Transcript DVD-ROM

Háttértárolók
Az optikai tároló
Az optikai tároló, mint rendszer két részből
áll:
-az információt rögzítő adathordozóból, melyet
CD-lemeznek neveznek;
-az adatok felírására vagy olvasására szolgáló
eszközből, melyet az adathordozón lévő
adatoktól függően meghajtónak, írónak vagy
olvasónak hívnak.
Előnye (mágneses
adathordozókkal szemben):
• Az optikai adattárolók nagy tárolási sűrűséggel
rendelkeznek, mert a fény sokkal kisebb helyre
fókuszálható, mint a mágneses tárolók elemi felülete. A
jelenleg elérhető sűrűség a merevlemezének
kb. tízszerese, de ennél nagyobb sűrűség is várható.
• Az optikai adattárolókat nem fenyegeti sem a
lemágneseződés, sem az átmágneseződés, így
élettartamuk évtizedekben mérhető.
• Az optikai adathordozók előállítási költsége
alacsonyabb, az árát lényegében a rajtuk lévő
információk (programok, adatok, zeneszámok) adják.
• Könnyen cserélhetőek, ez adatbiztonság és archiválás
szempontjából is fontos.
• Használat közben nem sérülhetnek (Az információ
leolvasásánál az olvasófej és a lemez mechanikusan
nem érintkezik).
Hátránya:
• A CD-k adatátviteli sebessége még a
leggyorsabb meghajtónál is elmarad a
több fejjel olvasó, gyorsan forgó
merevlemeztől.
• Az olvasó/író egységből kivéve fizikai
sérülésektől kevésbé védettek.
• Kapacitása kisebb a HDD-hez képest
A felhasználó hozzáférése alapján
létezik:
– a felhasználó által nem írható (csak
olvasható)
ROM – read only memory
– egyszer írható
WORM – write once read many
– többször írható (törölhető) lemezekre
WARM – write and read many
Elterjedt optikai tárak
csoportosítása jelölése
• csak olvasható (ROM)
– CD ROM
– DVD ROM
• egyszer írható (WORM)
– CD-R
– DVD-R
– DVD+R
• újraírható (WARM)
–
–
–
–
CD-RW
DVD-RW
DVD+RW
DVD RAM
Optikai tárak – Az adattárolás elve
• Az optikai háttértárak mindegyike lézerfény
segítségével olvasható és írható. Az optikai
háttértárak többségénél a lemez felülete (land),
illetve az azon létrehozott apró gödör (pit)
hordozza a digitális adat két állapotát.
A visszavert lézerfény intenzitása
eltérő a land és a pit esetén, amit
egy fotódióda alakít át a számítógép
számára feldolgozható elektromos jellé.
• A lézerfény lehet vörös vagy újabban kék szinű, az
utóbbival több adat írható a lemezfelületre
A lézerfény tulajdonságai:
• A létrejött fény monokromatikus időben és
térben koherens, a lézer által kibocsátott
hullámok fázisa a sugár minden
keresztmetszeténél azonos.
• A lézernyaláb keskeny és nagyon kis széttartású
nyaláb. A lézerfény nagyrészt párhuzamos
fénysugarakból áll, nagyon kis szóródási
szöggel. Ezzel nagy energiasűrűség érhető el
szűk sugárban, nagy távolságokban is
A lézer hullámhossza és színei:
A CD történeténetének kezdete
• CD-DA (Digital Audio)
– 74 perces játékidő, csak 12 cm átmérő, állandó
pályasebesség (CLV), Philips és Sony fejlesztés
(1979)
• CD-ROM
– adattárolásra (kezdetben 650 MB tárkapacitás)
– CD-ROM/XA (hang és vidó tárolása együtt tömörítve
> multimédia)
• CD-I (Interactive)
– Philips és Sony fejlesztés (1988)
– saját operációs rendszerrel rendelkezik (RTOS)
• Video CD
– teljes képernyő méretű, SVHS videofilmek
tárolásához
CD (Compact disc – kompakt lemez)
• Átmérője: 12 cm (ritkán
8 cm)
• Vastagsága:1,2 mm, a
lemezen lévő lyuk
átmérője 15 mm
• a lemezből 50-116 mm
átmérő közötti tartományba
kerül adat.
• Tárkapacitása
– 12 cm: 650 MB vagy 700
MB
vagy 790 MB vagy 870 MB
– 8 cm: 210 MB
A CD-ROM vázlatos belső
szerkezete
• Több rétegből felépülő lemez
• De csak egy adatréteg
védő réteg (cimke felület)
adat réteg
pit
land
polikarbonát réteg
lézer fény
Az adatok elhelyezkedése (CD)
• Az adatokat csigavonalban tárolja a
lemez közepétől a széle felé.
Menetemelkedés:
1,6 µ
Pit/land szélesség:
0,5 µ
Pit mélység:
0,11 µ
Pit/land hossza:
0,8-3 µ
Adatkiolvasás a CD ről
A pit-ek geometriailag tulajdonképpen kis gödrök,
amelyek 0,5 μm szélesek, 0,833-3,056 μm
mélyek, és a letapogató fénynyaláb útját növelik
meg.
• A pit méretét meghatározzák:
– az információt letapogató lézerfény hullámhossza
(780 nm),
– a sugárnyaláb átmérője,
– az információs rétegen keletkező foltméret (kb. 1,7
μm),
– az információs réteget hordozó szubsztrát
vastagsága (1,2 mm),
– a szubsztrát törésmutatója (n=1,46).
A CD-ROM meghajtók sebessége
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1x > 150 KB/s ~ 0,15 MB/s
2x > 300 KB/s ~ 0,3 MB/s
4x > 600 KB/s ~ 0,6 MB/s
8x > 1200 KB/s ~ 1,2 MB/s
16x > 2400 KB/s ~ 2,3 MB/s
36x > 5400 KB/s ~ 5,3 MB/s
48x > 7200 KB/s ~ 7 MB/s
52x > 7800 KB/s ~ 7,6 MB/s
56x > 8400 KB/s ~ 8,2 MB/s
CD-R (egyszer írható)
• A felhasználó számára csak egyszer írható tárak
• használata: író egység + speciális program szükséges
(a Windows XP előtt). Olvassa is a CD-t.
• írási technológiák
– festékpolimer: felvételréteg felmelegszik, tükröző torzít (CD-RW
is)
– égetett lyuk: tükröző réteg anyaga elolvad vagy elpárolog
– buborék: felvételréteg párolog el, buborék a tükröző réteg alatt
– mintaváltás: fémtükör szórtan ver vissza - sima tükör lesz
– fázisváltós: jól tükröző kristályos anyagszerkezet - amorf szerkezet, a váltás többször
is elvégezhető > újraírható technológia (CD-RW is)
CD-RW (újraírható)
• Törölhető, majd
ismételten írható tárak
• Elnevezései:
– törölhető
– újraírható
– többször írható
• használata: újraíró meghajtó
szükséges és egy író program
– képes olvasni a CD-ROM-okat
– képes olvasni és írni az egyszer
írható eszközöket is (CD-R).
• technológia:
– fázisváltós (CD-1000-szer írható újra)
– festékpolimeres (CD-100-szor írható újra)
A DVD
• DVD - kitalált betűhármas, eredetileg nem jelentett
semmit
• a lemez átmérője: 12 cm (ritkán 8 cm)
• a lemez több, különböző anyag rétegéből álló lap
• a DVD lehet egyoldalas, ill. kétoldalas. Az utóbbi
esetben az egyik oldal lejátszása után a lemezt meg kell
fordítani.
• egy lemezoldalon 1 vagy 2 rétegben lehetnek az adatok
–
DVD szabványok, formátumok:
– DVD5: 1 réteg, 1 oldal: 4,7 GBájt (4,38 GB valójában a
számítógépben)
pl.: DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW lemezek többsége.
Kompatibilis a DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio
formátumokkal.
– DVD-9: 2 réteg, 1 oldal: 8.5 GBájt (7.95 GB valójában a
számítógépben)[DL = dual layer, double layer]
pl.: DVD-R9, DVD+R9, DVD-R DL, DVD+R DL
– DVD-10: 1 réteg, 2 oldal: 8,75 GBájt (2 x 4,38 GB valójában a
számítógépben)[DS = double sided]
– DVD-18: 2 réteg, 2 oldal: 17 GBájt (15,9 GB valójában a
számítógépben).
CD, DVD lemez összehasonlítása
• DVD-lemez mindig két, 0,6 mm
vastagságú lemez összeragasztásával
készül, és akár mindkét oldalán tárolhat
adatokat. A technológiai fejlődésnek
köszönhetően a lemez egy-egy oldalán két
felvételi réteg alakítható ki. Az oldalak és
rétegek számának kombinálásából
CD és DVD adatsűrűség közötti
eltérés:
Két rétegű DVD adattárolása
A kétrétegű lemez tulajdonsága..
• hogy a második réteg mindkét irányban
olvasható.
• A szabványos CD/DVD kötet információja
mindig a lemez elején van (legbelső spirál). Ez
így van az egy- és kétrétegű DVD lemezre is, de
a második réteg kívülről befelé is tartalmazhat
adatot. Ez olyan alkalmazásoknál előnyös,
melyek a lemezre folyamatosan felvett anyagot
(pl. mozifilm) tartalmaznak, és külső réteg végén
azonnal folytatni kell a belső réteg olvasását.
A DVD-RAM
• DVD-RAM: A DVD-RAM nagy adatmennyiséget
és teljesítményt igénylő alkalmazások
• követelményeit elégíti ki. A DVD-RAM lemezen
tárolt adatok ugyanúgy közvetlenül
• érhetők el, mintha merevlemezen lennének
(például fájlkezelőből lehet másolni,
• törölni a fájlokat), és 100 000-szer újraírhatók.
Létezik 4,7 és 9,4 GB-s kapacitásban.
• Írási sebessége 2-3 szoros.
DVD adathordozó rétegeinek
elhelyezkedése a korongban:
DVD-R vs. DVD+R
– Alapvető gyártástechnológiai különbség, hogy a DVD-R lemezek a
préselés során nem kapják meg azokat az előformázott
információkat, amelyeket a DVD+R esetén a lemezre kerülnek.
– A DVD-R lemezek gyártása plusz egy fázisból áll, amelynek során
ezek médiaazonosító adatok a lemezre kerülnek.
– Különbözik még az előre rögzített nyomvonal (sorvezető)
kialakítása is, amely mentén az írás történik, a DVD+RW szabvány
pontosabb, ugyanakkor rugalmasabb megoldást alkalmaz.
Minden egyes lemeztípushoz (a gyárilag préselt DVD-ROM
korongokhoz, egyszer- és újraírható DVD-R és DVD+R lemezekhez
egyaránt) tartozik egy úgynevezett médiaazonosító jelzés
(BookType bitsetting). Ez a lemez legelején található digitális
azonosító, és ez alapján dönti el az olvasó (vagy az asztali lejátszó),
hogy milyen olvasási stratégiát kell alkalmaznia az adott korong
helyes dekódolásához, stabil olvasásához (különben csak
akadozva, vagy egyáltalán nem tudja majd lejátszani/írni).
-----Firmware frissítés------!!!!!!!
A DVD-ROM meghajtók sebessége
• 1x > 1,32 MB/s
[~9x CD]
• 4x > 5,28 MB/s
[~36x CD]
• 6x > 7,93 MB/s
[~54x CD]
• 12x > 15,85 MB/s
• 16x > 21,13 MB/s
DVD típusok: DVD-ROM
• a felhasználó számára csak olvasható tárak
• mesterlemez - nagyüzemi préselés útján készül
• használata: olvasásához egy DVD-ROM
meghajtó egység is szükséges, ami képes
olvasni a CD formátumokat is.
• DVD-ROM
pl.: újságmellékletek,
jogtár, játék
DVD-R, DVD+R
• a felhasználó számára csak egyszer
írható tárak
• használata: az íráshoz egy író egység és
egy speciális program is szükséges.
• az egyszer írható DVD meghajtó képes
olvasni is a CD és a DVD lemezeket is.
• írási technológiák hasonlóak a
CD-nél olvasottakhoz
DVD-RW, DVD+RW, DVD RAM
• elnevezései: törölhető, újraírható, többször
írható
• törölhető, majd ismételten írható tárak.
• használata: egy speciális újraíró berendezés
szükséges és a program.
– a meghajtó a CD, DVD formátumokat tudja olvasni,
írni csak a meghatározott DVD formátumot képes.
– az újraíró berendezés az egyszer írható eszközöket is
tudja írni és tudja olvasni az adatokat.
• technológia:
– fázisváltós
– festékpolimeres
DVD régió kódok:
A DVD-Video elterjedését nagyban segítette az,
hogy minden ma gyártott DVD lemez
régiókódos. (Némelyik lemezen a szabad
régiókód van beállítva.) Ennek az az oka, hogy
DVD Konzorcium, azért hogy a filmek
megjelenési idejét szabályozza, a világot hat
gazdasági régióra osztotta.
A különböző régiókóddal gyártott DVD-ket csak a
vele azonos kódú lejátszón tudják lejátszani
• A régiókód-védelem a számítógépen két szinten
van megvalósítva: szoftveresen illetve
hardveresen. A szoftveres védelem magában
Windows-ban található, az operációs rendszer
nem engedi, hogy a DVD meghajtó régiókódját
ötnél többször megváltoztassuk. Ugyanez a
védelem bizonyos meghajtókban hardveresen is
meg van valósítva, illetve bizonyos lejátszók fix
régiókóddal rendelkeznek, azaz csak egy fajta
lemezt hajlandóak lejátszani.
DVD régió kódok felosztása:
• -0: bárhol játszhatók
• - 1: Kanada, Amerikai Egyesült Államok és külbirtokai
• - 2: Európa, Grönland, Dél-afrikai Köztársaság, Japán, Lesotho,
Szváziföld, Egyiptom,Közel-Kelet
• - 3: Délkelet-Ázsia, Dél-Korea, Hongkong, Indonézia, Fülöpszigetek, Tajvan
• - 4: Ausztrália, Új-Zéland, Mexikó, Közép- és Dél-Amerika
• - 5: Oroszország és FÁK (volt szovjet tagállamok), Indiai
szubkontinens, Mongólia, Észak-Korea, Afrika nem említett
részei
• - 6: Kína
• - 7: nem használt
• - 8: nemzetközi területek, például repülőgépek, hajók, olajfúró
tornyok, stb.
CD és DVD optikai meghajtók
•
•
•
CD-ROM.....CD olvasó
CD-író.....CD-R író + olvasó
CD-újraíró.....CD-RW és CD-R író + olvasó
–
•
•
•
•
•
•
•
•
•
pl. 32/10/40 = írás 32x, újraírás 10x, olvasás 40x
Combo.....DVD olvasó, CD olvasó, író, újraíró
DVD-ROM.....DVD olvasó (kivéve a DVD-RAM), CD olvasó
DVD-író.....DVD olvasó (kivéve DVD-RAM), DVD –R és -RW vagy +R és +RW vagy
mindet író, CD olvasó, író, újraíró
DVD DL-író.....olyan DVD-író, amely a 2 rétegű DVD-t is írja
LightScribe DVD +/-RW.....olyan DVD-író, ami a lemez cimke részére lézerfénnyel
feliratokat, állóképeket képes „nyomtatni”.
Labelflash..... olyan DVD-író, ami nem a lemez cimke részére, hanem az írható
felületére képes lézerfénnyel feliratokat, állóképeket „nyomtatni”.
DVD-RAM.....Bármely DVD és CD formátumot olvassa, CD és DVD-RAM író, újraíró.
Multiburner (SuperDrive, Super Multi)..... Bármely DVD és CD formátumot olvassa,
írja, újraírja.
Multibay.....laptopok cserélhető optikai meghajtója különböző képességekkel.
Optikai tárak fejlesztése
•
•
•
vörös lézeres technológia fejlesztése
– EVD
– FVD
– TeraDisc
új, kék lézeres technológia
– blue-ray disc (BD)
– HD-DVD
holografikus technológia
– HVD
– HVC
EVD
• kínai konzorcium – eWorld
• Enhanced Versatile Disc
• 2003. decemberétől
• vörös lézert alkalmazták
• EVD lejátszók a DVD-t képesek kezelni
FVD
•
•
•
•
•
tajvani Ipari Technológiai Kutatóintézet
vörös lézeres formátum
Forward Versatile Disc (FVD)
1 vagy 2 rétegű
5,5 GB/ 11 GB kapacitás
TeraDisc
•
•
•
•
vörös lézeres technológia fejlesztése
100 adattároló réteg
várható piacra kerülés: 2009.
várható ár: $ 3.000
HD-DVD
• Advanced Optical Disc (AOD)
• DVD fizikai formátuma, de kék lézerrel
• rétegenként 15 GB kapacitás
HVC
• Holographic Versatile Card (HVC)
Blu-ray Disc (BD)
•
•
•
•
•
•
új fizikai formátum
10 órányi videó fér rá rétegenként
kék lézert használ ~430 nm
1 vagy 2 rétegű lemez
27- 50 GB kapacitású
használata: BD-meghajtóval
A Blue-ray meghajtók sebessége
• 1x > 4,5 MB/s
• 2x > 9 MB/s
• 4x > 18 MB/s
[~3x DVD]
[~7x DVD]
[~14x DVD]
Technológiák összehasonlítása
Blue-ray
DVD
CD
hullámhossz:
450 nm
hullámhossz:
650 nm
hullámhossz:
720 nm
adathordozó réteg
borító réteg (0,1 mm)
adathordozó réteg
adathordozó réteg
Technológiák összehasonlítása
A különböző lézerek:
• vége