Dysk przenośny (kieszeń)- funkcja i zasada działania

CD-ROM

Płyty kompaktowe zawdziączają swoje doskonałe brzmienie zapisowi w postaci informacji cyfrowej odczytywanej przy pomocy lasera. Pomysł umożliwienia współpracy komputera z tym cyfrowym nośnikiem pamięci nie jest nowy. Jednak realizacja tego pomysłu na większą skalę nie była dość długo możliwa ze względu na zbyt wysoką cenę czytnika CD. Dobre i tanie napędy CD-ROM sš obecnie dostępne w cenie normalnego odtwarzacza CD-audio. Na korzyść tego nośnika pamięci przemawia fakt, że na jednej płycie kompaktowej mogš być umieszczone dane o pojemności do 650 MB, a bezpieczeństwo tych danych jest dużo większa niż nośniku magnetycznym. Komputerowy napęd CD-ROM, podobnie, jak CD-audio, wykorzystuje strumień promieniowania laserowego do odczytu lub zapisu i odczytu danych (CD-R i CD-RW). Podstawową jednostką szybkości zapisu i odczytu jest 150 kB/s. Obecnie napędy majš zwielokrotnioną szybkość odczytu. W standardowym napędzie CDROM oznaczenie 'x48' mówi, że jego maksymalną szybkością odczytu danych jest 48krotna prędkość podstawowa tzn.48x150 KB/s=7200 kB/s. Napęd CD-ROM najlepiej instalować w porcie Seconadary IDE (drugi port kontrolera dysków twardych), ustawiając zworkę w napędzie na MASTER. Zwiększa to szybkość transmisji pomiędzy dyskiem twardym a kontrolerem i nie wprowadza opóźnień przy zapisie i odczycie danych. Jeśli nie ma innej możliwości, należy instalować napęd na jednej taśmie z dyskiem twardym, ustawiajšc zworkę w napędzie CD-ROM na SALVE, na MASTER zaś w dysku twardym. W przypadku złego ustawienia tych zworek, mogš wystšpić zakłócenia w pracy systemu lub jego całkowite zawieszenie. Płyty CD należy przechowywać w odpowiednim etui, w przeciwnym wypadku można uszkodzić powierzchnię, z której odczytywane sś dane. Możne to spowodować trudności w odczycie lub całkowitą utratę danych.

CD-R

W 1982 roku Philips i Sony ogłosiły standard cyfrowego zapisu dźwięku, w zwišzku z formą publikacji określany Czerwoną Księgą. Tak powstała muzyczna płyta CD, dziś nazywana CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) lub popularnie "kompaktem". Trzy lata później narodził się CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory). W 1987 roku opublikowano specyfikację CD-I (Compact Disk - Interactive), a po roku bazujący na niej multimedialny standard CD-ROM XA (eXtended Architecture) umożliwiający jednoczesny odczyt danych, dźwięku i obrazu. W 1990 roku pojawia się specyfikacja formatu nośników zapisywalnych, w tym CD-R (CD - Recordable). 'Kolorowe' standardy definiują fizyczną i logiczną strukturę płyty oraz metody korekcji błędów, pomijając sposób kodowania hierarchicznej struktury katalogów oraz nazw plików. Lukę tę zapełnia opracowany w 1985 roku standard znany pod nazwą High Sierra, po drobnych modyfikacjach zatwierdzony przez International Organization for Standardization jako norma ISO 9660. Specyfikacja ta opisuje sposób kodowania i obsługi struktury plików oraz katalogów na wszystkich platformach sprzętowych. Założony uniwersalizm narzuca jednak dość drastyczne ograniczenia. Nazwy powinny składać się z najwyżej 8 znaków (plus 3 znaki rozszerzenia) oraz zawierać jedynie litery, cyfry i znaki podkreślenia. Nazwy katalogów nie mogš posiadać rozszerzenia, a ich zagłębienie nie może przekroczyć ośmiu poziomów.

Sektory, sesje i ścieżki

"Kolorowe księgi" definiują różne sposoby organizacji struktury płyty. W zależności od rozmieszczenia danych użytkowych i "technicznych" rozróżnia się kilka formatów zapisu danych: Do momentu powstania płyty CD-R "kompakty" tłoczono w całości, nie było więc potrzeby, by na płycie znajdowała się więcej niż jedna sesja. W momencie powstania nośników CD-R możliwy stał się zapis informacji partiami. Każda partia danych zapisana na płycie nosi nazwę sesji. Sesja może składać się z jednej lub kilku ścieżek w tym samym bšdŻ różnym formacie. Dobrym przykładem, pozwalajšcym zrozumieć różnicę pomiędzy sesjš a ścieżkš, jest płyta CD-DA. Każdy utwór nagrany na takiej płycie jest ścieżką, a zbiór wszystkich utworów stanowi jedną sesję. Konieczność jednorazowego zapisania całej sesji implikuje wymóg doprowadzania do urządzenia nagrywajšcego równomiernego strumienia danych. W razie przerwy w dopływie danych nośnik zwykle zostaje trwale uszkodzony. Zapewnienie cišgłego strumienia danych w praktyce może się okazać wyjątkowo trudne. Stąd zaleca się podczas nagrywania wyłączenie funkcji oszczędzania energii, mogących doprowadzić do spowolnienia procesora lub "uśpienia" dysku. Warto również powstrzymać się w tym czasie od jakiejkolwiek pracy z innymi aplikacjami oraz zadbać o zamknięcie wszystkich zbędnych programów zwykle pracujących w tle, jak np. wygaszacza ekranu czy sterowników sieciowych. Co prawda, wydajność współczesnych komputerów, szybkie procesory i dyski o dużym transferze w dużej mierze eliminują te niedogodności, nawet w przypadku pracy pod kontrolą wielozadaniowych systemów operacyjnych. Zawsze jednak istnieje możliwość zakłócenia strumienia danych i w konsekwencji zniszczenia nagrywanej właśnie płyty. Milowym krokiem w stronę rozwiązania tego problemu jest technologia zapisu pakietowego - Incremental Packet Writing.

CD-RW

Nowa struktura kršżka Zasadniczą i najpoważniejszą nowością jest wewnętrzna struktura płyty CD-RW. Aby przystosować płytę do zapisu zmiennofazowego, należało stworzyć nośnik o odmiennych właściwościach chemicznych. Warstwa nagrywana jest teraz zbudowana ze stopu czterech pierwiastków (srebro, ind, antymon, tellur). Posiada ona zdolność zmiany przezroczystości zależnie od mocy padajšcej na jej powierzchnię wiśzki lasera. Absolutnym novum jest, oczywiście, fakt, że zmiany powierzchni płyty spowodowane nagrywniem są odwracalne. Oznacza to, że wypalony i nieprzezroczysty punkt może pod wpływem działania światła o specjalnie dobranym natężeniu zmienić swoje własności i stać się nieprzezroczystym. Warstwa główna jest otoczona z obu stron powłokami materiału dielektrycznego, który ma za zadanie poprawienie odprowadzania ciepła z nośnika. Staje się to bardzo istotne, gdyż skumulowane ciepło mogłoby skasować wcześniej zapisane na płycie informacje. Najdalej od głowicy lasera leży warstwa srebra, która jest właściwym elementem odbijającym światło. Również nieco inny jest mechanizm nanoszenia zmian na płytę. Elementem umożliwiającym kasowanie i powtórny zapis danych na dysku CD-RW jest laser o zmiennej mocy. Standardowe nagrywarki CD-R mogły emitować wiązkę światła o dwóch różnych natężeniach: bardzo małym - tylko do odczytu i w żaden sposób nie zmieniającym struktury nośnika - oraz bardzo dużym - służącym do miejscowego i gwałtownego podniesienia temperatury warstwy głównej. Jeśli punkt na płycie został naświetlony podczas nagrywania laserem dużej mocy, w warstwie nośnika zachodziły odpowiednie reakcje i stawała się ona nieprzezroczysta. Przez obszar nie naświetlony laserem dużej mocy światło mogło nadal bez przeszkód docierać do warstwy refleksyjnej. W przeciwieństwie do swojego poprzednika nośnik CD-RW, dzięki specjalnemu składowi, reaguje całkowicie odmiennie na wiązkę światła o średniej mocy. Naświetlenie nią punktu powoduje odwrócenie ewentualnych wcześniejszych zmian i przywrócenie płycie stanu początkowego. Zmiennofazowa technika zapisu umożliwia również bezpośrednie nadpisywanie danych bez wstępnego czyszczenia przeznaczonego dla nich miejsca. Przyspiesza to całą operację, gdyż jeśli konieczne byłoby uprzednie usunięcie zawartości (tak jak to jest np. w nośnikach magnetooptycznych), każda operacja musiałaby przebiegać dwukrotnie. Zabieg powtórnego zapisu może być wykonywany wielokrotnie. Jednak wbrew niektórym przekonaniom, istnieje granica wytrzymałości nośnika. Zazwyczaj wynosi ona około tysišca cykli nagraniowych. Nie jest to oszałamiająco dużo, ale zakładając że daną płytę kasuje się raz w tygodniu, zostałaby ona zniszczona dopiero po 19 latach nieprzerwanego użytkowania. Raczej niemożliwe jest, aby jakikolwiek produkt cieszył się popularnością przez 20 lat. Trzeba zdać sobie sprawę, że za kilka lat z pewnością zostanie wynaleziony nowy sposób przechowywania danych i CD-RW straci swoją pozycję. Nieuniknione zmiany musiały dotknąć także samych urządzeń nagrywających, są one jednak minimalne. Główne modyfikacje przeprowadzono w elektronice, a korekty układu optycznego są bardzo nieznaczne. Dzięki temu nagrywarki CD-RW są w stanie bez żadnych problemów nagrywać zwykłe krśżki CD-R. taka własność czyni je urządzeniami uniwersalnymi. Niewielkie różnice sprzętowe powodują także, że cena nagrywarki CD-RW jest tylko minimalnie wyższa od ceny nagrywarki standardowej (CD-R). Podłączenie napędu do komputera przebiega w sposób standardowy. Najczęściej używa się magistrali SCSI, która zapewnia dużą stabilność transferu. Coraz więcej urządzeń nagrywających wykorzystuje jednak interfejs ATAPI. Nie wymaga on specjalnego kontrolera, a przy szybkich komputerach, spadek wydajności i stabilności w stosunku do SCSI jest praktycznie niezauważalny. Zaletš CD-RW, która na pewno przysporzy tej technologii przychylność użytkowników, jest możliwość zastosowania tego samego oprogramowania, jak w przypadku CD-R. Podobnie jak w sprzęcie wprowadzona tu tylko drobne modyfikacje. Zazwyczaj jest to jedna opcja w menu lub dodatkowe okienko, pozwalajšca na kasowanie zawartości uprzednio nagranej płyty. Istnieją dwie metody usuwania danych, znajdujących się na nośniku CD-RW: szybka i pełna. Pierwsza niszczy tylko część informującą o formacie i objętości dotychczasowych nagrań. Umożliwia to bezpośrednie odczytanie dalszych fragmentów płyty, jednak pozostawia fizyczną, binarnąreprezentację danych. Natomiast drugi sposób kasuje dokładnie całą zawartość, jednak zamiast dwóch minut trwa pół godziny.

DVD

Wielu użytkowników komputerów inwestujšcych w coraz to nowsze wyposażenie z pewnością nie raz zadało sobie pytanie "kto kogo stara się dogonić"?. Z jednej strony powstają coraz pojemniejsze dyski twarde, szybsze napędy CD-ROM czy wielo gigabajtowe streamery z drugiej wymagania projektantów oprogramowania zwiększają się z każdym nowym produktem. Pamiętamy czasy gdy dobry edytor Word 2.0 zadawalał się procesorem serii 80386, 2 MB pamięci RAM i pracował w środowisku Windows 3.x. Dziś rzeczywistość komputerowych programów zmieniła swoje oblicze. Nowy Office 97 zajmuje kilkaset megabajtów, znany wszystkim Quake z dodatkowymi mapami i obsługą QW dochodzi do 100 MB, a najnowsze interaktywne gry niejednokrotnie wymagają kilku srebrnych krążków. Aby zaradzić tej sytuacji producenci sprzętu komputerowego wynaleźli nowe "pojemnościowe" medium - płytę DVD. Jak zwykle początki były trudne. W 1994 r. po ukazaniu się pierwszych napędów CD-ROM, firmy zaczęły szukać nowej technologii pozwalającej na udoskonalenie płyty kompaktowej. W tym okresie powstały dwa odrębne projekty. Jednemu z nich przewodniczyła Toshiba, która zaproponowała zwiększenie gęstości zapisu i wykorzystanie obu stron istniejšcych krśżków. W ten sposób powstały płyty SD (SuperDensity). Na czele drugiej grupy stanął Philips i Sony. Ich rozwiązanie nazwane MMCD (MultiMedia CD) zakładało stworzenie dwóch lub więcej warstw na jednej stronie płyty, zaś dane odczytywane miały być przez wiązkę laserową o zmiennej długości fali. Przedstawiony stan rzeczy nie trwał zbyt długo. Pod koniec 1994 roku, aby uniknąć kreowania odrębnych formatów firmy zgodziły się na połączenie swoich myśli technicznych. W ten sposób powstał projekt dysku DVD - dwustronnego, dwuwarstwowego zapisu o wysokiej gęstości. Napędy DVD-ROM odczytują kolejno z wewnętrznej i zewnętrznej warstwy płyty. Początkowo obszar zastosowań dla nowego nośnika widziano głównie w przemyśle filmowym, maksymalna pojemność 17 GB pozwalała bowiem na nagranie 481 minut w formacie MPEG-2 z trzema ścieżkami audio. Nowy standard kompresji wymaga dużych mocy obliczeniowych do odkodowania informacji, dlatego komputerowe napędy DVD-ROM sprzedawane sš ze specjalnymi kartami. W standardowych odtwarzaczach wszystkie niezbędne komponenty montowane sš w jednej obudowie. Szybko okazało się, że pojemności oferowane przez płyty DVD idealnie nadają się także do zastosowań rynku komputerowego. Dlatego też pierwotna nazwa Digital Video Disk kojarzona z dyskami zawierajšcymi jedynie filmy coraz częściej ze względu na uniwersalność nośnika zamieniana jest na Digital Versatile Disk.Niestety, na ustanowieniu jednego standardu problemy się nie zakończyły. Najwięcej zamieszania wprowadziły różne stosowane na świecie formaty zapisu obrazu (PAL, NTSC, SECAM) oraz dźwięku. Dlatego też mapa świata podzielona została na 6 regionów, dla których oba wspomniane parametry sš jednakowe.