Цель лекции - рассказ об устройстве и принципе действия накопителей различных типов и применение их для хранения архива цифровых фотоснимков. Здесь же приводятся советы по организации личного фотоархива и записи его на оптические носители информации.
Важным преимуществом цифровой фототехнологии является возможность хранения тысяч снимков в виде компактного цифрового архива - с быстрым произвольным доступом к любой фотографии, с широчайшими возможностями поиска, сортировки, пакетной обработки и, что крайне существенно, без какого бы то ни было риска ухудшения качества снимков. Для хранения цифровых фотоархивов применяются самые различные типы накопителей и носителей информации.
У каждого типа накопителей есть свои достоинства и недостатки. Одним из наиболее надежных можно считать потоковый накопитель - стример. Носитель информации
(рис 5.1) Ленточный накопитель стримерПринципиальным достоинством
Недостатком
(рис 5.2) Кассета стримераНедостатки внешних жестких дисков, как устройств для хранения фотоархивов, также очевидны. Высокоточная механика и огромная скорость вращения пластин делают этот вид накопителей чувствительным к сотрясениям, вибрации, ударам. Винчестер слишком легко повредить (для этого достаточно даже не ударить, а встряхнуть его во время работы, и
(рис 5.3) Внешний жесткий диск для порта USBНадежные и удобные накопители на основе микросхем флэш-памяти пока слишком дороги, чтобы использовать их для архивного сохранения. Слишком мал объем флэш-драйвов и слишком высока удельная стоимость хранения одного мегабайта информации. Хотя будущее, вне сомнений, за твердотельными электронными накопителями на основе флэш-памяти.
(рис 5.4) Флэш-драйв для порта USB Что же из доступных решений остается в распоряжении фотолюбителя? Флоппи-диски мы не рассматриваем, поскольку это, практически, уже исчезнувшая технология. Магнитные диски повышенной емкости (например, ZIP, которые давно сошли со сцены) надежного хранения тоже не обеспечивают… Выход очевиден - оптические записываемые носители. Именно они получили сегодня наибольшее распространение и именно они заменили устаревшие флоппи-дискеты.
В
По типу записи
Как известно, емкость в 640 Мбайт диска CD-ROM была определена случайным путем при его проектировании. Именно столько места занимает стандартная музыкальная запись, которая умещалась на двух сторонах виниловой грампластинки. Из той же старой аналоговой технологии разработчиками были позаимствованы и некоторые особенности технической организации цифровой записи. Например, информация на
Технология штамповки доступна только для промышленного тиражирования программ и других видов цифровой информации. В домашних условиях и при малотиражном производстве используется иная технология - однократной записи. Для осуществления записи информации используются дисководы CD-R, вытесненные сегодня комбинированными приводами CD-RW. Диски для однократной записи устроены иначе, чем обычные CD-ROM. На поликарбонатную подложку нанесен отражающий серебряный слой, на который в свою очередь наносится слой краски (так называемый активный слой ). При этом используются красители двух типов - цианиновый или фталоцианиновый, различающиеся цветом (в первом случае цвет рабочей поверхности диска имеет синеватый или сине-зеленый оттенок, во втором - зеленоватый или золотистый).Активный слой защищен от механических повреждений слоем лака.
Установленный в дисководе CD-R записывающий лазер при подаче на него электрического импульса, соответствующего определенному биту информации, увеличивает энергию излучения. Под воздействием светового луча краситель меняет свою структуру и темнеет, образуя информационный пит (питы, кстати, называют еще доменами ). Последовательность затемненных и светлых участков имеет переменную светопропускную способность. При считывании записанной информации, луч считывающего лазера проходит сквозь затемненный или прозрачный участок дорожки, отражается от серебряного слоя и попадает на поверхность светочувствительного детектора дисковода. Перепад яркостей отраженного от серебряного слоя света распознается компьютером как последовательность битов информации, образующих цифровой код.
Таким образом, сам дисковод CD-R имеет более сложное устройство, чем обычный дисковод CD-ROM, поскольку оптический блок содержит не только детектор и подсвечивающий лазер, но еще и лазер записывающий. В современных устройствах считывающий и записывающий лазеры могут быть объединены в один комбинированный прибор - излучающий лазерный светодиод. В любом оптическом дисководе, к какому бы типу он ни относился, оптический блок закреплен на подвижной каретке, перемещаемой радиально вдоль поверхности диска двигателем с червячной передачей. Благодаря этому, оптический блок перемещается вдоль спиралевидной информационной дорожки без сбоев. За равномерностью перемещения и правильным позиционированием оптического блока следит специальный контроллер. А содержание диска и точные координаты участков, на которых находится та или иная информация, записаны в самом начале информационной дорожки. При инициализации вставленного в дисковод диска компьютер считывает эту информацию сервисного участка дорожки и на ее основе выводит содержание диска, формируя команды на поиск того или иного файла, записанного на диск.
В отличие от дисков CD-ROM со штампованной информационной дорожкой диски CD-R подвержены самопроизвольному уничтожению информации под воздействием внешних факторов. Слой красителя и после записи остается восприимчивым к световому излучению. При попадании на рабочую дорожку случайным образом сфокусированного луча солнечного света, спектр которого содержит полный диапазон световых волн, в том числе и тех, что применяются в микроволновых лазерах, краситель может потемнеть, разрушив записанную лазером последовательность информационных питов. И на диске появится сбойный участок информационной дорожки.
Другой недостаток дисководов и носителей CD-R - однократная запись. Однажды записанный диск невозможно записать повторно, поскольку изменение отражательной способности красителя необратимо (иными словами - краска может потемнеть под воздействием записывающего лазера, но ничто не заставит ее вернуться в исходное состояние, то есть посветлеть). Поэтому перед сеансом записи надо как следует проверить подготовленный образ будущего диска, а сам компьютер неплохо бы снабдить блоком бесперебойного питания, поскольку малейший сбой электропитания приведет к непоправимому повреждению диска. Справедливости ради, стоит заметить, что не такие уж значительные неудобства применения CD-R компенсируются чрезвычайно низкой стоимостью носителей, а ограниченная надежность сохранения информации - выполнением элементарно простых правил. Записанные диски следует хранить в футлярах и не подвергать их воздействию солнечных лучей.
Другой тип оптической записи - переменной фазы - используется в дисководах многократной записи CD-RW. От дисков для однократной записи носители CD-RW отличаются составом вещества, образующего информационную дорожку, и измененным механизмом самой записи. Вещество, из которого изготовлена информационная дорожка диска CD-RW, находится в аморфном состоянии и под воздействием луча записывающего лазера (то есть при нагреве до определенной температуры) переходит в твердое состояние (то есть меняет свое фазовое состояние). Одновременно изменяется и отражательная способность вещества - от твердых участков луч света отражается лучше, чем от аморфных. Так формируются питы информации. Для стирания ранее сделанной записи лазер равномерно нагревает информационную дорожку до температуры плавления, вещество активного слоя вновь переходит в аморфное состояние.
(рис 5.5) Дисковод CD-RWДиски CD-RW не боятся солнечного света, но имеют ряд специфических недостатков, препятствующих их применению для долговременного хранения архива цифровых фотоснимков. Во-первых, они хоть и ненамного, но дороже дисков CD-R. Во-вторых, и это, пожалуй, главное - уверенное чтение информации, записанной на CD-RW, на других, "не родных", дисководах не гарантируется. Дело в том, что вещество активного слоя CD-RW после записи имеет меньший перепад яркостей, чем питы, сформированные на цианиновом или фталоцианиновом красителе. Если диски CD-R читаются любыми дисководами CD-ROM, то в случае с CD-RW это остается под вопросом. По этой причине перезаписываемые носители CD-RW лучше всего применять для сохранения оперативной информации, в нашем случае для сохранения снимков, которые будут подвергнуты обработке в графическом редакторе и которые еще не включены в состав постоянного альбома фотографий. Для долговременного же хранения полностью оформленных и обработанных снимков лучше применять диски CD-R, не забывая делать страховые копии, чтобы случайно не лишиться части архива.
Технология CD-RW на сегодня является доминирующей. Чуть отстает от нее технология записываемых дисков DVD-RAM. Огромная емкость этих носителей позволяет хранить большой фотоархив на одном диске. Но при этом сам носитель несколько дороже пустых "болванок" CD-R и, в конечном счете, оказывается не столь выгоден.
Технология записи DVD-RAM схожа с технологией записи CD-RW, хотя, конечно, отличия в организации размещения информации есть. Диск DVD-RAM имеет не один, а два активных слоя. При считывании первой информационной дорожки луч считывающего лазера фокусируется на глубинном активном слое, при считывании второй дорожки - на поверхностном. Кроме того, диск может быть односторонним и двусторонним. Двусторонний диск имеет две рабочие поверхности, четыре активных слоя и, соответственно, удвоенную емкость. Конструкция дисковода включает в себя два оптических блока - для считывания (и записи, если дисковод записывающий) информации с активных слоев верхней и нижней стороны - и более сложную систему транспортировки оптических блоков вдоль поверхности диска.
Достоинства DVD-RAM очевидны - огромная емкость носителя. А недостатки примерно те же, что и у носителей CD-RW. Записанная на диск DVD-RAM информация может не читаться на обычных дисководах DVD-ROM (то же касается и дисководов нового формата DVD+RW и DVD-RW ). Кроме того, у старых приводов, выпускавшихся в период становления стандартов в этой области, могут быть проблемы с совместимостью.
(рис 5.6) Дисковод DVD-RW для порта USBСреди множества моделей оптических дисководов особый интерес вызывают комбинированные устройства. Среди них можно выделить два типа дисководов - универсальные устройства, способные работать в качестве CD-RW и DVD-ROM, и мультиформатные устройства, объединяющие сразу все технологии, то есть способные работать в качестве CD-RW и DVD-RAM.
О комбинированных устройствах можно сказать следующее.Оснастить свой компьютер универсальным дисководом - идея замечательная, поскольку расширенные возможности лишними не бывают. Но в повседневной практике все равно чаще придется пользоваться функциями CD-RW. Учитывая потенциальную недолговечность слишком сложных электромеханических устройств (подчеркиваем - потенциальную, предполагаемую, что не означает реальную ), выбирать следует комбинированный дисковод первого типа, то есть с функциями записи/чтения CD-RW и функциями чтения DVD-ROM. Для подавляющего большинства применений в области цифровой фотографии этого будет достаточно. Однако если в круг ваших интересов входит и цифровая видеосъемка, есть смысл выбрать более функциональный мультиформатный
Обратимся к скоростным характеристикам дисководов. Быстродействие современных оптических дисководов указывается относительной величиной, обозначаемой "48х ", "52х " и так далее. Это означает, что при считывании данных скорость вращения диска в 48 или 52 раза превышает базовую скорость. При этом за точку отсчета берется частота вращения привода звуковых компакт-дисков, которая соответствует считыванию информации с скоростью 150 Кбайт в секунду. При воспроизведении музыки скорость вращения диска компьютерного дисковода CD-ROM будет снижена именно до этой базовой величины.
Что дает увеличение скорости вращения? Сокращение времени, которое требуется для считывания информации, записанной на
Именно поэтому линейная скорость перемещения диска вдоль оптического блока на внешних частях спиралевидной информационной дорожки ограничена. Максимальное ее значение соответствует 24-кратному значению базовой скорости (то есть 24х150=3600 Кбайт в секунду). Что же тогда означает 52-кратная скорость дисковода? Только 52-кратное увеличение частоты вращения при считывании информации с внутренней части информационной дорожки.
Для реализации сверхвысоких скоростей вращения оптического диска применяются высокооборотные двигатели, имеющие повышенное энергопотребление. В ноутбуках, в которых экономия энергии аккумуляторов - задача номер один, высокоскоростные дисководы не устанавливаются. Не устанавливаются они и на многие брендовые машины (на тот же Макинтош, во всяком случае, до недавнего времени). Однако некоторый выигрыш производительности у высокоскоростных приводов есть - быстрей выводится содержание диска и быстрей считывается информация, записанная на внутренней части информационной дорожки.
Производительность оптического дисковода сказывается не только на времени считывания записанной информации, но и на времени записи, если речь идет о пишущих устройствах. Причем, на практике наибольшую ценность имеет именно эта характеристика. Большинство неудач во время записи фотоснимков на диск CD-R происходит из-за программных или аппаратных сбоев. Чем меньше время записи, тем меньше вероятность подобных случаев. Кроме того, во время записи диска в среде Windows старых версий (несмотря на развитую, казалось бы, многозадачность системы) компьютер для выполнения других задач недоступен. Пользователю приходится ждать окончания записи, которая, к примеру, в устройстве CD-RW с 4-кратной скоростью длится около 18 минут.
На длительность записи влияет не только скоростная характеристика привода, но и выбранный режим, и наличие достаточной по объему буферной памяти дисковода и, наконец, тип интерфейса. Режимов записи может быть два - односессионный и мультисессионный. Большинство современных дисководов поддерживают оба режима, но среди устаревших приводов прежних лет выпуска иногда встречаются и устройства только для односсессионной записи. В режиме односессионной записи информация записывается на оптический диск за один прием. Если подготовленный образ диска содержит, скажем, 150 Мбайт информации, то только такой объем и будет записан на "болванку". В мультисессионном режиме возможна многократная дописка информации последовательными порциями. Но при этом емкость диска значительно уменьшается, так как начало каждой сессии записи будет сопровождаться записью сервисного участка дорожки - со всей полагающейся информацией о расположении, названиях и типах файлов. Следует также учитывать, что не все дисководы CD-ROM способны считывать информацию с мультисессионных дисков, записанных на других приводах, хотя с односессионными проблем не возникает.
Объем буферной памяти дисковода имеет особое значение при использовании медленных последовательных интерфейсов типа USB 1.1 для внешних устройств. В этом случае порция информации записывается сначала в быстродействующую буферную память, а затем поступает в контроллер дисковода. Этим обеспечивается равномерность потока информации, следовательно и бесперебойная работа внешнего дисковода. Наличие большой буферной памяти во встраиваемом приводе с интерфейсом IDE в некоторой степени подстраховывает пользователя от программных сбоев во время сеанса записи информации на диск. Если операционная система во время записи неожиданно "задумалась" (что может быть вызвано запуском какого-либо программного процесса), информация в течение нескольких секунд будет записываться не из памяти компьютера, а из буферной памяти.
Что касается интерфейса, то его тип критичен лишь для внешних устройств, поскольку подавляющее большинство встраиваемых оптических дисководов подключается к контроллеру жесткого диска IDE (быстродействующий, но трудно конфигурируемый SCSI встречается значительно реже). Если в системе установлен только один винчестер, то подключать пишущий дисковод следует первым (ведущим) устройством на второй канал контроллера IDE. Если же винчестеров два, то можно подключить пишущий дисковод и ведомым устройством, но только на второй канал, разделив тем самым информационные потоки основного жесткого диска компьютера и пишущего оптического привода.
Применение оптических дисководов во внешнем исполнении оправдано в большей степени, чем может показаться на первый взгляд. Даже медлительный внешний
А если говорить о современных внешних устройствах с интерфейсами FireWire и USB 2.0, то их выбор иногда выглядит предпочтительней, чем приобретение внутренних дисководов. Не стоит забывать, что у встроенного контроллера IDE всего четыре канала, два из которых уже заняты встроенным винчестером и приводом CD-ROM. К тому же применение внешнего дисковода с быстродействующим интерфейсом позволит решить сразу три проблемы - распараллеливания информационных потоков между разными накопителями, температурного режима внутри системного блока (чем больше устройств внутри компьютера, тем больше выделяется тепла) и разгрузки основного блока питания компьютера (пишущие оптические дисководы потребляют немало электроэнергии). Основным же сдерживающим фактором остается, опять же, разница в стоимости...
Мы довольно много говорили о разных типах накопителей, оценивая их положительные и отрицательные стороны. А существует ли
(рис 5.7) Магнитооптический дисководМагнитооптическая технология записи была изобретена достаточно давно. Устройства, работающие с
Устройство самих приводов по современным меркам не сложней устройства пишущих дисководов CD-RW, не говоря уже о комбинированных приводах. Набор интерфейсов подключения магнитооптических дисководов к персональному компьютеру полностью совпадает с интерфейсами оптических накопителей других типов. Есть внутренние дисководы для интерфейса IDE, есть внутренние и внешние приводы для контроллеров SCSI, есть устройства для шин USB, FireWire и даже для редко сегодня используемого принтерного порта. Стоимость дисководов колеблется на уровне внешних приводов CD-RW престижных марок. А сами носители тоже вполне доступны (около 3 долларов за штуку), хотя распространены в гораздо меньшей степени, чем "болванки" CD-R.
В оптический блок магнитооптического дисковода встроен нагревающий и подсвечивающий лазер, считывающий детектор и магнитная головка. Активный слой носителя состоит из легкоплавкого прозрачного вещества, содержащего магнитные частицы. Запись информации осуществляется в три этапа. Сначала нагревающий лазер поднимает температуру активного слоя до 150 градусов и плавит его. В результате вещество активного слоя переходит в жидкое состояние, магнитные частицы освобождаются и получают способность перемещаться в пространстве. Магнитное поле головки фиксированной полярности ориентирует частицы в строго определенном положении, соответствующем последовательности логических нулей (то есть вся ранее записанная информация стирается). Процесс плавления и застывания активного слоя происходит мгновенно, поэтому вещество активного слоя снова твердеет, не позволяя магнитным частицам изменить свое положение.
В ходе второго этапа записи информации, направленность магнитного поля головки меняется на противоположное, а нагревающий лазер активизируется только в моменты подачи сигнала, соответствующего логическим единицам. В эти моменты лазер мгновенно нагревает участки активного слоя и плавит вещество. Магнитные частицы освобождаются и под воздействием магнита ориентируются в ином положении, нежели частицы твердых участков активного слоя. Таким образом, информационные питы активного слоя
Третий этап записи - проверочный. Теперь в работу включаются подсвечивающий лазер и светочувствительный детектор. Луч излучаемого лазером света отражается от поверхности магнитных частиц и проходит через поляризационный фильтр, пропускающий только световые волны ориентированные в определенной плоскости, совпадающей с плоскостью волн, отраженных от тех участков активного слоя, которые были подвергнуты воздействию магнитного поля головки в ходе второго этапа записи. Эти участки называются активными доменами, а сам физический принцип, на котором основано действие
Отраженные активными доменами световые волны фокусируются на поверхности светочувствительного детектора, который интерпретирует их как логические единицы. Световые волны, отражающиеся от поверхности магнитных частиц, имеющих иную ориентацию, поляризационным фильтром не пропускаются. Засветки детектора не происходит, что интерпретируется как логический нуль. Из последовательности логических нулей и единиц формируется цифровой код, который затем обрабатывается компьютером.
Трехэтапный процесс записи информации на
Высокая эффективность магнитооптической системы подтверждается высочайшими потребительскими качествами проигрывателей и рекордеров мини-дисков (MD), в которых применяется точно такая же технология. К слову, современные портативные рекордеры Hi-MD, выпускаемые корпорацией Sony, способны работать в качестве магнитооптических компьютерных накопителей. И хотя сами рекордеры не выдерживают конкуренции со стороны плееров MP3 на основе флэш-памяти и миниатюрных жестких дисков, они продолжают выпускаться и вполне могут применяться в фотолюбительской практике для хранения личных фотоархивов.
(рис 5.8) Портативный проигрыватель Hi-MD производства компании Sony может работать в качестве внешнего накопителяНадежность хранения информации, записанной на
В отличие от магнитооптики, стереть информацию с оптических носителей других типов гораздо проще. Достаточно подвергнуть рабочую поверхность диска CD-R интенсивному облучению солнечным светом (особенно опасна ультрафиолетовая часть спектра). Диск CD-RW в этом отношении надежней, поскольку простой нагрев его поверхности быстрей выведет из строя подложку, чем сотрет записанную информацию. Естественно, что плавить специально
Еще одно достоинство магнитооптики, не упомянуть о котором невозможно - это высочайшая степень совместимости. Диски, записанные более десяти лет назад, без особых проблем читаются на современных дисководах. Совместимость обеспечивается " снизу вверх ", то есть старые диски работают с новыми дисководами, но, разумеется, не наоборот... Но что значит - старые диски? Основной формат и технология записи не менялись с момента выпуска. Все новшества касались изменения физических размеров диска (выпускаются как 5, так и 3-дюймовые накопители), емкости носителей (230, 640 Мбайт, 1,2 Гбайт) и особенностей организации процесса записи (повышалась плотность записи, соответственно, увеличивалась и емкость носителей). Но при этом все новые дисководы читают диски, выпущенные к устаревшим и вышедшим из употребления приводам.
(рис 5.9) Магнитооптический носитель информации - образец надежностиВ чем же причина непопулярности
Другая причина - лицензионная политика производителей магнитооптики. Специализированные компьютерные накопители этого типа выпускаются ограниченным числом компаний. На память приходят лишь несколько имен - Fujitsu, Olympus и, пожалуй, все. Небольшие объемы производства и высокие затраты на разработку новых моделей обусловили высокую конечную стоимость устройств. Хотя в сравнении с современными дисководами CD-RW ничего сверхсложного в
Магнитооптическая технология записи доказала свою жизнеспособность и развивается до сих пор. Возможно, в будущем ей уготована судьба других замечательных, но ныне забытых изобретений в области вычислительной техники, например, накопителей Бернулли (жестких дисков со сменными носителями). Но пока
С точки зрения применения в цифровой фотографии у магнитооптики два недостатка. Первый - спустя некоторое время
(рис 5.10) Внешний дисковый массив RAIDКакие бы решения мы ни рассматривали, к каким бы накопителям ни присматривались, становится совершенно ясно, что единственным рациональным вариантом будет приобретение недорогого внутреннего дисковода CD-RW или, еще лучше, мультимформатного рекордера DVD. Все остальное - внешние жесткие диски, массивы RAID, флэш-драйвы и магнитооптические приводы - могут в компьютере быть или не быть. Но оптический дисковод с функцией записи должен стать стандартным накопителем компьютера фотолюбителя. И вопрос хранения цифровых фотоархивов какого угодно объема перестанет быть проблемой.
Цель лекции - рассказ об устройстве и принципе действия накопителей различных типов и применение их для хранения архива цифровых фотоснимков. Здесь же приводятся советы по организации личного фотоархива и записи его на оптические носители информации.
Важным преимуществом цифровой фототехнологии является возможность хранения тысяч снимков в виде компактного цифрового архива - с быстрым произвольным доступом к любой фотографии, с широчайшими возможностями поиска, сортировки, пакетной обработки и, что крайне существенно, без какого бы то ни было риска ухудшения качества снимков. Для хранения цифровых фотоархивов применяются самые различные типы накопителей и носителей информации.
У каждого типа накопителей есть свои достоинства и недостатки. Одним из наиболее надежных можно считать потоковый накопитель - стример. Носитель информации
(рис 5.1) Ленточный накопитель стримерПринципиальным достоинством
Недостатком
(рис 5.2) Кассета стримераНедостатки внешних жестких дисков, как устройств для хранения фотоархивов, также очевидны. Высокоточная механика и огромная скорость вращения пластин делают этот вид накопителей чувствительным к сотрясениям, вибрации, ударам. Винчестер слишком легко повредить (для этого достаточно даже не ударить, а встряхнуть его во время работы, и
(рис 5.3) Внешний жесткий диск для порта USBНадежные и удобные накопители на основе микросхем флэш-памяти пока слишком дороги, чтобы использовать их для архивного сохранения. Слишком мал объем флэш-драйвов и слишком высока удельная стоимость хранения одного мегабайта информации. Хотя будущее, вне сомнений, за твердотельными электронными накопителями на основе флэш-памяти.
(рис 5.4) Флэш-драйв для порта USBЧто же из доступных решений остается в распоряжении фотолюбителя? Флоппи-диски мы не рассматриваем, поскольку это, практически, уже исчезнувшая технология. Магнитные диски повышенной емкости (например, ZIP, которые давно сошли со сцены) надежного хранения тоже не обеспечивают… Выход очевиден - оптические записываемые носители. Именно они получили сегодня наибольшее распространение и именно они заменили устаревшие флоппи-дискеты.
В
По типу записи
Как известно, емкость в 640 Мбайт диска CD-ROM была определена случайным путем при его проектировании. Именно столько места занимает стандартная музыкальная запись, которая умещалась на двух сторонах виниловой грампластинки. Из той же старой аналоговой технологии разработчиками были позаимствованы и некоторые особенности технической организации цифровой записи. Например, информация на
Технология штамповки доступна только для промышленного тиражирования программ и других видов цифровой информации. В домашних условиях и при малотиражном производстве используется иная технология - однократной записи. Для осуществления записи информации используются дисководы CD-R, вытесненные сегодня комбинированными приводами CD-RW. Диски для однократной записи устроены иначе, чем обычные CD-ROM. На поликарбонатную подложку нанесен отражающий серебряный слой, на который в свою очередь наносится слой краски (так называемый активный слой ). При этом используются красители двух типов - цианиновый или фталоцианиновый, различающиеся цветом (в первом случае цвет рабочей поверхности диска имеет синеватый или сине-зеленый оттенок, во втором - зеленоватый или золотистый).Активный слой защищен от механических повреждений слоем лака.
Установленный в дисководе CD-R записывающий лазер при подаче на него электрического импульса, соответствующего определенному биту информации, увеличивает энергию излучения. Под воздействием светового луча краситель меняет свою структуру и темнеет, образуя информационный пит (питы, кстати, называют еще доменами ). Последовательность затемненных и светлых участков имеет переменную светопропускную способность. При считывании записанной информации, луч считывающего лазера проходит сквозь затемненный или прозрачный участок дорожки, отражается от серебряного слоя и попадает на поверхность светочувствительного детектора дисковода. Перепад яркостей отраженного от серебряного слоя света распознается компьютером как последовательность битов информации, образующих цифровой код.
Таким образом, сам дисковод CD-R имеет более сложное устройство, чем обычный дисковод CD-ROM, поскольку оптический блок содержит не только детектор и подсвечивающий лазер, но еще и лазер записывающий. В современных устройствах считывающий и записывающий лазеры могут быть объединены в один комбинированный прибор - излучающий лазерный светодиод. В любом оптическом дисководе, к какому бы типу он ни относился, оптический блок закреплен на подвижной каретке, перемещаемой радиально вдоль поверхности диска двигателем с червячной передачей. Благодаря этому, оптический блок перемещается вдоль спиралевидной информационной дорожки без сбоев. За равномерностью перемещения и правильным позиционированием оптического блока следит специальный контроллер. А содержание диска и точные координаты участков, на которых находится та или иная информация, записаны в самом начале информационной дорожки. При инициализации вставленного в дисковод диска компьютер считывает эту информацию сервисного участка дорожки и на ее основе выводит содержание диска, формируя команды на поиск того или иного файла, записанного на диск.
В отличие от дисков CD-ROM со штампованной информационной дорожкой диски CD-R подвержены самопроизвольному уничтожению информации под воздействием внешних факторов. Слой красителя и после записи остается восприимчивым к световому излучению. При попадании на рабочую дорожку случайным образом сфокусированного луча солнечного света, спектр которого содержит полный диапазон световых волн, в том числе и тех, что применяются в микроволновых лазерах, краситель может потемнеть, разрушив записанную лазером последовательность информационных питов. И на диске появится сбойный участок информационной дорожки.
Другой недостаток дисководов и носителей CD-R - однократная запись. Однажды записанный диск невозможно записать повторно, поскольку изменение отражательной способности красителя необратимо (иными словами - краска может потемнеть под воздействием записывающего лазера, но ничто не заставит ее вернуться в исходное состояние, то есть посветлеть). Поэтому перед сеансом записи надо как следует проверить подготовленный образ будущего диска, а сам компьютер неплохо бы снабдить блоком бесперебойного питания, поскольку малейший сбой электропитания приведет к непоправимому повреждению диска. Справедливости ради, стоит заметить, что не такие уж значительные неудобства применения CD-R компенсируются чрезвычайно низкой стоимостью носителей, а ограниченная надежность сохранения информации - выполнением элементарно простых правил. Записанные диски следует хранить в футлярах и не подвергать их воздействию солнечных лучей.
Другой тип оптической записи - переменной фазы - используется в дисководах многократной записи CD-RW. От дисков для однократной записи носители CD-RW отличаются составом вещества, образующего информационную дорожку, и измененным механизмом самой записи. Вещество, из которого изготовлена информационная дорожка диска CD-RW, находится в аморфном состоянии и под воздействием луча записывающего лазера (то есть при нагреве до определенной температуры) переходит в твердое состояние (то есть меняет свое фазовое состояние). Одновременно изменяется и отражательная способность вещества - от твердых участков луч света отражается лучше, чем от аморфных. Так формируются питы информации. Для стирания ранее сделанной записи лазер равномерно нагревает информационную дорожку до температуры плавления, вещество активного слоя вновь переходит в аморфное состояние.
(рис 5.5) Дисковод CD-RWДиски CD-RW не боятся солнечного света, но имеют ряд специфических недостатков, препятствующих их применению для долговременного хранения архива цифровых фотоснимков. Во-первых, они хоть и ненамного, но дороже дисков CD-R. Во-вторых, и это, пожалуй, главное - уверенное чтение информации, записанной на CD-RW, на других, "не родных", дисководах не гарантируется. Дело в том, что вещество активного слоя CD-RW после записи имеет меньший перепад яркостей, чем питы, сформированные на цианиновом или фталоцианиновом красителе. Если диски CD-R читаются любыми дисководами CD-ROM, то в случае с CD-RW это остается под вопросом. По этой причине перезаписываемые носители CD-RW лучше всего применять для сохранения оперативной информации, в нашем случае для сохранения снимков, которые будут подвергнуты обработке в графическом редакторе и которые еще не включены в состав постоянного альбома фотографий. Для долговременного же хранения полностью оформленных и обработанных снимков лучше применять диски CD-R, не забывая делать страховые копии, чтобы случайно не лишиться части архива.
Технология CD-RW на сегодня является доминирующей. Чуть отстает от нее технология записываемых дисков DVD-RAM. Огромная емкость этих носителей позволяет хранить большой фотоархив на одном диске. Но при этом сам носитель несколько дороже пустых "болванок" CD-R и, в конечном счете, оказывается не столь выгоден.
Технология записи DVD-RAM схожа с технологией записи CD-RW, хотя, конечно, отличия в организации размещения информации есть. Диск DVD-RAM имеет не один, а два активных слоя. При считывании первой информационной дорожки луч считывающего лазера фокусируется на глубинном активном слое, при считывании второй дорожки - на поверхностном. Кроме того, диск может быть односторонним и двусторонним. Двусторонний диск имеет две рабочие поверхности, четыре активных слоя и, соответственно, удвоенную емкость. Конструкция дисковода включает в себя два оптических блока - для считывания (и записи, если дисковод записывающий) информации с активных слоев верхней и нижней стороны - и более сложную систему транспортировки оптических блоков вдоль поверхности диска.
Достоинства DVD-RAM очевидны - огромная емкость носителя. А недостатки примерно те же, что и у носителей CD-RW. Записанная на диск DVD-RAM информация может не читаться на обычных дисководах DVD-ROM (то же касается и дисководов нового формата DVD+RW и DVD-RW ). Кроме того, у старых приводов, выпускавшихся в период становления стандартов в этой области, могут быть проблемы с совместимостью.
(рис 5.6) Дисковод DVD-RW для порта USBСреди множества моделей оптических дисководов особый интерес вызывают комбинированные устройства. Среди них можно выделить два типа дисководов - универсальные устройства, способные работать в качестве CD-RW и DVD-ROM, и мультиформатные устройства, объединяющие сразу все технологии, то есть способные работать в качестве CD-RW и DVD-RAM.
О комбинированных устройствах можно сказать следующее.Оснастить свой компьютер универсальным дисководом - идея замечательная, поскольку расширенные возможности лишними не бывают. Но в повседневной практике все равно чаще придется пользоваться функциями CD-RW. Учитывая потенциальную недолговечность слишком сложных электромеханических устройств (подчеркиваем - потенциальную, предполагаемую, что не означает реальную ), выбирать следует комбинированный дисковод первого типа, то есть с функциями записи/чтения CD-RW и функциями чтения DVD-ROM. Для подавляющего большинства применений в области цифровой фотографии этого будет достаточно. Однако если в круг ваших интересов входит и цифровая видеосъемка, есть смысл выбрать более функциональный мультиформатный
Обратимся к скоростным характеристикам дисководов. Быстродействие современных оптических дисководов указывается относительной величиной, обозначаемой "48х ", "52х " и так далее. Это означает, что при считывании данных скорость вращения диска в 48 или 52 раза превышает базовую скорость. При этом за точку отсчета берется частота вращения привода звуковых компакт-дисков, которая соответствует считыванию информации с скоростью 150 Кбайт в секунду. При воспроизведении музыки скорость вращения диска компьютерного дисковода CD-ROM будет снижена именно до этой базовой величины.
Что дает увеличение скорости вращения? Сокращение времени, которое требуется для считывания информации, записанной на
Именно поэтому линейная скорость перемещения диска вдоль оптического блока на внешних частях спиралевидной информационной дорожки ограничена. Максимальное ее значение соответствует 24-кратному значению базовой скорости (то есть 24х150=3600 Кбайт в секунду). Что же тогда означает 52-кратная скорость дисковода? Только 52-кратное увеличение частоты вращения при считывании информации с внутренней части информационной дорожки.
Для реализации сверхвысоких скоростей вращения оптического диска применяются высокооборотные двигатели, имеющие повышенное энергопотребление. В ноутбуках, в которых экономия энергии аккумуляторов - задача номер один, высокоскоростные дисководы не устанавливаются. Не устанавливаются они и на многие брендовые машины (на тот же Макинтош, во всяком случае, до недавнего времени). Однако некоторый выигрыш производительности у высокоскоростных приводов есть - быстрей выводится содержание диска и быстрей считывается информация, записанная на внутренней части информационной дорожки.
Производительность оптического дисковода сказывается не только на времени считывания записанной информации, но и на времени записи, если речь идет о пишущих устройствах. Причем, на практике наибольшую ценность имеет именно эта характеристика. Большинство неудач во время записи фотоснимков на диск CD-R происходит из-за программных или аппаратных сбоев. Чем меньше время записи, тем меньше вероятность подобных случаев. Кроме того, во время записи диска в среде Windows старых версий (несмотря на развитую, казалось бы, многозадачность системы) компьютер для выполнения других задач недоступен. Пользователю приходится ждать окончания записи, которая, к примеру, в устройстве CD-RW с 4-кратной скоростью длится около 18 минут.
На длительность записи влияет не только скоростная характеристика привода, но и выбранный режим, и наличие достаточной по объему буферной памяти дисковода и, наконец, тип интерфейса. Режимов записи может быть два - односессионный и мультисессионный. Большинство современных дисководов поддерживают оба режима, но среди устаревших приводов прежних лет выпуска иногда встречаются и устройства только для односсессионной записи. В режиме односессионной записи информация записывается на оптический диск за один прием. Если подготовленный образ диска содержит, скажем, 150 Мбайт информации, то только такой объем и будет записан на "болванку". В мультисессионном режиме возможна многократная дописка информации последовательными порциями. Но при этом емкость диска значительно уменьшается, так как начало каждой сессии записи будет сопровождаться записью сервисного участка дорожки - со всей полагающейся информацией о расположении, названиях и типах файлов. Следует также учитывать, что не все дисководы CD-ROM способны считывать информацию с мультисессионных дисков, записанных на других приводах, хотя с односессионными проблем не возникает.
Объем буферной памяти дисковода имеет особое значение при использовании медленных последовательных интерфейсов типа USB 1.1 для внешних устройств. В этом случае порция информации записывается сначала в быстродействующую буферную память, а затем поступает в контроллер дисковода. Этим обеспечивается равномерность потока информации, следовательно и бесперебойная работа внешнего дисковода. Наличие большой буферной памяти во встраиваемом приводе с интерфейсом IDE в некоторой степени подстраховывает пользователя от программных сбоев во время сеанса записи информации на диск. Если операционная система во время записи неожиданно "задумалась" (что может быть вызвано запуском какого-либо программного процесса), информация в течение нескольких секунд будет записываться не из памяти компьютера, а из буферной памяти.
Что касается интерфейса, то его тип критичен лишь для внешних устройств, поскольку подавляющее большинство встраиваемых оптических дисководов подключается к контроллеру жесткого диска IDE (быстродействующий, но трудно конфигурируемый SCSI встречается значительно реже). Если в системе установлен только один винчестер, то подключать пишущий дисковод следует первым (ведущим) устройством на второй канал контроллера IDE. Если же винчестеров два, то можно подключить пишущий дисковод и ведомым устройством, но только на второй канал, разделив тем самым информационные потоки основного жесткого диска компьютера и пишущего оптического привода.
Применение оптических дисководов во внешнем исполнении оправдано в большей степени, чем может показаться на первый взгляд. Даже медлительный внешний
А если говорить о современных внешних устройствах с интерфейсами FireWire и USB 2.0, то их выбор иногда выглядит предпочтительней, чем приобретение внутренних дисководов. Не стоит забывать, что у встроенного контроллера IDE всего четыре канала, два из которых уже заняты встроенным винчестером и приводом CD-ROM. К тому же применение внешнего дисковода с быстродействующим интерфейсом позволит решить сразу три проблемы - распараллеливания информационных потоков между разными накопителями, температурного режима внутри системного блока (чем больше устройств внутри компьютера, тем больше выделяется тепла) и разгрузки основного блока питания компьютера (пишущие оптические дисководы потребляют немало электроэнергии). Основным же сдерживающим фактором остается, опять же, разница в стоимости...
Мы довольно много говорили о разных типах накопителей, оценивая их положительные и отрицательные стороны. А существует ли
(рис 5.7) Магнитооптический дисководМагнитооптическая технология записи была изобретена достаточно давно. Устройства, работающие с
Устройство самих приводов по современным меркам не сложней устройства пишущих дисководов CD-RW, не говоря уже о комбинированных приводах. Набор интерфейсов подключения магнитооптических дисководов к персональному компьютеру полностью совпадает с интерфейсами оптических накопителей других типов. Есть внутренние дисководы для интерфейса IDE, есть внутренние и внешние приводы для контроллеров SCSI, есть устройства для шин USB, FireWire и даже для редко сегодня используемого принтерного порта. Стоимость дисководов колеблется на уровне внешних приводов CD-RW престижных марок. А сами носители тоже вполне доступны (около 3 долларов за штуку), хотя распространены в гораздо меньшей степени, чем "болванки" CD-R.
В оптический блок магнитооптического дисковода встроен нагревающий и подсвечивающий лазер, считывающий детектор и магнитная головка. Активный слой носителя состоит из легкоплавкого прозрачного вещества, содержащего магнитные частицы. Запись информации осуществляется в три этапа. Сначала нагревающий лазер поднимает температуру активного слоя до 150 градусов и плавит его. В результате вещество активного слоя переходит в жидкое состояние, магнитные частицы освобождаются и получают способность перемещаться в пространстве. Магнитное поле головки фиксированной полярности ориентирует частицы в строго определенном положении, соответствующем последовательности логических нулей (то есть вся ранее записанная информация стирается). Процесс плавления и застывания активного слоя происходит мгновенно, поэтому вещество активного слоя снова твердеет, не позволяя магнитным частицам изменить свое положение.
В ходе второго этапа записи информации, направленность магнитного поля головки меняется на противоположное, а нагревающий лазер активизируется только в моменты подачи сигнала, соответствующего логическим единицам. В эти моменты лазер мгновенно нагревает участки активного слоя и плавит вещество. Магнитные частицы освобождаются и под воздействием магнита ориентируются в ином положении, нежели частицы твердых участков активного слоя. Таким образом, информационные питы активного слоя
Третий этап записи - проверочный. Теперь в работу включаются подсвечивающий лазер и светочувствительный детектор. Луч излучаемого лазером света отражается от поверхности магнитных частиц и проходит через поляризационный фильтр, пропускающий только световые волны ориентированные в определенной плоскости, совпадающей с плоскостью волн, отраженных от тех участков активного слоя, которые были подвергнуты воздействию магнитного поля головки в ходе второго этапа записи. Эти участки называются активными доменами, а сам физический принцип, на котором основано действие
Отраженные активными доменами световые волны фокусируются на поверхности светочувствительного детектора, который интерпретирует их как логические единицы. Световые волны, отражающиеся от поверхности магнитных частиц, имеющих иную ориентацию, поляризационным фильтром не пропускаются. Засветки детектора не происходит, что интерпретируется как логический нуль. Из последовательности логических нулей и единиц формируется цифровой код, который затем обрабатывается компьютером.
Трехэтапный процесс записи информации на
Высокая эффективность магнитооптической системы подтверждается высочайшими потребительскими качествами проигрывателей и рекордеров мини-дисков (MD), в которых применяется точно такая же технология. К слову, современные портативные рекордеры Hi-MD, выпускаемые корпорацией Sony, способны работать в качестве магнитооптических компьютерных накопителей. И хотя сами рекордеры не выдерживают конкуренции со стороны плееров MP3 на основе флэш-памяти и миниатюрных жестких дисков, они продолжают выпускаться и вполне могут применяться в фотолюбительской практике для хранения личных фотоархивов.
(рис 5.8) Портативный проигрыватель Hi-MD производства компании Sony может работать в качестве внешнего накопителяНадежность хранения информации, записанной на
В отличие от магнитооптики, стереть информацию с оптических носителей других типов гораздо проще. Достаточно подвергнуть рабочую поверхность диска CD-R интенсивному облучению солнечным светом (особенно опасна ультрафиолетовая часть спектра). Диск CD-RW в этом отношении надежней, поскольку простой нагрев его поверхности быстрей выведет из строя подложку, чем сотрет записанную информацию. Естественно, что плавить специально
Еще одно достоинство магнитооптики, не упомянуть о котором невозможно - это высочайшая степень совместимости. Диски, записанные более десяти лет назад, без особых проблем читаются на современных дисководах. Совместимость обеспечивается " снизу вверх ", то есть старые диски работают с новыми дисководами, но, разумеется, не наоборот... Но что значит - старые диски? Основной формат и технология записи не менялись с момента выпуска. Все новшества касались изменения физических размеров диска (выпускаются как 5, так и 3-дюймовые накопители), емкости носителей (230, 640 Мбайт, 1,2 Гбайт) и особенностей организации процесса записи (повышалась плотность записи, соответственно, увеличивалась и емкость носителей). Но при этом все новые дисководы читают диски, выпущенные к устаревшим и вышедшим из употребления приводам.
(рис 5.9) Магнитооптический носитель информации - образец надежностиВ чем же причина непопулярности
Другая причина - лицензионная политика производителей магнитооптики. Специализированные компьютерные накопители этого типа выпускаются ограниченным числом компаний. На память приходят лишь несколько имен - Fujitsu, Olympus и, пожалуй, все. Небольшие объемы производства и высокие затраты на разработку новых моделей обусловили высокую конечную стоимость устройств. Хотя в сравнении с современными дисководами CD-RW ничего сверхсложного в
Магнитооптическая технология записи доказала свою жизнеспособность и развивается до сих пор. Возможно, в будущем ей уготована судьба других замечательных, но ныне забытых изобретений в области вычислительной техники, например, накопителей Бернулли (жестких дисков со сменными носителями). Но пока
С точки зрения применения в цифровой фотографии у магнитооптики два недостатка. Первый - спустя некоторое время
(рис 5.10) Внешний дисковый массив RAIDКакие бы решения мы ни рассматривали, к каким бы накопителям ни присматривались, становится совершенно ясно, что единственным рациональным вариантом будет приобретение недорогого внутреннего дисковода CD-RW или, еще лучше, мультимформатного рекордера DVD. Все остальное - внешние жесткие диски, массивы RAID, флэш-драйвы и магнитооптические приводы - могут в компьютере быть или не быть. Но оптический дисковод с функцией записи должен стать стандартным накопителем компьютера фотолюбителя. И вопрос хранения цифровых фотоархивов какого угодно объема перестанет быть проблемой.
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.