непосредственно за Lead-Out, что
плуатации время жизни оценивается минимум в 10 лет.
дает возможность дописывания на диск новых сессий. Однако
по наиболее универсальным стандартам CD-DA и CD-ROM,
чтобы нормально считываться во всех устройствах, диск дол-
5. КАК ЗАПИСЫВАЮТСЯ CD-R И CD-RW
жен быть полностью закрыт — в этом случае указателя на
свободную область не создается, диск становится недоступ-
Запись дисков CD-R выполняется при помощи специ-
ным для последующей записи. Подавляющее большинство
альных программ — Easy CD, CD Creator, CD Publisher, Direct
современных приводов не обращают внимания на закрытость
CD, Nero CD Burning и т. п. Процесс записи одной дорожки
диска.
представляет собой единую операцию, которая не может быть
Перед началом записи необходимо сформировать пол-
прервана, иначе диск будет испорчен. Для обеспечения равно-
ный список входящих в сессию файлов; последующее добав-
мерности поступления записываемой информации на лазер все
ление файлов на диск возможно лишь в виде дополнительных
приводы имеют буфер, исчерпание данных в котором
сессий. Приводы CD-ROM, не поддерживающие многосесси-
.(Underrun) приводит к аварийному прерыванию записи. Ис-
онную запись, считывают с диска только первую ТОС (сес-
черпание данных и буфере может быть вызвано запуском па-
сию) — соответственно, с их помощью можно считывать лишь
раллельных процессов, работой системы виртуальной памяти
файлы первой сессии. Многосессионные CD-ROM считыва-
(swapping), захватом процессора «нечестными» драйверами
ют только последнюю ТОС, поэтому последняя сессия на мно-
устройств, зависанием программы или ОС. К сбою записи при-
госессионном диске должна содержать в своем оглавлении
водят также механические толчки привода. Все современные
ссылки и на файлы предыдущих сессий. Для этого при записи
приводы CD-R/CD-RW имеют встроенные механизмы защи-
очередной сессии применяется опция импортирования сессий
ты'от исчерпания буфера, которые останавливают запись до
(Import Track) для создания полного общего оглавления.
наполнения буфера новыми данными.
Совпадающие по именам каталоги при этом объединяются,
Различается два основных режима записи CD-R/CD-RW:
как при дописывании на обычный диск. Адресация файлов в
DAO (Disk At Once — весь диск за один прием) и TAO (Track
любом случае ведется в пределах всего диска, поэтому объе-
At Once — одна дорожка за один прием). При записи методом
динению подвергаются только оглавления. Файлы сессий,
ТАО лазер включается в начале каждой дорожки и отключа-
которые не были импортированы при создании очередной, в
ется в ее КОНЦЕ; В точках включения и выключения лазера
результирующем каталоге присутствовать не будут, и обыч-
формируются серии специальных блоков — run-in, run-out и
ное обращение к ним будет невозможным, однако многие про-
link, предназначенные для связывания дорожек между собой.
граммы записи на CD-R позволяют выборочно считывать от-
Стандартный промежуток содержит 150 таких блоков (2 се-
дельные сессии диска.
кунды). При записи методом DAO лазер включен на протяже-
нии записи всего диска. Перед началом собственно процесса записи привод вы-
полняет калибровку лазера, используя область РСА. Теорети-
Диск, записанный за один прием, является наиболее уни-
чески таких калибровок может быть не более 100, однако ряд
версальным и считывается любыми CD-ROM с любым фай-
современных приводов записывают в РСА вместе с парамет-
ловым диспетчером, однако после записи невозможно допи-
рами оптимального режима записи свой номер модели, так что
сывание новых данных на диск, а режим DAO поддерживает-
при последующих операциях над этим диском в приводах это-
ся не всеми записывающими приводами. Этот режим также
го же типа калибровка выполняться не будет.
желателен для записи мастер-дисков для последующего тира-
Если запись на однократный многосессионный диск по
жирования путем штамповки: большинство типовых станков
какой-либо причине была прервана, в ряде случаев имеется
для изготовления матриц воспринимают только непрерывно
возможность использовать оставшееся свободным простран-
записанные оригиналы.
ство диска. Для этого требуется программа записи, имеющая
Реализованная в приводе поддержка режима DAO мо-
опцию закрытия сессии (Close Track/Session), после чего нуж-
жет не работать при некоторых сочетаниях привода, его мик-
ные данные записываются очередной сессией без импорта пре-
ропрограммы (firmware), интерфейса, драйверов интерфейса и
рванной сессии (предшествующие ей сессии могут быть им-
записывающей программы. Если известно, что в других соче-
портированы).
таниях DAO поддерживается, нужно попытаться обновить
Поскольку конечная видимость каждого файла опреде-
прошивку, сменись драйверы или записывающую программу.
ляется процессом импорта оглавления, возможно исключение
В режиме ТАО пишутся многосессионные диски форма-
из каталога отдельных файлов и выборочная замена файлов с
та CD-ROM, допускающие последующую дозапись данных;
совпадающими именами. Старая копия файла продолжает ос-
это также наиболее простой способ записи CD-DA с паузами
таваться на диске в одной из предшествующих сессий, однако
между дорожками. Сессия может быть как полностью записа-
в новый каталог помещается ссылка на новый экземпляр.
на за один прием — с формированием ТОС (оглавления дис-
Выборочное исключение файлов предыдущих сессий из ката-
ка), "файловой системы (для CD-ROM) и зон Lead-In/Lead-
лога новой сессии дает эффект их «удаления». Видимость чуда-
Out (запись с закрытием сессии), так и в Несколько приемов -
302 Информатика

ленных» таким образом файлов впоследствии может быть Формат mode 2 в чистом виде практически не применя-
«восстановлена» путем их импорта в новые сессии. ется, на его основе разработаны формат CD-ROM/XA
Для записи CD-RW, кроме сессионного метода, может (extended Architecture — расширенная архитектура), описан-
применяться их предварительное форматирование — разбив- ный в «Green Book». На одной дорожке формата ХА могут
ка на секторы подобно магнитным дискам. После форматиро- встречаться секторы как mode 1, так и mode 2. Достоинством
вания диск CD-RW может использоваться, как обычный смен- этого формата является возможность одновременного счи-
ный диск: стандартные файловые операции копирования, уда- тывания в реальном времени данных и звуковей и/или видео-
ления и переименования преобразуются драйвером привода информации, без лишних перемещений между дорожками.
CD-RW в серии операций перезаписи секторов диска. Благо- Формат CD-I (CD-Interactive — интерактивный CD),
даря этому для работы с дисками CD-RW не требуется специ- описанный в «Orange Book», предусматривав" запись видео-
ального программного обеспечения, кроме драйвера привода изображения на дорожках формата ХА и его з зспроизведение
с поддержкой UDF (например, Adaptec DirectCD) и програм- при помощи специального проигрывателя CD-I на бытовом
мы начальной разметки. телевизоре параллельно с прослушиванием звуковой програм-
Некоторые версии записывающих программ позволяют мы. Дорожки формата CD-I не включаются в оглавление дис
записывать загружаемые диски. Для загрузки с таких дисков ка (ТОС), поэтому они не видны на аппаратуре, не поддержи
BIOS компьютера должен поддерживать эту возможность. вающей этот формат.
Загружаемая часть CD-ROM записывается в виде образа загру- Для совместимости со стандартными звуковыми проиг-
зочной дискеты или винчестера, из которого при загрузке BIOS рывателями был предложен формат CD-I Ready («готовый к
системной платы эмулирует диск А:. воспроизведению на проигрывателе CD-I»), в котором для
записи изображения используется растянутая пауза перед пер-
вой звуковой дорожкой, игнорируемая большинством обыч
ных проигрывателей.
6. КАКИЕ СУЩЕСТВУЮТ ФОРМАТЫ
Для совместимости с аппаратурой чтет::; дисков в фор-'
ЗАПИСИ CD-ROM
мате ХА был предложен формат CD-Bridge (CD-мост), пред-
ставляющий собой включенные в общее оглавление диска
Технологии записи и чтения компакт-дисков описыва-
дорожки формата CD-I.
ются в стандартах, известных под названиями «Red Book?
«Orange Book» определяет также формат записываемых
(«красная книга») - первоначальный стандарт CD-DA, и до-
дисков CD-R (CD-Recordable), которые могут записываться в
полняющих его «Yellow Book» («желтая книга»), «Green
несколько приемов (сессий), а также иметь отштампованную при
Book» («зеленая книга»), «Orange Book» («оранжевая кни-
изготовлении начальную сессию (так называемы)! Hybrid Disk -
га»), «White Book» («белая книга») и «Blue Book» («синяя
гибридный диск). Каждая сессия содержит вводную запись (Lead
книга»).
In), собственно данные и выводную запись (Lead Out).
Для записи данных используются отдельные звуковые
«White Book» описывает формат VideoCD, основан
дорожки. Упомянутые стандарты относятся не к диску в ие-
ный на CD-Bridge и используемый для хранения движу
лом, а только к формату отдельных дорожек, причем на одном
щихся изображений в кодировках AVI, MPEG и им подоб
диске могут сосуществовать дорожки различных форматов.
ных. «Blue Book» описывает формат CD-Xtm состоящий из
Для их чтения необходим проигрыватель, поддерживающий
двух сеансов - звукового и сеанса данных.
либо все представленные на диске форматы, либо пропускаю-
Организацию файловой системы на CD-ROM описывает
щий неизвестные (многие проигрыватели и приводы CD-ROM
стандарт ISO 9660. Уровень (level) 1 этого стандарта включа-
не умеют пропускать дорожки неизвестных форматов).
ет форматы файловых систем MS-DOS к HFS (Apple
«Yellow Book» определяет базовые форматы записи дан-
Macintosh). Вложенность каталогов MS-DOS не может пре-
ных на диск: CD-ROM mode 1 и CD-ROM mode 2. В формате
вышать 8, а длина имени — 8+3 символа. Уровень 2 описывает
mode 1, используемом в большинстве CD-ROM, из области
файловую систему с длинными именами и уроЕнем вложенно-
данных выделяется 288 байт для записи кодов EDC/ECC (Error
сти до 32. Расширение Rock Ridgp описывает рормат файло-
Detection Code/Error Correction Code - коды обнаружения и
вой системы UNIX.
исправления ошибок), благодаря которым диски с данными
Частным случаем CD-R является формат Kodak Photo
считываются гораздо надежнее, чем звуковые диски при том
CD, используемый для многосеансовой записи коллекций
же качестве изготовления. Оставшиеся 2048 байт отводятся
фотографий. Photo CD использует формат CD-Bridge, оформ
для хранения данных
ленный в файловую систему ISO 9660. Диски Photo CD могут
Диск формата mode 1, на котором совмещены звуковые
воспроизводиться специальными проигрывателями на быто-
программы и данные, называется Mixed Mode Disk. При этом
вой телевизор или считываться компьютерными приводами
на первой дорожке записываются данные, а на всех последую-
CD ROM.
щих звуковая информация. Такой диск в приводе CD-ROM
выглядит как диск с данными, а в звуковых проигрывателях
как обычный CD-DA
7. КАК ОБРАЩАТЬСЯ С КОМПАКТ-ДИСКАМИ
В формате moae 2 корректирующие коды не использу-
ются, и все байты данных сектора отводятся для записи ин-
Следует избегать механического повреждения любой из
формации Предполагается, что записываемая информация
поверхностей, попадания на диск органических растворите-
либо уже содержит корректирующие коды, либо нечувстви-
лей и прямого яркого света, ударов и перегибов диска. Над
[ельна к незначительным ошибкам, оставшимся после коррек-
писи на записываемых дисках допускается делать только ка
ции низкоуровневым кодом Рида— Соломона. Этот формат
рандашами или специальными фломастерами, исключая нажим
предназначен в основном для записи сжатых звуковых сигна-
и использование шариковых или перьевых ручек
лов и изображений
DVD 303

При извлечении диска из коробки следует остерегаться пестки фиксатора.
его перегиба. Один из удобных и безопасных методов требует Загрязненный диск можно мыть теплой водой с мы-
участия двух рук — большой палец левой руки слегка нажи- лом, неагрессивным поверхностно-активным веществом
мает на фиксатор, ослабляя его, в то время как другая рука (шампунь, стиральный порошок) либо специально выпус-
снимает диск с фиксатора. Метод с использованием одной руки, каемыми жидкостями. Неглубокие царапины на прозрач-
когда указательный палец ослабляет фиксатор, а большой и ном слое можно заполировать полирующими пастами, не
средний снимают диск, требует более точного согласования содержащими органических растворителей и масел, или
усилий, без которого легко перегнуть диск или сломать ле- обычной зубной пастой.




DVD
План
1. Появление DVD.
2. Стандарт DVD,
3. DVD-Video.
4. DVD-Audio.
5. Диски DVD.
6. Привод DVD.
7 Запись на DVD


руется приемным устройством в виде единиц или нулей. Ос-
1. ПОЯВЛЕНИЕ DVD
новное требование при разработке DVD было простым: уве-
личить емкость хранимых данных за счет расположения как
В основе появления DVD-дисков лежала идея разрабо-
можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при
тать такой носитель информации, который мог бы одинаково
этом технология изготовления должна быть дешевой. Резу ль»
успешно использоваться в звуковой и видеоаппаратуре, в ком-
татом исследований стала разработка более высокочастотно-
пьютерной технике, игровых приставках. Это обеспечило бы
гополупроводнико,вого лазера с меньшей длиной волны, вслед-
сближение разных областей электроники.
ствие чего стало возможным использовать насечки меньшого
Название DVD первоначально означало цифровой видео-
размера.
диск (Digital Video Disc). Позднее в связи с принятием реше-
ния о расширении функций DVD аббревиатура стала читаться Стандартом предусмотрены и так называемые двухслой-
ные диски, что означает, что на одной стороне данные записа-
иначе — цифровой универсальный диск (Digital Versatile Disk).
ны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй
О разработке формата DVD было официально объявле-
слой читается «сквозь» первый. С повышением плотности за-
но в сентябре 1995 г. группой из 10 компаний: Hitachi, JVC,
писи и уменьшением длины волны считывающего лазера из-
Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time
менились и требования к толщине защитного пластмассового
Warner и Toshiba. В мае 1997 г. на базе этого консорциума
слоя, для DVD-дисков он составляет всего 0.6 мм, в отличие
был создан DVD-форум — открытая для вступления органи-
от 1.2 мм, используемых в CD-дисках. Однако для сохране-
зация, насчитывающая сегодня более 200 членов. Среди ос-
ния привычных размеров диска и во избежание излишней хруп-
новных задач DVD-форума — развитие и продвижение фор-
кости DVD-дисков они заливаются пластиком с двух сторон,
мата DVD, выработка согласованных спецификаций, а также
чтобы итоговая толщина диска составила те же 1.2 мм, Это
лицензирование деятельности предприятий в области DVD-тех-
позволило записывать данные на обе стороны DVD-дисков и
нологии. В рамках форума действуют специальные рабочие
таким образом удваивать их емкость, что часто и делается.
группы по различным аспектам DVD-технологии. На ряд спе-
цификаций приняты международные стандарты. Технология DVD первоначально опиралась на 3 основ-
ных формата, наличие которых определено специфическими
требованиями для различных областей применения DVD:
— DVD-ROM используется для записи данных, в том
2. СТАНДАРТ DVD
числе мультимедийных, используемых в компьютерных тех-
нологиях;
Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков — это
— DVD-Video применяется при записи видеоматериалов
объем информации, которая может быть записана на таком
для их дальнейшего просмотра на видеотехнике или с поме-
носителе, если емкость обычного CD-диска составляет все-
щью присоединенного к компьютеру DVD-ROM-привода.
го 640—700 МБ, то на DVD-диск может быть записано от 4.7
Формат обеспечивает защиту от нелегального копирования
до 13 и даже до 17 ГБ.
информации;
Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные за счет рас-
— DVD-Audio используется при записи высококачествен-
положенных вдоль спиральных треков насечек на отражаю-
ного многоканального звука. Кроме того, DVD-форумом ре-
щей металлической поверхности, покрытой пластиком. Ис-
комендована дополнительная поддержка видео, графики и
пользуемый в устройствах чтения DVD-дисков лазер сколь-
другой информации.
зит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпрети-
304 Информатика

Эти форматы описывали диски, предназначенные только 4. Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские Острова,
для чтения. Информация на такие диски помещается один раз - Центральная Америка, Южная Америка, Карибские острова.
в процессе их производства. 5. Бывший Советский Союз, Индийский полуострои,
Африка (также Северная Корея, Монголия).
6. Китай.
7. Зарезервированный.
3. DVD-VIDEO
8. Экстерриториальная зона (самолеты, круизныелайне
ры и пр.), но они практически не используются.
Это цифровое видео, сжатое по алгоритму MPEG-2 и
Любое устройство для воспроизведения DVD-дискон
записанное на DVD-диск. Формат - 25 кадров в секунду с
(в том числе и компьютерные DVD-приводы), произведен
разрешением 720x576 точек при глубине цвета 24 бита (в стан-
ное в настоящее время, обязано поддерживать региональную
дарте PAL) или 30 кадров 720x480x24 бит (в стандарте NTSC).
защиту, кроме этого, подобную же защиту должны поддер-
В несжатом виде это поток 30 Мб в секунду, а двухчасовой
живать и все программные средства, предназначенные для
фильм будет занимать более 100 ГБ. Это огромный объем,
проигрывания DVD-видео. Такие устройства и программы
поэтому и используется сжатие по стандарту MPEG-2, к тому
при каждом проигрывании DVD-диска сравнивают код ре-
же, это позволяет снизить поток данных до 3—4 МБ/с. Оче-
гиона, записанный на диске, со своим кодом, и если он не
видно, что чем сложнее сцена, тем хуже она поддается сжатию
совпадает, то отказываются проигрывать диск. Код региона
и тем выше поток данных.
на современных дисках, как правило, может меняться не бо-
Алгоритм сжатия MPEG-2 очень эффективен - удаляет-
лее 5 раз, после чего он записывается навечно, и стандартны-
ся примерно 97% избыточной информации практически без
ми средствами с этим поделать ничего нельзя (такие приво-
ущерба для качества картинки, благодаря чему на DVD-диске
ды называются RPC2). Однако первые модели DVD-приво-
можно разместить до 4 часов высококачественного видео, 8 ва-
дов выпускались без региональной защиты, И если привод
риантов звукового сопровождения и 32 варианта субтит-
медленнее, чем 4х, то, скорее всего, защиты в нем нет (такие
ров на разных языках.
приводы называются RPC1). Начиная с бх-пэ вводов зашита
У DVD есть еще масса других интересных возможнос-
начала появляться, а 10х-модели уже практически все осна-
тей. Например, можно осуществлять покадровый просмотр
щены подобной защитой.
вперед или назад, и каждый кадр будет иметь четкое изоора-
Кроме региональной защиты, в DVD-в шеодисках мо-
жение. Применение меню позволяет перескочить в любое ме-
жет использоваться несколько методов зашиты дисков от
сто фильма, можно изменять размеры изображения, т. е. иметь
нелегального копирования. Прежде всего это Macrovision
возможность растянуть его во весь экран. Предусмотрена и
protection, предназначенная для предотвращения нелегаль-
специальная функция контроля, позволяющая родителям за-
ного копирования с аналогового (телевизионного) выхода
крывать доступ детям к некоторым специфичным фрагментам
воспроизводящей DVD-видеоаппаратуры. СУТЬ ЭТОЙ защи-
видеофильма, например к сценам насилия. В результате повы-
ты состоит в том, что в видеосигнал добавляются помехи,
шения емкости DVD-дисков по сравнению с обычными ком-
которые не дают сделать нормальную запись у а видеомагни-
пакт-дисками стало возможно применение многопотоковости
тофон. Естественно, эти же помехи будут воспроизведены,
данных. Например, можно просматривать программы на раз-
если проигрывать DVD-видеодиски на аппаратуре, которая
личных языках или даже продублированных на разных язы-
не поддерживает Macrovision, но в настоящее время такая
ках, причем перевод может быть и в виде субтитров. При ис-
уже давно не производится. Аппаратура, поддерживающая
пользовании пульта дистанционного управления или компыо
Macrovision, способна фильтровать помехи и показывать нор-
терной программы появляется возможность выбора из раз
мальную картинку.
ных языков, причем со стереозвуком, или вы сможете вы-
Для предотвращения копирования содержимого DVD-
брать субтитры на одном из возможных языков.
видеодиска на жесткий диск компьютера (откуда его можно
Мало того, появилась даже возможность выбора различ-
копировать как угодно и на что угодно) используется Content
ных сюжетных линий одного и того же фильма и различные
Scrambling System (CSS). Суть ее состоит в тем, что содержи-
варианты финалов, конечно, если это было предусмотрено. Но
мое диска шифруется, и для расшифровки требуется ключ,
более интересно то, что поставщики фильмов на DVD могут
который получается из двух частей. Одна часи - это одна из
создавать программы с параллельными видеопотокъми, т. е.
400 хранящихся на каждом DVD-видеодиске записей CSS,
можно просматривать одни и те же сцены, но с разных углов
вторая часть ключа зависит от конкретного .DVD-привода
зрения. Например, при просмотре футбольного матча можно
Процесс расшифровки осуществляется прогозммой-декоде
переключаться с вида со стороны трибун на виды со стороны
ром, которая и проигрывает DVD-видео. Таким образом, если
вратаря или нападающего. Естественно, все эти возможности
просто переписать содержимое DVD-видеодяска, защищен-
должны быть заложены в специально сделанном интерактив-
ного с помощью CSS, на жесткий диск, то декодер не сможет
ном DVD-диске.
получить вторую половину ключа и данные не будут расшиф
С целью предотвращения нелегального распространения
рованы.
DVD-видеодисков ассоциация разработчиков DVD-дисков
Слабость этой системы состоит в том, что блок дешиф-
ввела в спецификацию DVD несколько методов защиты. Нан
рования должен быть встроен в каждый программный прош
более распространенной является региональная защита. Суть
рыватель DVD-дисков, и любой может абсол отно легально
се такова. Разработчики поделили мир на несколько регионов-
скачать такую программу и препарировать ее В итоге про-
1 Канада И США
изошло то, что должно было произойти. 16-летний норвеж
2 Япония, Европа, Южная Африка, ьлижннй Восток
ский программист Jon Johansen сумел разобраться в работе
(включая Египет).
дешифровального блока и выпустил программу, называемую
3 Юго-Восточная Азия, Восточная Азия (включая Гоп
DeCSS, которая расшифровывает данные и позволяет запи-
КОИГ)
DVD 305

сывать содержимое защищенных DVD-видеодисков в чистом Достигается это, прежде всего, гораздо более эффективным
виде на жесткий диск. Это событие послужило поводом к се- механизмом контроля ошибок, чем используемый с CD-дис-
рии судебных разбирательств, которые не закончились до сих ками. Кроме этого, в случае с DVD-видео даже ошибка чте-
пор. В настоящий момент эта программа запрещена для ис- ния не будет иметь фатальных последствий. В худшем слу-
пользования. чае вы увидите какой-либо краткосрочный артефакт изобра-
жения, после чего все пойдет нормально. Исключением яв-
ляются обширные и сильные повреждения, которые могут
привести к тому, что диск вовсе не будет читаться. Впрочем,
4. DVD-AUDIO
в этом DVD-диски ничем не отличаются от более привыч-
ных CD-дисков,
DVD-Audio — новое поколение музыкального формата
после CD. Спецификацией формата определены высококаче-
ственный многоканальный знук, поддержка широкого диапа-
зона качества звука, воспроизведение DVD-плеерами CD-дис- 6. ПРИВОД DVD
ков, поддержка дополнительной информации (включая ви-
део, текст, меню, заставки, удобную навигационную систе- Приводы DVD, кроме дисков DVD, умеют также проиг-
му), связь с осуществляющими информационную поддерж- рывать и обычные CD-диски. Как и приводы CD-ROM, приво-
ку web-сайтами, расширение возможностей при появлении ды DVD делятся по скорости чтения, и 1х для DVD привода
новых технологий. составляет 1.32 Мб/с. Учитывая, что 1х для CD-привода со-
ставляет всего 150 Кб/с, нетрудно подсчитать, что 16х-при-
Сегодня существуют две версии формата DVD-Audio:
вод DVD должен читать CD-диски на скорости порядка
просто DVD-Audio — только для звукового содержания и
140х. Естественно, этого не происходит. 16х-приводы DVD
DVD-AudioV — для звука с дополнительной информацией.
читают CD-диски на скоростях 32—40х. Поэтому оптималь-
Для дисков DVD-Audio выработаны специальные меры защи-
ными являются 6—8х DVD-привод. Такие приводы спо-
ты дисков от пиратского копирования.
собны читать CD-диски на скоростях порядка ЗОх, и для
проигрывания DVD-видео (основного занятия при работе
с DVD-дисками) их скорости вполне хватает. А более вы-
5. ДИСКИ DVD
сокоскоростные модели отличаются большим шумом, теп-
ловыделением и ценой.
Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7 ГБ. Приме-
Есть все основания предполагать, что со временем
нение схем удвоения плотности и их комбинирования позволя-
DVD-приводы полностью вытеснят приводы CD-ROM.
ет иметь диски большей емкости: от 8.5 ГБ и 9.4 ГБ до 17 ГБ.
Существуют следующие виды дисков DVD:
— Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный):
это самая простая структура DVD-диска. На таком диске мож- 7. ЗАПИСЬ НА DVD
но разместить до 4.7 ГБ данных. Кстати, эта емкость в 7 раз
больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM-диска; С развитием технологии DVD появились спецификации
дисков, обеспечивающие пользователям дисков запись и пе-
— Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный):
резапись информации. Однако основные участники форума
этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых по-
лупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на не смогли договориться о единой спецификации на такие дис-
таком диске можно разместить 8.5 ГБ данных, т. е. на 3.5 ГБ ки из-за стремления сохранить самостоятельный контроль над
больше, чем на однослойном/одностороннем диске; своими авторскими техническими разработками. В результате
появилось несколько конкурирующих спецификаций (фор-
— Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный):
маты DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW).

<<

стр. 19
(всего 40)

СОДЕРЖАНИЕ

>>