Накопители на оптических дисках

В последние годы большее распространение получили накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам (используются компакт-диски диаметром 3,5" и 5,25"), большой емкости и надежности эти накопители становятся все более популярными.

Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ - Compact Disk CD-ROM. Эти диски поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией (в частности, с программным обеспечением). Запись информации на них возможна только вне ПК, в лабораторных условиях, лазерным лучом большой мощности, который оставляет на активном слое CD след - дорожку с микроскопическими впадинами (питами). Таким образом, создается первичный "мастер-диск". Процесс массового тиражирования CD-ROM по "мастер-диску" выполняется путем штамповки. Стандартный диск состоит из 3-ёх слоев: подложка из поликарбоната, на которой отштампованы дорожки (рельеф) диска, напыленное отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра или другого отражающего материала и два или более защитных слоя лака. В оптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом существенно меньшей мощности.

CD-ROM ввиду чрезвычайно плотной записи информации имеют емкость 650 Мбайт, время доступа в разных оптических дисках также колеблется от 30 до 200 мс, скорость считывания информации от 150 до нескольких Мбайт/с.

Стоимость компактных дисков (CD) при их массовом тиражировании невысокая, а, учитывая их большую емкость, высокие надежность и долговечность, стоимость хранения информации на CD для пользователя оказывается несравнимо меньшей, нежели на магнитных дисках. Это уже привело к тому, что большинство программных средств самого разного назначения поставляется на CD. На компакт-дисках организуются обширные базы данных; на СD представлены словари, справочники, энциклопедии; обучающие и развивающие программы по различным предметам.

CD широко используются, например, при изучении иностранных языков, правил дорожного движения, бухгалтерского учета, законодательства вообще и налогового законодательства в частности. И все это сопровождается текстами и рисунками, речевой информацией и мультипликацией, музыкой и видео. В чисто бытовом аспекте CD можно использовать для хранения аудио- и видеозаписей, т.е. использовать вместо плейерных аудиокассет и видеокассет. Следует упомянуть, конечно, и о большом количестве программ, компьютерных игр, хранимых на CD.

Таким образом, CD-ROM открывает доступ к огромным объемам разнообразной и по функциональному назначению, и по среде воспроизведения информации, записанной на компакт-дисках.

Перезаписываемые лазерно-оптические диски с однократной (CD-R - CD Recordable) и многократной (CD-RW - CD ReWritable) записью. В первом случае используются «болванки», в которых отражающий слой выполнен чаще всего из серебряной пленки, а между ним и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные питам. Отражающая способность зеркального слоя и четкость питов у дисков CD-R немного ниже обычного, отчего некоторые дисководы CD-ROM могут работать с ними неуверенно.

В CD-RW также используется промежуточный слой из органической пленки, изменяющей под воздействием лазерного луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего меняется прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому, что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической восстанавливает кристаллическое состояние. Существующие диски выдерживают от тысячи до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая способность существенно ниже CD-R, что еще больше затрудняет их считывание в обычных дисководах.

Перезаписываемые магнитооптические диски (СС-Е - Continuous Composite Erasable или MO – Magnetic Optical) используют лазерный луч для местного разогрева поверхности диска при записи информации магнитной головкой. Считывание информации выполняется лазерным лучом меньшей мощности.

Сущность процессов записи/считывания обусловлена следующим. Активный слой на поверхности магнитооптического диска может быть перемагничен магнитной головкой только при высокой температуре. Такая температура (сотни градусов) создается лазерным импульсом длительностью порядка 0,1 мкс. При считывании информации вектор поляризации отраженного от поверхности диска лазерного луча на несколько градусов изменяет свое направление в зависимости от направления намагниченного участка активного слоя. Изменение направления поляризации и воспринимается соответствующим датчиком,

Магнитооптические диски с однократной записью (СС WORM - Continuous Composite Write Once Read Many) аналогичны обычным магнитооптическим накопителям с той разницей, что в них на контрольные дорожки дисков наносятся специальные метки, предотвращающие стирание и повторную запись на диск.

В магнитооптических накопителях запись информации обычно осуществляется за два прохода, поэтому скорость записи значительно меньше скорости считывания.

Емкость современных магнитооптических дисков формата 5,25" доходит до 5,2 Гбайта, а формата 3,5" –1,3 Гбайта, время доступа от 15 до 150 мс, скорость считывания до 2000 Кбайт/с. Однако перезаписывающие дисководы очень дороги и предназначены в основном для профессиональное применение.

Основными достоинствами НОД являются:

· сменяемость и компактность носителей;

· большая информационная емкость;

· высокая надежность и долговечность CD и головок считывания/записи (до 50 лет);

· меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и вибрациям;

· нечувствительность к электромагнитным полям.