Оптички дискови

Развој оптичке технологије у рачунарству понудио је нови медијум за чување података – оптички или компакт диск. У почетку су се оптички дискови користили као поуздани и квалитетни носиоци видео и аудио-снимака, али се временом њихова примена ширила, тако да они данас представљају стандардни део рачунарске опреме. Највише се користе CD ROM дискови (Compact Disc Read-Only Memory – читачка меморија на компакт диску) – дискови пречника 120mm, који код рачунара служе за памћење фиксних података који се могу само читати, као што су разне базе података, програми, телефонски именици, речници, енциклопедије и др.

Оптички диск

Оптички диск

Основне карактеристике оптичких дискова су:

– релативно велики меморијски капацитет (150MB – 10GB),
– поузданост и трајност,
– висока густина записивања података (1010bit/cm2),
– заменљиви медијум,
– мултимедијални карактер.

Оптички дискови имају време приступа 75–400ms, што је око десет пута дуже од времена приступа код хард дискова, док брзина преноса података достиже и 7,6Mb/s. Могу се производити од различитих материјала (алуминијум, стакло, пластика, племенити метали). Сви они имају својство да добро рефлектују светлост (ефекат огледала). Сваки диск пресвлачи се танким заштитним слојем тврде пластике.

У табели су приказана времена приступа и брзине преноса читача компакт-дискова:

Брзина читача Време приступа (ms) Брзина преноса (Mb/s)
1x 400 0,150
2x 300 0,300
4x 150 0,600
10x 100 1,500
16x 90 2,400
24x 90 3,600
32x 85 4,800
40x 75 6,000
48x 75 7,200
52x 75 7,600

Јединица оптичког диска

Основни делови јединице оптичког диска приказани су на слици:

Саставни делови CD уређаја

Саставни делови CD уређаја

– мотор за окретање диска;
– серво мотор за померање главе;
– мотор за извлачење и враћање подлоге са диском у јединицу (није обавезан);
– оптичка уписно–читајућа глава са носачем, фотоћелијама и ласерским диодама које емитују један главни и два помоћна ласерска зрака;
– оптички систем (сочива и огледала);
– управљачка електроника.

Оптички диск се поставља на хоризонталну ротирајућу подлогу која се помоћу посебног механизма извлачи и враћа у јединицу. Подаци на њему су записани по спиралној путањи (за разлику од хард дискова) чији је почетак у центру диска (сл. 6.39).

Формат диска са фиксном линеарном брзином

Формат диска са фиксном линеарном брзином

Ради бољег искоришћења меморијског простора диск се окреће константном линеарном брзином (1,3m/s) у односу на оптичку главу. Тиме је омогућено да густина записивања и дужина сектора буде иста по целој површини медијума, али је угаона брзина различита: за спољње стазе је око 200 o/min, а за унутрашње око 500 o/min. Параметри који дефинишу угаону брзину диска су:

– полупречник на коме се налази оптичка глава,
– попуњеност интерног бафера при читању података.

Подаци који се читају са диска преносе се у интерни бафер одређеног капацитета. Када се бафер напуни до половине своје величине, почиње пренос података ка рачунару, тј. пражњење бафера константном брзином. Брзину пражњења бафера контролише специјални кристал и електронски склоп који има за циљ да одржава попуњеност бафера на око 50%. При пражњењу бафера шаљу се сигнали за повећање угаоне брзине диска, а при пуњењу за смањење угаоне брзине.

Поступак уписа и читања података са оптичког диска

Упис и читање података се остварује помоћу ласерског зрака:

Принцип уписа и читања података на компакт диск

Принцип уписа и читања података на компакт диск

Познато је да ласерски зрак представља паралелни сноп светлости који има једну таласну дужину у истој фази. На покретној ручици се налази емитор ласерског зрака ниског интензитета и специјална електроника за контролу фокуса. Њихова улога је да подешавају ширину оптичког зрака према „рупама“ на диску.

У тренутку када се стави CD у јединицу диска, контролер активира мотор за ротацију диска. Ласерски зрак прелази преко површине диска, а светлост ce рефлектује на фотодетектор.

Када се уписују подаци, снага ласерског млаза се бира тако да буде довољна да загревањем осветљене врло мале површине медијума (битске ћелије) промени повратно или неповратно његове оптичке карактеристике. Тада се стварају удубљења (јаме) ширине 0,6 микрометара и дубине 1/4 таласне дужине ласерског зрака који представљају записане податке.

При читању је снага ласерског млаза знатно мања, тако да не изазива никакву промену медијума. Светлост коју медијум одбија – прихвата фотодетектор. Фотодетектор је постављен да мери интензитет рефлектоване светлости и добијене податке претвара у дигитални сигнал. Том приликом се анализирају јачина и поларизација светлости како би се утврдило да ли је записана вредност 0 или 1. Уколико је ласерски зрак наишао на удубљење, долази до померања фазе за 180 степени, што проузрокује појаву негативне интерференције и слабљења светлости која се враћа.

Поред главног ласерског зрака, емитују се и два помоћна који имају улогу да одреде положај оптичке главе у односу на стазу. За сваки помоћни ласер постоји и одговарајућа фотоћелија. Уколико су помоћне фотоћелије неједнако осветљене шаљу се сигнали за корекцију положаја главе. Глава се помера посебним мотором.

Врсте технологија записа на CD

Постоје две најзначајније технологије за снимање компакт–дискова:

– CD–R и
– CD-RW

CD–R технологија представља већ описани метод једнократног уписивања на празан диск. Када се једном упишу подаци, тај поступак се више не може поновити.

CD-RW је новија метода и захтева одговарајући медијум, односно диск. Подаци који се налазе у датотекама (фајловима) могу се брисати и поново снимати, као на дискети или тврдом диску. Уколико квалитет медијума то дозвољава, могуће је и преко 1000 пута уписивати и брисати податке.

Организација података на оптичком диску

Плоча диска садржи 20000 стаза у једној спирали на међусобном растојању од 1,6 микрометра. Стазе се деле на секторе величине 2352 бајта. Сваки сектор садржи 12 бајтова за синхронизацију, 4 бајта за адресу сектора, и 2048 бајтова за податке. Осталих 288 бајтова у сектору се користи за детекцију и корекцију грешке. Формат адресе сектора се разликује од адресирања код тврдог диска јер је наслеђен од аудио–дискова и представља: минут, секунду и блок.

На основу ових података одређује се положај сектора на спиралној стази.

Advertisements

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s