Курсовая: Компакт-диски. Классификация. Принципы чтения и записи - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Компакт-диски. Классификация. Принципы чтения и записи

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 725 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

5 Министерство образования РФ Иркутский государственный технический у ниверситет Кафедра АС Курсовая работа «Компакт-диски . Классификация . Принципы чтения и записи » Выполнил : с т . гр . АСУ -99-1 Беляев В . А. Принял : Бахвалов С . В. Иркутск , 2002 год Содержание Общие сведения о компакт-дисках……………… 3 Формат компакт-диска…………………………… 4 Классификация…………………………………… .5 Принцип записи CD - R …………………………… .6 Принцип записи CD - RW ………………………… .7 Способы записи…………………………………… 8 Литература………………………………………… 11 В 1982 году фирмы Sony и Philips завершили работу на д форматом CD-аудио (Compact Dis k ), открыв тем самым эру цифровых носителей на ко м пакт-дисках . При нцип работы этих дисков – оптический . Чте ние и запись осуществляется лазером . В ком пакт-диске данные кодируются и записыв а ются в виде последовательности отраж ающих и не отр ажающих участков . Отражение интерпретируется как единица , «впадина» - как ноль . Приведу неко торые технические параметры компакт-дисков . Рабоча я длина волны л а зера - 780 нм . Диаметр компакт-диска 120 мм . Толщина диска 1,2 мм . Объем диска 680 М б (74 мин аудио ). Вес 14-33 г . Цепочка углублений (pits) расп о л ожена по спирали как в грампластинке , но в направлении от центра (факт и чески CD является устройством последовательного доступа с ускоре нной п е ре моткой ). Интервал между витками - 1.6 мкм , ширина пита - 0.5 мкм , гл у бина - 0.125 мкм (1/4 длины волны луча лазера в поликарбонате ), минимал ь ная длина - 0.83 мк м (рис . 1). Рис . 1. Поверхность компакт-ди ска. Существуют модификации в 80 минут (700 МБ ), 90 минут (791 МБ ) и 99 минут (870 MB). Номинальная (1x) скорость передачи данных - 150 КБ /сек (176400 байт /сек а удио или "сырых " данных , 4.3 Мбит /сек "физическ их " да н ных ). В то время как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту , то есть с неизменной углово й скоростью (CAV, Constant Angular Velocity), компакт-диск вращается обычно с переменной угловой ск оростью , чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении (CLV, Constant Linear Velocity). Та ким образом , чтение внутренних сторон осущест вляется с увеличенным , а наружных - с умень шенным числом обор о тов . Именно этим обуславливается до статочно низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению , например , с винчес терами. Рассмотрим формат компакт-диска. Поверхность диска разделена на области : · PCA (Power Calibration Area). Используе тся для настройки мощности лазера записывающи м устройством . 100 элементов . · PMA (Program Memory Area). Сюда временно записываю т с я координаты начала и конца каждого трека при извлечении диска из зап исывающего устройства без закрытия сессии . 100 э лементов . · Вводная область (Lead-in Area) - кольцо шириной 4 мм (диаметр 46-50 мм ) ближе к центру диска (до 4500 секторов , 1 минута , 9 MB ). Состоит из 1 дорожки (Lead-in Track). Содержит TOC (абс о лютные вр еменные адреса дорожек и начала выводной области , то ч ность - 1 секунда ). · Область данных (program area, user data area). · Выводная область (Lead-out) - кольцо 116-117 мм (6750 секторов , 1.5 минут ы , 13.5 MB). Состоит из 1 дорожки (Lead-out Track). Каждый байт данных (8 бит ) кодируется 14-битным симв олом на нос и теле (кодировка EFM). Символы отделяются 3-битн ыми промежутками , в ы бираемыми так , чтобы на носителе не было более 10 нулей подря д . Из 24 байтов данных (192 бита ) формируется к адр (F1-frame), 588 б и тов носителя , не считая промежутков : · синхронизация (24 бита носителя ) · символ субкода (биты субканалов P, Q, R, S, T, U, V, W) · 12 символов данных · 4 символа контрольного кода · 12 символов данных · 4 символа контрольного кода При декодировании могут использоваться различные с тратегии обн а ружения и исправления групповых ошибок (вероятность обнаружения пр о тив надежности коррекции ). Последовательность из 98 кадров образует се кт ор (2352 информацио н ных байта ). Кадры в секторе п еремешаны , чтобы уменьшить влияние дефе к тов носителя . Адресация сектора произошла от аудиодисков и записывается в формате A-Time - mm:ss:ff (минуты :секунды :доли , доля в секунде от 0 до 74). Отсчет начинается с начала программной области , т.е . адреса секторов вво д ной области отрицательные . Б иты субканалов собираются в 98-битные слова для каждого субканала (из них 2 бита - син хронизация ). Используются су б каналы : · P - маркировка о кончания дорожки (min 150 сект оров ) и начала следующей (min 150 секторов ). · Q - дополнительная инфо рмация о содержимом дорожки : o число каналов o данные или звук o можно ли копировать o признак частотных пр едыскажений (pre-emphasis): искусственный подъем высоких час тот на 20 дБ o режим использования подканала § q-Mode 1: во вводн ой области здесь хранится TOC, в программной области - номера дорожки , адреса , индексы и паузы § q-Mode 2: каталоговый номер диска (тот же , что на штрих-коде ) - 13 цифр в формате BCD (MCN, ENA/UPC EAN) § q-Mode 3: ISRC (International Standard Recording Code) - код с траны , владельца , год и серийный номер зап и си o CRC-16 Последо вательность секторов одного формата объединяется в дорожку (трек ) от 300 секторов (4 секунды , см . субканал P) до всего диска . Н а диске может быть до 99 дорожек (номера от 1 до 99). Трек может содержать сл у жебные области : · пауза - только информация субканалов , нет пользовател ь ских данных · pre-gap - начало трека , н е содержит пользовательских да н ных и состоит из двух интервалов : первый длиной не мен ее 1 секунды (75 секторов ) позволяет "отстроиться " от предыдущего трека , второй длиной не мен ее 2 секунд задает формат секторов трека · post-gap - конец трека , не содержит пользовательских да н ных , длиной не менее 2 секунд Вводная цифр овая область должна завершаться постзазором . Первый цифровой трек должен начи наться со второй части предзазора . Последний цифровой трек должен завершаться постзазором . Выводная цифровая о б ласть не содержит предзазора . Существует множество стандартов и фо рматов компакт-дисков – в з а висимости от н азначения и производителей . Приведу для примера далеко не все существующие : Audio CD (CD-DA), CD-ROM (ISO 9660, mode 1 & mode 2), Mixed-mode CD, CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture, mode 2, form 1 & form 2), Video CD, CD-I (CD-Interactive), С D-I-Ready, CD-Bridge, Photo CD (single & multi-session), Karaoke CD, CD-G, CD-Extra, I-Trax, E n hanced CD (CD Plus), Multi-session CD, CD-Text, CD-WO (Write-Once). П о л ное опи сание их займет слишком много места , и это не является целью нап и сания данной работы . В зависимости же от количества возмож ных операций записи компакт-диски разделяю тся на : CD - ROM ( read only memory ), CD - R ( recordable ), они же CD - WORM ( write once read many ), CD - RW ( rewritable ). Соот ветственно , С D - ROM изгота вливается на заводе , и дальнейшая запись н а него невозмо ж на ; CD - R предназначен для однократной записи в дома шних у словиях ; CD - RW допускает множество операций записи . Ди ски CD - ROM представляют собой поликарбонат , покрытый с одной сторон ы отражающим слоем (ал ю миний или - для ответственных применений - золото ) и защитным лаком с другой . Смена отражающей способности осущ ествляется за счет штамповки углублений в металлическом слое . На заводе их пр осто штампуют с матрицы . Это для нас н е очень интересно , и мы подробнее останови мся на дисках , з а пись на которые можно сделать на домашнем компьютере . Начнем с однократно-записыв аемых диск ов ( CD - R ). По своему внутреннему строению CD-R диск напоминает слоеный п и рог , "начинка " которого состоит и з активного , отражающего и защитного слоев , которые последовательно наносятся на основу из поликарбоната . При этом основа CD-R диска ничем не отличается от той , что применяется в технологии изготовления компакт-дис ков литьем : характеристики пластма с сы должны быть таков ы , чтобы луч лазера , проходящий сквозь нее , должным образом фокусировался и не вызыв ал разрушения диска . На основу наноси т ся а кти вный (или регистрирующий ) слой , на котором , собственно , и прои с ходит запись информации . Во время записи мощный лазерный луч нагревает небол ьшие участки активного слоя . Под воздействием высокой температуры меняются свойства вещест ва регистрирующего слоя в месте нагрева , в р е зультате он перестает пропускать свет . В д ругих местах , которые не разогр е вались лазером , свет по-прежнему беспрепятственно проходит чер ез рег и ст рирующий слой . В качестве материалов для р егистрирующего слоя обычно используются цианин и фталоцианин . Осталось разобр аться с отражающим слоем . Итак , отражающий слой - это тончайшая пластинка из золота и ли серебра . Причем из серебра лучше , потом у что у него больший коэффициент отражени я . Но , тем не менее , диски с золотым отражающим слоем прод олжают выпускаться , хотя они хуже и значительно дороже . Как обычно , приходится жертвовать одним качество м в угоду другому : золото - очень долговечн ый материал , а серебро со временем окисляе тся . Поэтому в тех случаях , когда требуетс я длительное хранение да н ных , прим еняются диски с золотым отражающим слоем . Ну и последний слой , защитный , наносится п оверх отражающего , и служит для механической защиты CD-R диска и нанесения на него эт икетки . Тут тоже возможны вар и анты : в простейшем сл учае защитный слой являет с обой покры тие лаком . Не самый лучший вариант защиты . Лак можно ободрать , и , что еще хуже , во з можна химическая реакция между лаком и различным и веществами , которые на него попадают (на пример , с чернилами , которыми Вы сделаете надпись на обратной стороне дис ка ). Од нако последнее время некоторые производители CD-R дисков используют специальные устойчивые лаки для покрытия ди с ков , что сообщает им дополнительную надежность . Более надежные защи т ные покрытия - дополнительный слой специального пластика . Кроме защ и т ы , такой способ еще и делает внешн ий вид диска более привлекательным по сра внению с лаковым. Восстановить прозрачность веществ , используем ых в качестве акти в ного слоя в дисках CD-R, невозможно . С одной стороны , это дает некоторую г арантию того , что записан ная информация будет надежно сохранена . Де й ствительно , повредить за пись , нанесенную на активный слой , можно т олько одним способом - сделать прозрачные учас тки непрозрачными . Что и может произойти п од воздействием , например , яркого солнечного с вета . С друго й стороны , один раз за писанный диск переписать невозможно . К сожале нию , решить это противоречие пока не удало сь . На сегодняшний день мы выну ж дены выбирать между возможностью перезаписи и надежностью х ранения информации . И если мы выбираем перезапись , то п ридется использовать диск CD-RW. Единственное отличие таких дисков от CD-R заключается в устройстве регистрирующего слоя . У CD-R дисков запись основана на изменении опт и ческих свойств слоя под действием температуры - при нагрева нии слой му т неет . Принцип за писи CD-RW дисков чуть сложнее , здесь используется я в ление фазового перехода . Промежуточный слой специального органического материала может пребывать либо в аморфном , либо в кристаллическом виде . Аморфное вещество , как известно из кур са физики , это такое вещество , которое при нагревании не превращается в жидкость , а постепенно размя г чаются , становятся все более текучими . Примером такого вещества может быть всем известный пластилин . Или мед . Кстати , на примере меда хорошо видно общее с войство аморфных вещес тв - с течением времени они перех о дят в кристаллическую форму . Постав ьте банку прозрачного свежего меда в шкаф , и не трогайте года 2. Потом достаньте , и вы увидите , что мед загустел , а то и вовсе стал твердым , "засахарился ". И ст ал непрозрачным ! Вот на это м принципе и основана запись на CD-RW. Прозрачность реги стрирующего слоя CD-RW зависит от того , в како м состоянии это вещество находится , в амор фном или в кристаллическом . И мы можем управлять процессом пер е хода из одного состояния в другое . Если нагреть р егистрирующий слой до достаточно высокой температуры и затем резко охладить его , то вещество пере ходит в аморфную форму . Именно так происхо дит процесс записи . На чистом диске CD-RW реги стрирующий слой находится в кристаллической ф орме . Мощный луч записыва ю щего лаз ера разогревает участок поверхности и выключа ется , диск быстро остывает и в этом ме сте часть активного слоя переходит в амор фную форму . Для того , чтобы вернуть вещест во активного слоя в кристаллическое состояние , его опять нагревают , но до меньшей те м пературы (менее интенсивным лучом ). И в ещество возвращается в криста л лическое состояние . Таку ю операцию можно проводить около 1000 раз , им енно столько циклов перезаписи выдерживают CD-RW диски . И все было бы хорошо , если бы не та самая особенность амор фных в е ществ кри сталлизоваться со временем . Как бы мы ни хранили CD-RW, через несколько лет запись буд ет безвозвратно утеряна . К тому же такие диски легко могут быть стерты простым нагреванием . Зато можно перезаписывать . Еще одна особенность дисков CD-RW проявл яется при чтении . Если в дисках CD и CD-R мы четко выделяли два типа участков поверхн ости - о т ра жающие свет и неотражающие , то в CD-RW вся поверхность является о т ражающей , хотя и в разной степени . Поэтому при чтении диска CD-RW и н формация считы вается в тот момент , когда луч лазер а попадает на участок перехода между крис таллическим и аморфным веществом . Лазер во всем этом процессе используется стандартный , с длиной волны 780 нанометров . Считывание прои зводится тоже стандартным лазером , но разница в ур о внях сигналов : для CD-RW-дис ков меньше , чем для CD-ROM. Рис . 2. Структ ура дисков CD , CD - R , CD - RW Рассмотрим способы записи компакт-дисков в домашних условиях . Для э того необход имо иметь не только записывающий CD -привод , но и спец и ал ьное программное обеспечение . Они обычно пост авляются вместе . Прим е ром таких программ могут служит ь Easy CD, CD Creator, CD Publisher. В операционной системе Windows XP встроена по ддержка записи компакт-дисков. Процесс записи одной сессии представляет собой единую о перацию , которая не может быть прервана , и наче диск будет испорчен . Для обеспеч е ния равномерно сти поступления записываемой информации на ла зер все приводы имеют буфер , исчерпание данных в котором (Underrun) приводит к авар ийному прерыванию записи . Исчерпание данных в буфере может быть вызвано запуском парал лельных процессов , работой системы виртуальной памяти (swapping), захватом процессора "нечестными " драй верами устройств , зави с анием программ ы или операционной системы . К сбою зап и си приводят также механические толчки привода. Различается два основных режима записи CD-R: DAO (Disk At Once - весь диск за один прием ) и TAO (Track At Once - одна дорожка (сессия ) за один прием ). При з аписи методом TAO лазер включается в начале каждой дорожки и отключается в ее конце ; в точках включения и выключения лазера формируются серии специальных кадров - run-in, run-out и link , предназн а ченные для связывания дорожек между с обой . Стандартный проме жуток с о держит 150 таких кадров (2 секунды ). При записи методом DAO лазер вкл ю чен на протяжении записи всего диска. Диск , записанный за один прием , являет ся наиболее универсальным и считывается любым и CD-ROM с любым файловым диспетчером , однако п о сле запи с и невозможно дописывание новых данных на диск , а режим DAO поддерживается не все ми записывающими приводами . Этот режим также желателен для записи мастер-дисков для по следующего тиражирования п у тем штамповки - большинство тип овых станков для изготовления ма триц воспринимают только непрерывно записанные оригин алы. В режиме TAO пишутся многосессионные диски , допускающие посл е дующую дозапись данных ; при этом для сессии записывается только зона Lead In (откр ытая сессия ). При записи каждой последующей сессии пред ы дущая закрывается путем записи зоны Lead Out, за которой следует Lead In новой сессии . На э ти две зоны расходуется дополнительно 13.5 Мб (6750 кадров ) дискового пространства. По стандарту , чтобы нормально считываться во всех устройствах , диск должен быть закрыт (Closed) путем записи выводной зоны . Закрытие диска повышает вероятность его успеш ного считывания в других приводах (пода в ляющее большин ство современных приводов не обращают внимани я на з а крытость диска ), однако лишает возможности дописывания дополн ительных сессий. Перед началом записи необходимо сформиров ать полный список вх о дящих в сессию файлов ; послед ующее добавление файлов на диск возможно лишь в виде дополнительных сессий . Приводы CD-ROM, не поддержива ю щие многосессионную запись , считывают с ди ска только первую TOC - соо т ветственно , с их помощью можно считывать лишь файлы пер вой сессии . Многосессионные CD-ROM считывают только последнюю TOC, поэтому п о следняя TOC в многосессионном диске должна содержать ссылки и на файлы п редыдущих сессий . Для эт ого при записи очередной сессии применяется опция импортиро вания сессий (Import Track) для создания полной общей TOC. Совпадающие по именам каталоги при этом объединяются , как при д о писывании на обычный диск . Адресация файлов в любом случае ведется в преде лах всего диска , поэтому объ единению подвергаются только TOC. Файлы сессий , к оторые не были импортированы при создании очередной , в результирующем каталоге присутство вать не будут и обычное обращение к н им будет невозможным , однако многие программы записи на CD-R позв о ляют выборочно считывать отдельные сессии диска . Если запись на одн о кратны й многосессионный диск по какой-либо причине была прервана , в р я де случаев имеется возможност ь использовать оставшееся свободным пр о странство диска . Для этого требуется программа записи , имеющая опцию з а крытия сессии (Close Track/Session), после чего нуж ные данные записываю т ся очередной сессией без импорт а прерванной сессии (предшествующие ей сессии могут быть импортированы ). Поскольку конечная видимость каждого файл а опр еделяется процессом импорта TOC, возмож но исключение из каталога отдельных файлов и выб о р очная замена файлов с совпадающими именами . Старая копия файла пр о должает оставаться на диске в одной из предшествующих сессий , однако в новый каталог помещается ссылк а на новый экземпляр . Выборочное искл ю чение файлов п редыдущих сессий в каталог новой сессии д ает эффект их "удаления ". Видимость "удаленных " таким образом файлов впоследствии может быть "восстановлена " путем их импорта в но вые сессии. Для записи CD-RW може т применяться их предварительное формат и рование - разбивка на секторы , подобно магнитным дискам . После формат и рования диск CD-RW может использоваться , как обычный сменный ди ск - стандартные файловые операции копирования , удаления и переименования преобразу ются драйвером привода CD-RW в серии операций переза писи се к т оров диска . Благодаря этому для работы с дисками CD-RW не требуется специального программ ного обеспечения , кроме драйвера привода с по д держкой UDF и программы начальной разметки. Некоторые версии записывающих программ позволяют записывать з а гружаемые диски . Загружаемая ч асть CD-ROM записывается в виде образа загрузочной дискеты или винчестера , из которого при загрузке BIOS систе м ной платы эмулирует диск A:. Литература 1. http://people.kstu.edu.ru/CSN/CDR/rab.htm 2. http://www.kstu.kz/~yas/theory_lw/opt_70.htm 3. http://bog.pp.ru/hard/cdrom.html 4. http://www.procd.ru/
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Доктор, посмотрите у меня после операции шов на животе остался.
- Это, голубчик, теперь у вас рот...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Компакт-диски. Классификация. Принципы чтения и записи", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru