optical discs presentation

ΠΤΙΚΟΙ ΔΙΣΚΟΙΕΝΟΤΗΤΑ 4.3

ΤΟΜΕΑΣ: ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΑ Η/Υ ΜΑΘΗΜΑ: ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

Αγριδιώτης Γεώργιος - 10/2011

Εισαγωγή – Οπτικοί ΔίσκοιΔυνατότητα αποθήκευσης μεγάλης

ποσότητας πληροφορίας σε ψηφιακή μορφή.Πολύ καλή ποιότητα αποθήκευσης και

αναπαραγωγής ήχου.Κανένας επηρεασμός της ποιότητας της

αποθηκευμένης πληροφορίας από το συνεχές παίξιμο του δίσκου.

Αποθήκευση όλων των ειδών πληροφορίας που χρησιμοποιούνται στον υπολογιστή (κείμενο, γραφικά, προγράμματα, αρχεία ήχου, κτλ).


Εισαγωγή – Οπτικοί Δίσκοι

Διάμετρος 120mmΠάχος 1.2mmΚυκλικό άνοιγμα με διάμετρο 15mm στο

κέντρο.


Ανάγνωση Πληροφορίας Από τη συσκευή στέλνεται μια φωτεινή ακτίνα laser. Καταγράφεται το μέρος

ανάκλασης και διάχυσης του φωτός από έναν ανυχνευτή και αποκοδικοποιείται αυτή η πληροφορία. Το φως που ανακλάται συλλέγεται από ένα φωτοευαίσθητο αισθητήρα.

Αυτή η πληροφορία μεταφράζεται σε δεδομένα από ένα μικροεπεξεργαστή.


Pits Τα σημεία στα οποία το φως διαχέεται.Lands Τα σημεία στα οποια το φως ανακλάται.Τοποθετημένα σε μια τροχιά μορφής σπιράλ.

Έχει μήκος περίπου 4.8 χιλιόμετρα.Αρχίζει από το μέσα μέρος του δίσκου.Τελειώνει περίπου 5mm από την εξωτερική πλευρά

του.

Ανάγνωση Πληροφορίας


Κωδικοποίηση EFM Η αναπαράσταση πληροφορίας γίνεται με τη

βοήθεια των pits και lands με χρήση της διαμόρφωσης 8 σε 14 (eight-to-fourteen modulation, EFM) για κωδικοποίηση.

1: μετάβαση από ένα pit σε ένα land ή το αντίστροφο.0: το πλήθος τους αναπαριστά το μήκος του pit ή

land.


Τμήμα της Κωδικοποίησης EFM

Κωδικοποίηση EFM


Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΣυμπαγείς οπτικοί δίσκοι (Compact Disc, CD)

Εγγράψιμοι οπτικοί δίσκοι (CD-Recordable, CD-R)

Επανεγγράψιμοι οπτικοί δίσκοι (CD-Rewritable, CD-RW)

Ψηφιακοί δίσκοι video (Digital Versatile Disc, DVD)

Εγγράψιμοι ψηφιακοί δίσκοι video (DVD-Recordable, DVD-R)

Επανεγγράψιμοι ψηφιακοί δίσκοι video (DVD-Rewritable, DVD-RW)

Blu-ray Disc (BD)


Κατασκευάζονται από πολυκαρβονίδιο.Επικαλύπτεται στο κάτω μέρος με μια στρώση

μετάλλου.Η εγγραφή της πληροφορίας γίνεται στη στρώση

αυτή.Οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε blocks.Η ετικέτα τοποθετείται στο πάνω μέρος του δίσκου. Μέγεθος pits και landsΜήκος : 0.9-3.3 μmΠλάτος : 0.6 μmΒάθος : 1.12 μm

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΣυμπαγείς οπτικοί δίσκοι

Αγριδιώτης Γεώργιος - 10/20111μm = 10-6 m

CD ήχου (audio CD):Μετατρέπουν την ψηφιακή πληροφορία σε αναλογικό σήμα.Ένα ενδεχόμενο λάθος δεν είναι τόσο σημαντικό.Σε κάθε τμήμα block αποθηκεύονται 2.352 bytes.

CD δεδομένων (data CD ή CD-ROM):Ένα ενδεχόμενο λάθος ίσως καταστήσει το δίσκο άχρηστο.Περιέχεται μεγάλη ποσότητα επιπλέον πληροφορίας.Χρησιμοποιώνται αλγόριθμοι ανίχνευσης και διόρθωσης.Τα 304 από τα 2.352 bytes δεσμέυονται από τους κώδικες.

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΣυμπαγείς οπτικοί δίσκοι


Μπορούν να εγγραφούν δεδομένα αλλά μόνο μία φορά.

Η αποθήκευση των δεδομένων είναι μόνιμη.Οδηγός CD βλέπει ένα άγραφο CD-R σαν ένα μεγάλο

land.Χρησιμοποιείται θερμότητα για τη δημιουργία των

pits («κάψιμο» του CD).Sessions: Διαφορετικές χρονικές στιγμής εγγραφής

(αν ο οδηγός είναι συμβατός με το XA-ready protocol).

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΕγγράψιμοι οπτικοί δίσκοι


Μπορούν να επαναγγραφούν μέχρι 1000 φορές.Πιο ακριβοί από τους δίσκους CD-R αλλά φθηνότεροι

από άλλα περιφερειακά μέσα αποθήκευσης.Λειτουργεί με δύο διαφορετικούς τρόπους, Pwrite και

Perase.

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΕπανεγγράψιμοι οπτικοί δίσκοι

Το υπόστρωμα των δίσκων αλλάζει κατάσταση όταν εκτίθεται στην ακτίνα laser αλλά όχι μόνιμα.

Πολλοί οδηγοί CD-ROMs και CDRs δεν μπορούν να διαβάσουν δίσκους CD-RWs (αντίθετα γίνεται πάντα).


Pwrite:Χρησιμοποιείται όταν ο οδηγός γράφει στο δίσκο για

πρώτη φορά.

Το υλικό θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες (500-700 Co) και τήκεται. Τα μόρια περνούν σε άμορφη κατάσταση.

Όταν το υλικό στερεοποιηθεί χάνει την ανακλασιμότητά του.

Ο οδηγός αφήνει άλλα τμήματα στην πολυκρυσταλλική κατάσταση (lands) και άλλα σε άμορφη κατάσταση (pits).



Perase:Χρησιμοποιείται προκειμένου να αντιστραφεί η

κατάσταση ενός τμήματος του δίσκου (laser σε χαμηλή ισχύ).

Θερμαίνει το υλικό στους 200 Co περίπου. Δεν τήκεται αλλά αντιστρέφεται η κατάσταση του και μπορεί πάλι να ανακλά.

Το υπόστρωμα των δίσκων αλλάζει κατάσταση όταν εκτίθεται στην ακτίνα lazer αλλά η αλλαγή αυτή δεν είναι μόνιμη.

Η ανακλαστικότητα των δίσκων είναι χαμηλότερη από την ανακλαστικότητα των CD.



Ένας δίσκος μιας όψης και μιας επιφάνειας έχει χωρητικότητα 4.7 Gbytes.

Χαρακτηριστικά στα οποία οφείλεται αυξημένη χωρητικότητα:

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΨηφιακοί δίσκοι video

Laser μικρότερου μήκους κύματος. Μικρότερα και στενότερα pits και lands.

Εγγραφή/ανάγνωση και από τις δύο πλευρές του δίσκου.

Οι πληροφορίες γράφονται σε δύο επίπεδα.Διαβάζονται δύο φορές περισσότερα δεδομένα.

Pits και Lands σε CD και DVD


Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών ΔισκώνΨηφιακοί δίσκοι video

DVD-Video:Περιέχει video και μπορεί να παιχτεί σε μια συσκέυή DVD-player.Σε περίπτωση χρησιμοποίησης των πρωτοκόλλων SCSI ή IDE:

Πρόβλημα στων διάδρομο του υπολογιστή. Πολλή υπολογιστική ισχύ για επεξεργασία συμπιεσμένης

μορφής δεδομένων (MPEG).Αποθήκευση video και ήχου διάρκειας 2 ωρών και δεκατριών

λεπτών.

DVD-ROM:Χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων σε υπολογιστές.Η συσκευή ανάγνωσης χρησιμοποιεί τα πρωτόκολλα SCSI ή IDE.


Τύπος οπτικών δίσκων υψηλής πυκνότητας για αποθήκευση ψηφιακών δεδομένων.

Αποθηκεύει και υψηλής ευκρίνειας βίντεο.Χρησιμοποιείται μπλε-ιώδες λέιζερ για

ανάγνωση/εγγραφή (εξού και το όνομα του).Το λέιζερ αυτό χρησιμοποιεί μικρότερα μήκοι

κύματος (360-480 nm) (1nm = 10-9 m).Ένας δίσκος μιας όψης και μιας επιφάνειας έχει

χωρητικότητα 25 Gbytes.

Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών Δισκών Blu-Ray δίσκοι


Βασικές Τεχνολογίες Οπτικών Δισκών


Τεχνικά Χαρακτηριστικά Τα κυριότερα τεχνικά χαρακτηριστικά της

τεχνολογίας των οπτικών δίσκων είναι:

Ο ρυθμός (ταχύτητα) μεταφοράς δεδομένων.

Ο χρόνος που απαιτείται για την προσπέλαση των δεδομένων στο δίσκο.

Η χωρητικότητα του δίσκου.


Καθορίζει πόσα δεδομένα μπορεί να διαβάσει στη μονάδα του χρόνου η συσκευή οδήγησης.

Μετράται σε χιλιάδες bytes το δευτερόλεπτο (Kbytes/sec).

Οι συσκευές οδήγησης που συμμορφώνονται στην προδιαγραφή των οπτικών δισκών ονομάζονται συσκευές απλής ταχύτητας.

Σε κάποιες περιπτόσεις ο οδηγός χρειάζεται να περιστρέφεται γρηγορότερα.

Οι οδηγοί αυτοί ονομάζονται διπλής, τριπλής ταχύτητας κ.λ.π.

Τεχνικά ΧαρακτηριστικάΡυθμός μεταφοράς δεδομένων


Είναι ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της χρονικής στιγμής που η συσκευή οδήγησης λαμβάνει την εντολή ανάγνωσης των δεδομένων, μέχρι τη στιγμή που διαβάζει τα δεδομένα.

Μετράται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.Εξαρτάται από το που ακριβώς βρίσκεται η

πληροφορία στο δίσκο.Μειώνεται όσο αυξάνεται η ταχύτητα

μεταφοράς δεδομένων.

Τεχνικά ΧαρακτηριστικάΧρόνος προσπέλασης


Συνδεδεμένη με την έννοια του ρυθμού μεταφοράς δεδομένων.

Παράδειγμα:CD ήχου με 74 λεπτά ήχου

Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων με 75 blocks (μουσικής) πληροφορίας το δευτερόλεπτο

CD δεδομένων με κάθε μπλοκ δεδομένων με 2048 bytesΡυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι 150Kbytes/sec

Σε 74 λεπτά μπορεί να μεταδοθεί συνολική πληροφορία περίπου 666000 Kbytes 635 Mbytes Χωρητικότητα CD δεδομένων

Τεχνικά ΧαρακτηριστικάΧωρητικότητα δίσκου


ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗΟλοκληρώνοντας την ενότητα αυτή μπορούμε

να:Περιγράφουμε πως αναπαρίστανται οι

δυαδικές πληροφορίες (bits) χρησιμοποιώντας pits και lands.

Περιγράφουμε τη λειτουργία της ανάγνωσης ενός οπτικού δίσκου.

Απαριθμούμε τις τεχνολογίες των οπτικών δίσκων.

Δικαιολογούμε γιατί η χωρητικότητα ενός Blu-Ray δίσκου είναι μεγαλύτερη από τη χωριτικότητα ενός DVD και αυτή του DVD είναι μεγαλύτερη από ένα CD.


ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ

Διακρίνουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά των οπτικών δίσκων καθώς και τις τυπικές τιμές τους για τις συσκευές οδήγησης CD απλής ταχύτητας αλλά και άλλων οπτικών δίσκων μεγαλύτερης ταχύτητας.

Εγκαθιστούμε τους οδηγούς οπτικών δίσκων σε μονάδες υπολογιστών και

Να διακρίνουμε την χρονολογική σειρά και την εξέλιξη των οπτικών δίσκων που ανακαλύφθηκαν.


optical discs presentation

Education