Устройство cd rom – CD

Устройство и принцип действия накопителей CD-ROM

Финансовая академия

при правительстве Российской Федерации

Кафедра экономической информатики

РЕФЕРАТ

на тему:

Устройство и принцип действия

накопителей CD-ROM

Выполнил :

Студент 1 курса Мишаков Андрей

Москва 2001 г.

ВВЕДЕНИЕ--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

УСТРОЙСТВО НАКОПИТЕЛЕЙ CD-ROM------------------------------------------------------------------------ 4

Устройство привода CD-ROM---------------------------------------------------------------------------------------- 4

Устройство компакт - диска------------------------------------------------------------------------------------------ 6

Алгоритм работы накопителя CD-ROM--------------------------------------------------------------------------- 7

ПАРАМЕТРЫ НАКОПИТЕЛЕЙ CD-ROM------------------------------------------------------------------------- 8

Время доступа (access time)--------------------------------------------------------------------------------------------- 8

Скорость передачи данных (dats-transfer rate)------------------------------------------------------------------- 9

Размер блока данных (data block size)------------------------------------------------------------------------------ 10

Размер буфера------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10

Поддержка проигрывания аудиодисков-------------------------------------------------------------------------- 11

Поддержка формата CD-ROM/XA--------------------------------------------------------------------------------- 11

Механизм загрузки диска----------------------------------------------------------------------------------------------- 12

Чтение CD-RW------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13

Пылезащищённость------------------------------------------------------------------------------------------------------ 13

Автоматическая очистка линз--------------------------------------------------------------------------------------- 14

Внешние и внутренние накопители--------------------------------------------------------------------------------- 14

Интерфейсы---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДИСКОВОДОВ CD-ROM-------------------------------------------------------------------- 17

ПОДКЛЮЧЕНИЕ АУДИОКАНАЛОВ----------------------------------------------------------------------------- 18

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ------------------------------------------------------------- 20

ВВЕДЕНИЕ

В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели.

За последние несколько лет компьютерные устройства для чтения компакт-дисков (CD), называемые CD-ROM, стали практически необходимой частью любого компьютера (или сети). Это произошло потому, что разнообразные программные продукты (прежде всего игры и базы данных) стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на CD (таких же, как и обычные музыкальные), а большинство современных игр и баз данных работает прямо с CD, не требуя копирования на жёсткий диск.

Запись на CD при помощи обычных CD-ROM невозможна (существуют, правда, устройства CD-R и CD-RW с помощью которых возможны чтение-однократная запись и чтение-запись-перезапись, соответственно).

CD-ROM способны не только считывать компакт-диски с данными, но и проигрывать музыкальные диски. (Впрочем в некоторых моделях её нет, и если вам нужна, проверяйте её наличие.) Для этого у них на передней панели есть выход для наушников, но проигрывание может производиться и через усилитель звуковой карты, если она имеется. Проигрыванием музыкального диска управляет компьютер, но некоторые CD-ROM имеют для этой цели кнопки на передней панели. Качество звука, выдаваемое CD-ROM, ощутимо ниже, чем даже у простеньких переносных CD-плееров.

При помощи CD-ROM компьютер также может проигрывать Video- CD и CD-I (не путать с лазерными видеодисками LDV, имеющими гораздо больший диаметр, чем CD).

УСТРОЙСТВО НАКОПИТЕЛЕЙ CD-ROM

Устройство привода CD-ROM


Типовой привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска.

На плате электроники размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала. Большинство приводов использует одну плату электроники, однако в некоторых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогательные небольшие платы.

Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с постоянной или переменной линейной скоростью. Сохранение постоянной линейной скорости требует изменения угловой скорости диска в зависимости от положения оптической головки. При поиске фрагментов диск может вращаться с большей скоростью, нежели при считывании, поэтому от шпиндельного двигателя требуется хорошая динамическая характеристика; двигатель используется как для разгона, так и для торможения диска.

На оси шпиндельного двигателя закреплена подставка, к которой после загрузки прижимается диск. Поверхность подставки обычно покрыта резиной или мягким пластиком для устранения проскальзывания диска. Прижим диска к подставке осуществляется при помощи шайбы, расположенной с другой стороны диска; подставка и шайба содержат постоянные магниты, сила, притяжения которых прижимает шайбу через диск к подставке.

Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее перемещения. В головке размещены лазерный излучатель, на основе инфракрасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой громкоговорителя. Изменение напряженности магнитного поля вызывают перемещение линзы и пере фокусировку лазерного луча. Благодаря малой инерционности такая система эффективно отслеживает вертикальные биения диска даже при значительных скоростях вращения.

Система перемещения головки имеет собственный приводной двигатель, приводящий в движение каретку с оптической головкой при помощи зубчатой либо червячной передачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напряжением: при червячной передаче - подпружиненные шарики, при зубчатой - подпружиненные в разные стороны пары шестерней.

Система загрузки диска выполняется в двух вариантах: с использованием специального футляра для диска (caddy), вставляемого в приемное отверстие привода, и с использованием выдвижного лотка (tray), на который кладется сам диск. В обоих случаях система содержит двигатель, приводящий в движение лоток или футляр, а также механизм перемещения рамы, на которой закреплена вся механическая система вместе со шпиндельным двигателем и приводом оптической головки, в рабочее положение, когда диск ложится на подставку шпиндельного двигателя.

При использовании обычного лотка привод невозможно установить в иное положение, кроме горизонтального. В приводах, допускающих монтаж в вертикальном положении, конструкция лотка предусматривает фиксаторы, удерживающие диск при выдвинутом лотке.

На передней панели привода обычно расположены кнопка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для подключения наушников с электронным или механическим регулятором громкости. В ряде моделей добавлена кнопка Play/Next для запуска проигрывания звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками; кнопка Eject при этом обычно используется для остановки проигрывания без выбрасывания диска. На некоторых моделях с механическим регулятором громкости, выполненным в виде ручки, проигрывание и переход осуществляются при нажатии на торец регулятора.

Большинство приводов также имеет на передней панели небольшое отверстие, предназначенное для аварийного извлечения диска в тех случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - например, при выходе из строя привода лотка или всего CD-ROM, при пропадании питания и т.п. В отверстие нужно вставить шпильку или распрямленную скрепку и аккуратно нажать - при этом снимается блокировка лотка или дискового футляра, и его можно выдвинуть вручную.

Устройство компакт - диска


стандартный диск состоит из трех слоев: подложка из поликарбоната, на которой отштампован рельеф диска, намыленное на нее отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра или другого сплава, и более тонкий защитный слой поликарбоната или лака, на который наносятся надписи и рисунки. Hекотоpые диски «подпольных» производителей имеют очень тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе, отчего отражающее покрытие довольно легко повредить. информационный рельеф диска состоит из спиральной дорожки, идущей от центра к периферии, вдоль которой расположены углубления (питы). информация кодируется чередованием питов и пpомежутков между ними.

Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был ли он рассеян или поглощен. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления (штрихи). Сильное отражение луча происходит там, где этих углублений нет. Фотодатчик, размещённый в накопителе CD - ROM, воспринимает рассеянный луч, отражённый от поверхности диска. Затем эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.

Глубина каждого штриха на диске равна 0.12 мкм, ширина - 0.6 мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1.6 мкм, что соответствует плотности 16000 витков на дюйм или 625 витков на миллиметр. Длина штрихов вдоль дорожки записи может колебаться от 0.9 до 3.3 мкм. Дорожка начинается на некотором расстоянии от центрального отверстия и заканчивается примерно в 5 мм от внешнего края.

Если на компакт - диске необходимо отыскать место записи определённых данных, то его координаты предварительно считываются из оглавления диска, после чего считывающее устройство перемещается к нужному витку спирали и ждёт появления определённой последовательности битов.

mirznanii.com

Что такое CD-ROM - Libtime

  1. Главная
  2. ПК
  3. Что такое CD-ROM
libre 7467

CD-ROM - это устройство для чтения данных, которые записаны на оптическом компакт-диске.

Носителем информации на CD-диске является рельефная подложка из поликарбоната 120, 80 мм, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет металла (алюминий, иногда золото). При записи матрицы компакт-диска лазерный луч "прожигает" в ней мельчайшие ямки - питы (Pit), оставляя отражающие поверхности металлического диска - лэнды (Land). После этого матрица (мастер-диск) отправляется в производственный цех, где с него штампуется много поликарбонатных копий. Потом рельефная основа металлизуется, добавляется еще один, более тонкий слой лака, защищающий металлический слой.

При чтении диска другой, считывающий луч отражается от участков-питов и лендов по-разному. Точнее, от питов он не отражается - ямки поглощают луч, не дают ему отразиться. Таким образом, пит дает сигнал "ноль", а лэнд - "единицу". А комбинация нулей и единиц и есть сутью любой компьютерной информации. От центра до края компакт-диска наносится одна дорожка шириной 0,4 мкм в виде спирали с шагом 1,6 мкм.

Вся поверхность компакт-диска разбита на три участка в виде колец, размещенных от центра до его края. Начальная область (Lead-In) размещена ближе к центру диска. При инициализации диска в персональном компьютере Lead-In-область считывается первой. В этой области записан заголовок диска таблица соднржаний (Table of Contents), таблица адресов всех записей, метка диска и некоторая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию на компакт-диске и занимает основную часть диска. Конечная область диска Lead-Out содержит метку конца диска.

Из чего состоит CD-ROM

Привод CD-ROM состоит из основных компонентов:

  • электродвигателя, который вращает диск;
  • оптической системы, которая состоит из лазерного излучателя, оптических линз и датчиков, предназначенной для считывания информации с поверхности компакт-диска,
  • микропроцессоров, управляющих механикой привода, оптической системой и декодирования считанной информации в двоичный код.

Компакт-диск раскручивается электродвигателем. В нужной области позиционируется луч из лазерного излучателя при помощи оптической системы привода. Луч отражается от поверхности диска и проходит через призму на специальный датчик. Поток лучей превращается датчиком в электрический сигнал, который обрабатывается микропроцессором.

Емкость CD-ROM. Емкость CD-ROM составляет величину 650-700 Мбайт (на дисках диаметром 80 мм - 180-210 Мбайт). На дисках такого типа можно поместить 74 минуты аудиозаписи или до 2 часов видео телевизионного качества в формате MPEG-4.

Скорость передачи данных в CD-ROM.Скорость передачи данных (Data Transfer Rate) - это величина, характеризующая максимальную скорость, с которой привод передает считанные с компакт-диска данные в оперативную память. Скорость передачи данных увеличивается от начальных секторов к конечным. Скорость передачи внутреннего кольца диска называется Inside Data Transfer Rate, а внешнего - Outside Data Transfer Rate. В техпаспорте приводится внешняя скорость. Таким образом, привод Sony 52x - это 52 скоростной дисковод фирмы Sony. Данные читаются в 52 раза быстрее, чем в д

libtime.ru

Принцип работы CD-ROM

Принцип работы дисковода CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы

Производительность дисководов CD-ROM.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент рапространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получется при работе с полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера , которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

Конструктивные особенности приводов CD-ROM

Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом случае накопитель имеет собственный корпус и источник питания. Форм-фактор современного всраиваемого привода CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма.

На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска. Одним из самых распространенных является механизм загрузки CD-ROM с помощью caddy. Caddy представляет из себя пластмассовый прозрачный контейнер, в который кладется компакт-диск перед загрузкой непосредственно в привод. Другим способом является загрузка с помощью tray-механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается в ручную. Существуют разновидности tray-механизма, например pop-up. В этом случае загрузка диска на ”подносе” происходит полуавтоматически, после легко касания.

На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), гнездо для подключения головных телефонов или стереосистемы (для прослушивания аудио дисков), регулятор громкости звука (также для аудиоCD). Для системы caddy предусмотренно также отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если даже не срабатывает кнопка Eject.

Устройство и технология производства CD-ROM.

Устройство CD-ROM.

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area). За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавление диска (table of content). Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица.

СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения кэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.

В отличии от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления т.е. штамповки. На СD-R информация записывается при помощи CD рекодера. Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM, так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако после записи информации на CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.

Подключение дисководов CD-ROM

Цифровые интерфейсы.

В настоящее время наиболеее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском, однако реально это не дает преимущества, поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростью не могут передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, если учесть, что общая концнпция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды, когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI в будующем может оказаться более предпочтительным.

Подключение дисководов CD-ROM.

На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру. Другим подходом является применение 32- битных драйверов дисководов CD-ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.

Подключение аудиоканалов.

Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), а также выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов. На внешней панели дисководы CD-ROM (как внешние так и внутренние), кроме того, имеют разъем, для головных телефонов (наушников). Если на компакт-диске находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный для головных телефонов, а так же на выходные аудио-разъемы дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает на усилитель и аккустическую систему непосредственно или через звуковую карту. Преимущество активного выхода заключается в том, что аудиосигнал с CD-ROM дополнительно обрабатывается звуковой картой.

mirznanii.com

Назначение, устройство и принцип работы CD-ROM.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Введение

Выход из строя привода - явление нередкое, а его ремонт оказывается довольно проблематичным для владельца. Типичная ситуация, когда специалисты сервисного центра предлагают либо замену платы электроники, либо замену лазерной считывающей головки.

Неисправности оптических приводов устраняются в основном путем глобальной замены «оптики» или «электроники», что является достаточно дорогим удовольствием. Структурированный подход и некоторые знания о данном устройстве помогут локализовать проблему и найти неисправную деталь. Выход из строя привода – явление нередкое, а его ремонт оказывается довольно проблематичным для владельца. Типичная ситуация, когда специалисты сервисного центра предлагают либо замену платы электроники, либо замену лазерной считывающей головки. Собственно ремонт в этом случае оказывается немногим дешевле нового устройства и становится нецелесообразным. Что предпринять в такой ситуации? Можно ли избежать глобальной замены «электроники» или «оптики»?

Вполне, если применить определенный системный подход и локализовать неисправность. Все, что для этого необходимо, - классифицировать неисправность по характерным признакам. Звучит просто, но требует представления о работе всех элементов привода и собственно знания характерных признаков неисправностей. Для этого рассмотрим, как именно происходит взаимодействие различных элементов привода, и попутно выделим их, характерные неисправности опыт показывает, что большая часть неисправностей ОП связана с неправильной работой механических элементов. Механические элементы привода выполняют две главные функции загрузку и выгрузку диска из дископриемника и перемещение звукоснимателя по полю диска. Выполнение этих функций обеспечивается соответствующими двигателями и схемами их привода. В соответствии со структурой этого достаточно сложного устройства можно назвать три основные группы его «болезней»: механические неисправности; неисправности оптической системы; неисправности электронных компонентов. В данной курсовой работе приведены методы типового обслуживания привода CD-ROM, технического обслуживания, проверки оптических приводов, типичные неисправности оптических приводов. Многие серьезные неисправности оптического привода можно устранить собственными руками. Главное захотеть, и не побояться экспериментировать.

Актуальность исследуемой темы заключается в том, что на сегодняшний момент развитие компьютерной техники привело к необходимости не только перевести большую нагрузку по оформлению документации и выполнению математических вычислений на компьютерную технику, но и провести разработку методик поддержания данной техники в работоспособном состоянии.
Цель курсового проекта - исследовать технологию диагностики неисправностей и восстановления работоспособности оптических приводов после отказа.

Объектом проекта являются методы проведения технического обслуживания оптических приводов.

Предметом проекта является технология ремонта оптических приводов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) Рассмотреть устройство оптических приводов.

2) Описать принцип действия оптических приводов

3) Причины неполадок рассмотреть, проанализировать.

4) Описать использование диагностических программ.

 

1.Основная часть(Теоритическая).

Выбор оптического привода.

Сложно себе представить современный настольный компьютер или ноутбук без оптического привода. Ведь именно на CD-и DVD-дисках обычно располагаются дистрибутивы, музыкальные коллекции и новые фильмы. Особенно актуально наличие привода при сбое в работе ПК. Восстанавливать систему на наглухо убитой вирусами или кривыми руками машине без CD/DVD-ридера будет чрезвычайно сложно.

Для обыкновенного ПК оптимален выбор внутреннего оптического привода - удобно и выгодно во всех отношениях. Некоторые производители, в частности Lite-On, выпускают укороченные и облегченные драйвы. При этом длина устройства - 170 мм (против стандартных 198 мм), а вес - 750 г (против 900-1000 г стандартного веса). Совершенно точно не стоит покупать обычный внутренний привод владельцам ноутбуков. Специально для них выпускаются сверхтонкие (slim) драйвы, но их установка собственными силами - довольно ответственная задача.

Рисунок CD/DVD — привод.

Рисунок Сверхтонкий (slim) драйв.

 

С интерфейсами все довольно просто. Подавляющее большинство приводов имеют IDE-разъем (parallel ATA). Для подключения используются 40- или 80-жильные шлейфы. В последнее время стали поя вляться модели с SATA-интерфейсом .

Рисунок - Внешний привод.

Самые бюджетные варианты очень похожи на своих внутренних братьев, особенно угловатым дизайном. Более дорогие приводы могут похвастать стильным корпусом и наличием нескольких интерфейсов для подключения к компьютеру. Наконец, и среди внешних драйвов есть slim-модели. Они позиционируются как стильные аксессуары к ноутбукам и имеют порой сногсшибательный вид и цену. Сегодня наибольшее распространение получили модели, подключаемые к ПК через USB-шину. Иногда встречаются драйвы с беспроводным FireWire (IEEE1394) разъемом, а также комбинированные USB+FireWire. Максимальная скорость передачи данных по USB - 480 Мбит/с, по FireWire - 400 Мбит/с. Даже самые быстрые приводы загружают канал не более чем на 200 Мбит/с. Особенностью внешних оптических приводов является то, что им необходимо дополнительное питание.

Драйвер является обязательным компонентом программного обеспечения любого устройства, которое тем или иным способом может быть установлено или подключено к персональному компьютеру. Основная задача драйвера заключается в предоставлении стандартного доступа к устройству другим программам и операционной системе. По окончании загрузки операционная система обнаружит установленное в компьютер новое устройство. В появившемся диалоговом окне мастера установки нового оборудования нажмите «Далее». В следующем окне выберите пункт «Произвести поиск подходящего драйвера для устройства (рекомендуется)» и нажмите «Далее». В окне с предложением указать дополнительные источники для поиска нажмите «Далее». После того, как мастер установки найдёт на диске необходимый драйвер, в окне, подтверждающем это, нажмите «Далее». Мастер установки приступит к копированию и установке компонентов драйвера. После завершения копирования в появившемся окне с уведомлением об успешной установке драйвера нажмите «Готово». Выбрать оптический привод несложно, если опираться на несколько базовых характеристик.

Профилактика и лечение.

Основными причинами возникновения неисправностей оптических приводов являются, безусловно, механические поломки. Они составляют около 75-80% от общего числа неисправностей. Причем чаще всего причинами выхода из строя CD/DVD-приводов (как компьютерных, так и бытовых, предназначенных для прослушивания музыки и просмотра фильмов) являются загрязнение подвижных частей механизма транспортировки диска и пыль, скопившаяся на оптических частях.

Для того чтобы очистить дисковод от пыли, можно для начала ограничиться его частичной разборкой (выдвинуть лоток и снять лицевую панель), а затем продуть внутренности дисковода пылесосом, настроенным на выдув воздушного потока.

Большинство приводов, работающих в нормальных условиях, не доживают до той стадии, когда отказы может вызвать повышенная запыленность. Чаще всего пластмасса линзы просто мутнеет от времени и/или от перегрева привода в системном блоке. Такая неисправность устраняется только дорогостоящей заменой считывающей лазерной головки. Впрочем, на подобную неисправность приходится не более 10% случаев.

Характерными признаками неисправности являются либо отсутствие вращения диска, либо, наоборот, постоянный его разгон до максимальной скорости вращения. При попытке изъять диск из неисправного дисковода с помощью органов управления каретка открывается с вращающимся на ней диском.

В работе исправной системы должны четко прослеживаться следующие фазы:

1) старт и плавный разгон диска;

2) установившийся режим вращения;

3) интервал торможения до полной остановки;

4) съем диска лотком каретки со шпинделя двигателя и вынос его наружу из дисковода.

Можно проверить правильность работы оптической системы привода, открыв корпус устройства и понаблюдав за его работой. Убедиться в том, раскручивается ли диск после установки, можно при подключении к приводу только шнура питания (информационный кабель при этом не подключается). Если диск не вращается после установки, то проверяют, светится ли лазер при установке каретки в рабочее положение, но уже без диска. Иногда свечения лазера при дневном свете не видно, поэтому требуется затемнить помещение. Наблюдение за линзой лазера следует проводить с разных ракурсов.

В современных оптических устройствах контроль наличия диска осуществляется самим лазером. Если фотодатчик, установленный в лазерной каретке, получает отраженный сигнал от диска, то электронная схема воспринимает этот сигнал как «наличие диска» и только после этого формирует команду включения маршевого двигателя вращения. Следовательно, если интенсивность свечения лазера недостаточна, то диск раскручиваться не будет.

Оптические приводы имеют также множество механических узлов, которые требуют смазки трущихся частей. Отсутствие смазки приводит к тому, что привод с трудом выталкивает каретку с диском, а замок каретки может вообще заклинить, и тогда использование дисковода вообще станет невозможным. Смазку нужно наносить аккуратно, предварительно полностью разобрав устройство (места, где она требуется, как правило, хорошо видны). Перед смазыванием нелишне будет очистить места смазки от пыли и грязи. Дело в том, что если упустить момент, когда требуется нанести смазку, то затруднение скольжения приведет к механическим поломкам деталей транспортного механизма или нарушению его регулировок, что, в свою очередь, повлечет за собой либо остановку механизма каретки в промежуточном положении, либо проскальзывание диска во время вращения.

Подобная ситуация может возникнуть и из-за засаливания фрикционных поверхностей держателя диска вследствие частого использования грязных CD/DVD-дисков, что приводит в конце концов к ненадежной работе привода, вплоть до полной его остановки.

Загрязнение посадочного места привода диска и слабый прижим диска к посадочному месту можно устранить, почистив посадочное место диска любым тканым материалом, смоченным в спирте.

Из других механических поломок можно назвать заклинивание диска на транспортной каретке (в этом случае диск вообще не раскручивается). Иногда это происходит оттого, что посадочное место диска самопроизвольно опускается по валу двигателя и диск касается элементов транспортной каретки. Для устранения этого дефекта посадочное место передвигают по валу вверх и «методом тыка» подбирают его высоту так, чтобы диск вращался без касания конструктивных элементов, а также чтобы привод обеспечивал устойчивое чтение всех дисков. После этого положение посадочного места диска аккуратно фиксируют на валу.

Проверка оптического блока.

Линза должна быть чистой, прозрачной, без царапин, в противном случае падает мощность считываемого луча и наблюдается эффект "подсевшего лазера". Поверхность линзы покрыта специальным фоточувствительным слоем, который придает ей голубоватый оттенок. Для прочистки линзы выпускаются баллончики со специальной жидкостью. Также можно использовать спички с ватой и спирт. Смоченным в спирте ватным тампоном протирают линзу и сразу же сухим тампоном удаляют следы от спирта. Делать это нужно очень аккуратно, чтобы не повредить подвеску и не нарушить юстировку фокусирующей линзы. Из-за применения для чистки активных веществ линза со временем может помутнеть.

Проверка наклона линзы.

Наклон линзы - это отклонение от параллельности плоскости линзы относительно плоскости диска. Эта величина должна быть минимальной.

Из-за увеличения наклона линзы уменьшается амплитуда полезных лучей, ухудшается отслеживание трека, поэтому диски плохо читаются. Со временем из-за изменения характеристик материала подвески катушки (внутреннее напряжение и т.п.) наклон линзы может увеличиться. Настройка: Регулировку наклона линзы можно проводить в одной или двух плоскостях, в зависимости от модели ЛГ, либо же она не предусмотрена вообще.

Регулировку осуществляют с помощью винтов 1. В большинстве случаев настройку наклона можно проводить только при разобранной механике, «в воздухе». Точно наклон настраивают по максимальной амплитуде сигнала EFM. Если этот сигнал отсутствует или слабый, возможно, сначала нужно провести грубую настройку «на глазок». Для этого следует подать напряжение 1...2 В на фокусирующую катушку, чтобы линза поднялась вверх к диску, не дотрагиваясь до него. При этом легче увидеть погрешность наклона. Выше некоторого уровня линза подняться не сможет, потому нужно следить за тем, чтобы не сжечь катушку. Затем нужно настроить наклон линзы по максимальной параллельности. После грубой регулировки при запуске линза должна фокусироваться, и диск должен вращаться.

Чистим от пыли CD(DVD)-ROM.

Рано или поздно любой CD(DVD)-привод начинает всё хуже и хуже читать диски, при этом он нормально определяется в операционной системе. Одна из возможных причин данного явления - пыль. Значит пришло время его чистить.Для этого нам понадибится крестовая отвёртка и лоскут ткани или мягкая кисточка для рисования. Ткань обязательно должна быть мягкой и не оставлять ворса. Иначе можно поцарапать линзу лазерной головки, после чего проще купить новый сидюк, чем менять головку на старом (поменять головку можно, но довольно сложно). Лучше всего использовать хлопчатобумажную ткань или мягкую фланельку.Итак, разбираем CD(DVD)-ROM. Надо заметить что устройство современных приводов практически одинаково.

1. Разогнутой скрепкой "тыкаем" в специальное отверстие на лицевой панели для выдвижения каретки. Выдвигаем каретку.

2. Нажимаем на защелки со всех сторон для снятия лицевой панели.

3. Откручиваем винты в нижней части привода.

4. Снимаем верхнюю и нижнюю крышки привода.

Привод разобран. Теперь нам хорошо видно лазерную головку и её линзу, которую мы и собираемся чистить. (бывает, что она закрыта охлаждающим устройством, его тоже надо снять - там нет ни чего сложного, внимательно рассмотрите).

Очень осторожно протираем линзу лазерной головки кисточкой или ветошью (пыль не обязательно должна быть видна "на глаз"). Протёрли? Можете протереть остальные, доступные без дальнейшей разборки механизмы. Только не сотрите смазку там где она есть. Теперь собираем привод в обратном порядке: собираем верхнюю и нижнюю части, закручиваем винты, вставляем лицевую панель, каретку можно не задвигать.
Проверяем результат нашего технического обслуживания. Подключаем привод к ПК, проверяем как происходит считывание (желательно попробовать несколько дисков). Если читает нормально, значит мы достигли своей цели, а причиной была пыль.

 

Заключение.

Надежность работы многих приводов ухудшается со временем. В основном это вызывается двумя причинами: загрязнением фокусирующей линзы и деградацией лазерного излучателя (светодиода). Линза чаще всего загрязняется в результате попадания на нее пыли и табачного дыма. Для чистки линз можно использовать специальные чистящие диски, однако некоторые из них имеют жесткие кисточки, способные поцарапать пластмассу линзы. Более аккуратно линза очищается путем разборки привода и промывания тампоном из натуральной ваты, смоченным теплой водой с мылом, с последующей протиркой таким же сухим тампоном. Обращаться с линзой нужно предельно аккуратно, чтобы не повредить ее мягкую пластмассу и детали подвески. Деградация (уменьшение светимости) лазерного излучателя возникает в тех случаях, когда в приводе использован светодиод низкого качества, либо он работает в предельном для него режиме. В ряде случаев положение можно улучшить, увеличив мощность излучения подстрочным резистором, который имеется на головках большинства приводов, однако через некоторое время мощность снова упадет ниже нормы. Чрезмерное увеличение мощности также снижает надежность считывания дисков, и к тому же ускоряет деградацию излучателя. Еще одна возможная причина - износ механических частей привода и ухудшение точности позиционирования, однако такое происходит в основном лишь в очень простых и дешевых приводах, где не приняты меры для устранения люфтов передаточного механизма.

Введение

Выход из строя привода - явление нередкое, а его ремонт оказывается довольно проблематичным для владельца. Типичная ситуация, когда специалисты сервисного центра предлагают либо замену платы электроники, либо замену лазерной считывающей головки.

Неисправности оптических приводов устраняются в основном путем глобальной замены «оптики» или «электроники», что является достаточно дорогим удовольствием. Структурированный подход и некоторые знания о данном устройстве помогут локализовать проблему и найти неисправную деталь. Выход из строя привода – явление нередкое, а его ремонт оказывается довольно проблематичным для владельца. Типичная ситуация, когда специалисты сервисного центра предлагают либо замену платы электроники, либо замену лазерной считывающей головки. Собственно ремонт в этом случае оказывается немногим дешевле нового устройства и становится нецелесообразным. Что предпринять в такой ситуации? Можно ли избежать глобальной замены «электроники» или «оптики»?

Вполне, если применить определенный системный подход и локализовать неисправность. Все, что для этого необходимо, - классифицировать неисправность по характерным признакам. Звучит просто, но требует представления о работе всех элементов привода и собственно знания характерных признаков неисправностей. Для этого рассмотрим, как именно происходит взаимодействие различных элементов привода, и попутно выделим их, характерные неисправности опыт показывает, что большая часть неисправностей ОП связана с неправильной работой механических элементов. Механические элементы привода выполняют две главные функции загрузку и выгрузку диска из дископриемника и перемещение звукоснимателя по полю диска. Выполнение этих функций обеспечивается соответствующими двигателями и схемами их привода. В соответствии со структурой этого достаточно сложного устройства можно назвать три основные группы его «болезней»: механические неисправности; неисправности оптической системы; неисправности электронных компонентов. В данной курсовой работе приведены методы типового обслуживания привода CD-ROM, технического обслуживания, проверки оптических приводов, типичные неисправности оптических приводов. Многие серьезные неисправности оптического привода можно устранить собственными руками. Главное захотеть, и не побояться экспериментировать.

Актуальность исследуемой темы заключается в том, что на сегодняшний момент развитие компьютерной техники привело к необходимости не только перевести большую нагрузку по оформлению документации и выполнению математических вычислений на компьютерную технику, но и провести разработку методик поддержания данной техники в работоспособном состоянии.
Цель курсового проекта - исследовать технологию диагностики неисправностей и восстановления работоспособности оптических приводов после отказа.

Объектом проекта являются методы проведения технического обслуживания оптических приводов.

Предметом проекта является технология ремонта оптических приводов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) Рассмотреть устройство оптических приводов.

2) Описать принцип действия оптических приводов

3) Причины неполадок рассмотреть, проанализировать.

4) Описать использование диагностических программ.

 

1.Основная часть(Теоритическая).

Выбор оптического привода.

Сложно себе представить современный настольный компьютер или ноутбук без оптического привода. Ведь именно на CD-и DVD-дисках обычно располагаются дистрибутивы, музыкальные коллекции и новые фильмы. Особенно актуально наличие привода при сбое в работе ПК. Восстанавливать систему на наглухо убитой вирусами или кривыми руками машине без CD/DVD-ридера будет чрезвычайно сложно.

Для обыкновенного ПК оптимален выбор внутреннего оптического привода - удобно и выгодно во всех отношениях. Некоторые производители, в частности Lite-On, выпускают укороченные и облегченные драйвы. При этом длина устройства - 170 мм (против стандартных 198 мм), а вес - 750 г (против 900-1000 г стандартного веса). Совершенно точно не стоит покупать обычный внутренний привод владельцам ноутбуков. Специально для них выпускаются сверхтонкие (slim) драйвы, но их установка собственными силами - довольно ответственная задача.

Рисунок CD/DVD — привод.

Рисунок Сверхтонкий (slim) драйв.

 

С интерфейсами все довольно просто. Подавляющее большинство приводов имеют IDE-разъем (parallel ATA). Для подключения используются 40- или 80-жильные шлейфы. В последнее время стали поя вляться модели с SATA-интерфейсом .

Рисунок - Внешний привод.

Самые бюджетные варианты очень похожи на своих внутренних братьев, особенно угловатым дизайном. Более дорогие приводы могут похвастать стильным корпусом и наличием нескольких интерфейсов для подключения к компьютеру. Наконец, и среди внешних драйвов есть slim-модели. Они позиционируются как стильные аксессуары к ноутбукам и имеют порой сногсшибательный вид и цену. Сегодня наибольшее распространение получили модели, подключаемые к ПК через USB-шину. Иногда встречаются драйвы с беспроводным FireWire (IEEE1394) разъемом, а также комбинированные USB+FireWire. Максимальная скорость передачи данных по USB - 480 Мбит/с, по FireWire - 400 Мбит/с. Даже самые быстрые приводы загружают канал не более чем на 200 Мбит/с. Особенностью внешних оптических приводов является то, что им необходимо дополнительное питание.

Назначение, устройство и принцип работы CD-ROM.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки.Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы. Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент рапространены двух- и четырехскоростные дисководы.

В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например при работе с базами данных) «импульсная» скорость считывания информации приобретает важное значение. Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер.




infopedia.su

Дисковод CD-ROM — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Различают считывающие дисководы, осуществляюшие чтение с оптических дисков и дисководы для чтения и записи, как одно-и многократной (+R, -R, +RW, -RW.

Последние обеспечивают также возможность оптической (лазерной) записи данных на чистые компакт-диски. Пишущие приводы компакт-дисков могут быть двух типов: CD-R (Compact Disc Recordable), позволяющий производить однократную запись на диски формата CD-R, и CD-RW (Compact Disc ReWritable), позволяющий производить многократную запись (со стиранием предшествующей). В зависимости от конструкции корпуса и принципа подсоединения к системному блоку эти устройства могут быть встроенными (преимущественно работающие с интерфейсом ATA) или внешними, т.е. выполненными в виде отдельного устройства, подсоединяемого к системному блоку при помощи различных внешних интерфейсов (SCSI, USB, реже — любые другие).

Привод CD-ROM (CD-R/RW) содержит выдвижной лоток, в который помещается компакт диск. Встроенные двигатели обеспечивают вращение диска и движение лазерной головки перпендикулярно оси вращения. Считывание информации с компакт-диска происходит при помощи лазерного луча, который, попадая на отражающий свет участок, отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий сигнал как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, не отражается, и фотодетектор фиксирует двоичный ноль. Запись данных на фабричные диски CD-ROM производится путем штамповки с матрицы. В процессе штамповки на алюминиевой подложке диска образуются выступы и впадины, соответствующие двоичным нулям и единицам. В пишущих приводах компакт-дисков запись данных производится лазерным лучом, который «прожигает» микроскопические углубления («питы», pits) вдоль дорожки и/или меняет отражающие свойства соответствующих участков поверхности диска. Технология записи дисков различных форматов имеет свои особенности. Возможность записи/перезаписи диска того или иного формата зависит от модели дисковода. Как правило, современные модели CD-RW-дисководов могут записывать диски как формата CD-RW, так и формата CD-R. Большинство пишущих дисководов DVD может записывать и диски форматов CD-R/RW. Для записи диска того или иного формата требуется иметь соответствующую «болванку» и программное обеспечение.

Данные могут записываться на диски CD-R/RW в нескольких режимах (не все дисководы поддерживают их полный набор):

  • Disc-at-Once (DAO, диск за раз) — все данные записываются целиком за один раз, без прерываний.
  • Track-at-Once (TAO, дорожка за раз) — запись может осуществляться в несколько подходов. На диске может быть до 99 дорожек. В этом режиме существуют накладные расходы на запись служебных данных о начале и конце дорожек, установки ссылок на дорожки.
  • Session-at-Once (SAO, сеанс за раз) — объединяет преимущества предыдущих режимов: возможность записать диск в несколько сеансов без накладных расходов.

К основным характеристикам дисководов относятся скорость передачи данных (скорость чтения/записи), качество считывания/записи, среднее время доступа, объем буферной памяти.

Скорость передачи данных определяется скоростью вращения диска и плотностью записанных на нем данных. Обычно она указывается в сравнении со стандартной скоростью Audio CD (CD-DA), составляющей порядка 150 Кб/с: 2х (300 Кб/с), 4х (600 Кб/с), 8х (1200 Кб/с), 50х (7500 Кб/с) и т.д. Старые приводы использовали постоянную линейную скорость чтения (CLV, Constant Linear Velocity), что требовало изменения скорости вращения диска при перемещении головки и увеличивало время доступа из-за инерционности диска. Частота вращения для односкоростных устройств (т.е. 150 Кбайт/с) лежала в диапазоне 200-500 об/мин, а для 12-скоростных составляла уже 2400-6400 об/мин, что стало создавать серьезные проблемы с балансировкой, так как диски бывают плохо центрированы. В результате производители перешли к технологиям CAV и P-CAV. CAV (Constant Angular Velocity) означает постоянную угловую скорость диска (как в винчестерах), а P-CAV (Partial CAV) использует постоянную угловую скорость только на внешних дорожках диска. При этом обозначение числа скоростей стало означать максимальную скорость считывания на внешних дорожках диска. Запись данных на CD начинается с внутренних дорожек, поэтому на не заполненных до конца дисках максимальная скорость не достигается. Так, у 34-скоростного привода скорость считывания может меняться от 2, 8 Мбайт/с на внутренних до 5, 3 Мбайт/с на внешних дорожках. В настоящее время скорость приводов увеличена до 70х и выше (соответствует скорости вращения привода более 12000 об./мин.). В результате появления моделей с интерфейсом Ultra ATA/33 скорость считывания и передачи данных по шине ATA доведена до 33, 3 Мбайт/с. Погоня за излишне высокой скоростью привода CD-ROM часто оборачивается плохой читаемостью дисков невысокого качества из-за проблем с их балансировкой. Скорость записи дисков формата CD-RW обычно меньше скорости чтения и записи CD-R. Маркировка перезаписывающих накопителей предусматривает вид записи 8Х/4Х/32Х, где первая группа цифр указывает максимальную скорость записи дисков CD-R (в нашем примере — 8Х), вторая — максимальную скорость записи дисков CD-RW (4Х), третья — скорость чтения CD-ROM (32Х). Максимально возможный вариант — 52Х/32Х/52Х.

Качество считывания/записи определяется коэффициентом ошибок (Error Rate) и представляет собой оценку вероятности искажения 1 бита данных при считывании. Устройства CD-ROM имеют возможность корректировать ошибки чтения/записи за счет избыточности записанных на диск данных.

Среднее время доступа определяется количеством времени, необходимым приводу для обнаружения на диске требуемых данных. В связи с особенностями конструкции приводы компакт-дисков по этому показателю значительно уступают накопителям на жестких дисках. В современных дисководах среднее время доступа составляет порядка 80-300 мс, причем пишущие приводы обычно уступают по этому показателю «обычным» приводам CD-ROM .

Для повышения скорости доступа к данным в приводы CD-ROM встраивают микросхемы оперативной памяти — буферную память (или кэш). Оптимальный объем буферной памяти определяется многими факторами и согласуется со скоростью передачи данных. В современных приводах емкость буферной памяти обычно составляет несколько Мбайт.

Средняя наработка на отказ определяет среднее время (в часах) безотказной работы привода. Современные приводы рассчитаны на порядка 100000 ч. безотказной работы.

Дисководы могут также отличаться по поддерживаемым форматам и методам записи, хотя распространенные модели начала 2000-х, как правило, поддерживают все популярные форматы и методы. В силу различий в технологии записи диски CD-R/RW, записанные в современных дисководах, могут не читаться в некоторых старых моделях дисководов.

Редактировать

Технологии, повышающие плотность записи на компакт-диск

Плотность записи или количество данных, записываемых на один диск, определяется используемым стандартом. Основной действующий международный стандарт, определяющий формат записи — ISO 9660. Имеется также его расширенный вариант — CD ROM XA (eXtended Architecture). В середине 1990-х фирмами Philips и Sony разработан стандарт, названный Multimedia CD (MMCD), рассчитанный на запись на одном одностороннем диске CD-ROM до 7, 4 Гбайт данных, что примерно в 10 раз больше, чем в других действующих стандартах.

В 2000 фирма Sony начала работу над форматом двойной плотности — DDCD (Double Density CD), имеющим уменьшенные параметры ширины дорожки и длины пита (углубления на дорожке, соответствующие единице записи). Приводы DDCD позволяют записывать как специальные диски двойной плотности (DD-R и DD-RW), так и традиционные диски (CD-R и CD-RW). Существенным недостатком DDCD является отсутствие обратной совместимости, т.е. возможности чтения дисков DDCD в обычных приводах CD-ROM.

Формат многоуровневой записи (MLCD, MultiLevel CD) — технология записи на компакт-диски, названная ML (MultiLevel Recording), и соответствующий вид оптических носителей — MultiLevel Optical Storage. Эта технология направлена на повышение емкости памяти за счет кодирования записываемых данных путем формирования микровпадин (питов) на дорожке диска переменной глубины. Основу ML-технологии составляет использование нового типа кодирования, названного «Модуляцией глубиной микроуглублений» (Pit Depth Modulation, PDM). При этом используется восемь различных градаций коэффициента отражения, каждая из которых соответствует определенной глубине микровпадины. Это позволяет хранить в одной ячейке три бита информации вместо одного. В результате плотность записи на единицу длины дорожки увеличивается в три раза без изменения ширины дорожки и минимальной длины пита. Соответственно объем хранимых данных и скорость считывания также увеличиваются в 3 раза при одной и той же скорости вращения шпинделя привода. В конце 2000 для доведения ML-технологии до коммерческого использования создан ML-альянс, в который вошли фирмы Calimetrics (основной разработчик этой технологии), TDK, Mitsubishi, Plextor и Sanyo Semiconductor.

Формат многослойной записи или диск многослойной записи (Digital Multilayer Disk, DMD) — технология, разработанная фирмой D Data, в соответствии с которой на один компакт-диск наносится до шести слоев данных. DMD-устройства используют недорогие лазеры с «красным» лучом. При этом приемное устройство избирательно обрабатывает излучение флуоресцирующего материала, включенного в соответствующий слой. По сравнению с форматами на основе «синего» лазера эта технология менее дорогая, что относится как к оборудованию, так и носителям данных. В начале 2000-х емкость DMD-диска составляла 15 Гбайт, в ближайшие годы ее планировалось увеличить до 60 Гбайт.

megabook.ru

Конструктивные особенности приводов СD-ROM

Реферат

«Конструктивные особенности приводов СD-ROM»

Содержание

Введение

1. Конструктивные особенности приводов CD-ROM

2. Принцип работы дисковода CD-ROM

3. Цифровые интерфейсы

4. Подключение дисководов CD-ROM

5. Устройство CD (compactdisc)

Вывод

Литература

Введение

Мир быстро меняется... Компьютер стал неотъемлемым атрибутом современной жизни, являясь информационным и развлекательным центром. Как известно, для любого информационного центра необходим оперативный ввод и вывод информации. На данном этапе развития IT-технологий и коммуникаций эту задачу берет на себя оптический метод записи, хранения и воспроизведения информации посредством приводов CD\DVD-ROM и оптических компакт дисков. Несомненно, существуют более привлекательные альтернативы, например, Flash-drive или внешний жесткий накопитель с интерфейсом USB, однако они еще не достигли своей массовости, как оптические приводы, поэтому мы их не рассматриваем. Итак, CD-ROM...

В начале 80-х годов голландская фирма " Philips "объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - это лазерные диски и проигрыватели. В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска? Прежде всего, это необычайно высокое качество воспроизведения информации. Поскольку при считывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск свойственные обычным магнитным носителям. Таким образом, оптический метод хранения информации стал самым массовым и распространенным.

1. Конструктивные особенности приводов CD-ROM

Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом случае накопитель имеет собственный корпус и источник питания. Форм-фактор современного встраиваемого привода CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма.

На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска. Одним из самых распространенных является механизм загрузки CD-ROM с помощью tray-механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается посредством кнопки расположенной на передней панели привода. На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), также предусмотрено отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject или подача электропитания приостановлена. Теперь поговорим о принципе работы CD-ROM.

2. Принцип работы дисковода CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули, слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы. Таким образом считывается информация.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. В настоящий момент IT-технологии динамично развиваются, поэтому производительность приводов заметно возросла в отношении скорости чтения данных. Сегодня CD-ROM обладает как минимум 52х скоростью, что позволяет значительно быстрее считывать данные. Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64,128,256,512,1024,1536,2048 Кбайт) . Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

3. Цифровые интерфейсы

В настоящее время наиболее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей, таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском. Если учесть, что общая концепция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды, когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI оказывается предпочтительнее.

4. Подключение дисководов CD-ROM

На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру. Другим подходом является применение 32- битных драйверов дисководов CD-ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Также не следует забывать, что современные материнские платы содержат встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.

5. Устройство CD ( compact disc )

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area) . За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area) , содержащая оглавление диска (table of content) . Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица.

СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения коэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.

В отличии от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления т.е. штамповки. На СD-R информация записывается при помощи CD рекордера. Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM, так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако после записи информации на CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.

Вывод

Таким образом, мы рассмотрели основные принципы работы CD-ROM и оптический метод хранения информации. В настоящее время существует множество достойных альтернатив компакт дискам о которых упоминалось выше, но они еще не получили широкого распространения. Hа сегодняшний день оптические диски являются основными носителями информации, поскольку они имеют низкую стоимость, отличаются высоким качеством воспроизведения и массовым применением в бытовой электронике (DVD\ MP3 плееры, музыкальные центры). Тем более, сегодня грядет революция оптических приводов: стандартные CD\DVD-ROM сменяют Blue-ray и HDTV приводы, на носители которых возможно записать от 25 до 100 гигабайт информации, что несет новые возможности в компьютерных развлечениях, музыке и кино. Технология Blue-ray уже используется в SONYPlayStation 3, а также поддерживает телевидение высокой четкости, которое неизбежно входит в нашу жизнь. Данные факты указывают на то, что оптический метод хранения информации является не только самым распространенным, но и перспективным.

mirznanii.com

ROM - это... Что такое CD-ROM?

Эта статья о компакт-диске; о приводе для доступа к компакт-дискам см.: CD-привод.
Тип носителя
Название Compact disc read-only memory
Сокращение CD-ROM
Компакт-диск
Общая информация
Дата разработки 1979
Разработчики Philips, Sony
Размеры 120 × 1,2 мм
Ёмкость 650—879 Мб
Скорость чтения (1×) 150 Кб/с (данные с CD-ROM Mode 1)
172,3 Кб/с (аудио с CD-DA)
Наибольшая скорость чтения 72× (10,8 Мб/с)
Срок службы 10—50 лет

CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory, читается: «сиди́-ром») — разновидность компакт-дисков с записанными на них данными, доступными только для чтения (read-only memory — память «только для чтения»). CD-ROM — доработанная версия CD-DA (диска для хранения аудиозаписей), позволяющая хранить на нём прочие цифровые данные (физически от первого ничем не отличается, изменён только формат записываемых данных). Позже были разработаны версии с возможностью как однократной записи (CD-R), так и многократной перезаписи (CD-RW) информации на диск. Дальнейшим развитием CD-ROM-дисков стали диски DVD-ROM.

Диски CD-ROM — популярное и самое дешёвое средство для распространения программного обеспечения, компьютерных игр, мультимедиа и прочих данных. CD-ROM (а позднее и DVD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами, вытеснив с этой роли флоппи-диск (сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям).

Формат записи на CD-ROM также предусматривает запись на один диск информации смешанного содержания — одновременно как компьютерных данных (файлы, ПО, чтение доступно только на компьютере), так и аудиозаписей (воспроизводимых на обычном проигрывателе аудио компакт-дисков), видео, текстов и картинок. Такие диски, в зависимости от порядка следования данных, называются усовершенствованными (англ. Enhanced CD) либо Mixed-Mode CD.

Зачастую термин CD-ROM ошибочно используют для обозначения самих приводов (устройств) для чтения этих дисков (правильно — CD-ROM Drive, CD-привод).

Технические детали

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий, золото, серебро и др.) и защитным слоем лака, на котором обычно наносится графическое представление содержания диска. Принцип считывания через подложку был принят, поскольку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм. Вес диска без коробки составляет приблизительно 15,7 г. Вес диска в обычной (не «slim») коробке приблизительно равен 74 г.

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мбайт информации. Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение стали получать диски объёмом 700 Мбайт, впоследствии полностью вытеснившие диск объёмом 650 Мбайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также 8-сантиметровые диски, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

Компакт-диск CD-ROM под электронным микроскопом

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом. Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм.

Различают диски только для чтения («алюминиевые»), CD-R — для однократной записи, CD-RW — для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих приводах.

CD-визитка

CD-vizitka.jpg

CD-визитка — оптический диск, выполняемый в формате визитной карточки (повторяет её размер 90×50 мм).

Предназначен для хранения персональных данных, дополняющих контактную информацию, отпечатанную на лицевой стороне CD-визитки.

Диск визитки предназначен для воспроизведения в компьютерном приводе, его проигрывание обеспечивается расположением в её нижней части выпуклостей, фиксирующих диск в 8-см углублении для mini-DVD и mini-CD-дисков. В отличие от CD-открыток, диск выполнен из более плотного материала и имеет меньший радиус, поэтому существует меньше возможностей его разрыва в компьютерном приводе.

Для вариантов выполненных на базе CD-технологии характерен объём 20 Мб.

Обратная сторона диска допускает нанесение на неё меток и изображений, хотя в центре диска присутствует отверстие.

Стандарты

Существует несколько стандартов хранения данных на цифровых оптических дисках. В совокупности они называются «Радужными книгами». Они включают в себя «Красную книгу» — стандарт для аудиодисков, «Белую книгу» — стандарт хранения видео данных, «Жёлтую книгу» — стандарт хранения компьютерных данных, а также «Зелёную книгу» — стандарт хранения мультимедийной информации на диске, объединяющий три предыдущих стандарта (см.: CD-i).

Ссылки

dic.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о