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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA CDs: tecnologias e padrões. Data de referência
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Materiais de referência Lendo regularmente a imprensa informática, comunicando-se com pessoas ligadas à informática e interessando-se pela publicidade desta na imprensa e na televisão, não é difícil perceber os passos gigantescos com que este ramo da tecnologia se desenvolve. A imaginação fica atordoada com processadores cada vez mais avançados, monitores de alta qualidade, impressoras e, muitas vezes, produtos fundamentalmente novos. Muitas das capacidades da tecnologia de computação vêm de seus equipamentos periféricos. Este artigo descreve um dos tipos de periféricos - dispositivos de armazenamento de informações de longo prazo em CDs ópticos. Ao longo da história relativamente curta da computação, muitos tipos de mídia nos quais as informações podem ser armazenadas indefinidamente mudaram: cartões perfurados de papel e fitas perfuradas, fitas magnéticas, tambores, discos flexíveis e rígidos de vários tamanhos e capacidades e, finalmente, magneto- discos ópticos e ópticos. Os fabricantes de acessórios de alta tecnologia para computadores hoje provavelmente têm muitas ideias promissoras nesta área, mas por enquanto os discos magneto-ópticos e ópticos estão se tornando cada vez mais populares. Neste artigo falaremos apenas sobre discos ópticos, que surgiram há muito tempo, mas estão em constante aprimoramento e ganhando cada vez mais popularidade. O nome mais comum para discos ópticos é “disco compacto” ou CD-ROM (abreviadamente CD). Um CD pode armazenar uma enorme quantidade de informações em um pequeno volume físico. Não é de pouca importância a capacidade de ler repetidamente os dados gravados sem desgastar a mídia, o que está associado à ausência de qualquer contato mecânico do dispositivo de leitura com a superfície que transporta as informações. A isso deve ser adicionado o custo relativamente baixo dos próprios discos e dos dispositivos necessários para trabalhar com eles. Essas vantagens não podem deixar de atrair todos que precisam armazenar grandes quantidades de dados com risco mínimo de perda. E há cada vez mais deles. Onde quer que existam computadores, certamente haverá programas, arquivos e bancos de dados poderosos, imagens e sons convertidos em formato digital. É conveniente armazenar tudo isso em um CD. PRINCÍPIOS DE PROJETO E OPERAÇÃO Um CD moderno é um disco de plástico com diâmetro de cerca de 120 e espessura de aproximadamente 1 mm, possuindo no centro um orifício com diâmetro de 15 mm. Ao redor do furo existe uma área com cerca de 10 mm de largura para fixação no fuso que gira o disco. Um lado do CD geralmente tem um design bonito e contém breves informações sobre o conteúdo das gravações. O outro brilha e brilha com todas as cores do arco-íris. Possui outro anel visualmente distinguível ao redor da área de fixação, que é estampado com um número de série em um código de barras ou outro código, muitas vezes compreensível apenas para o fabricante do disco. A seguir está a área de dados, que dá o efeito de arco-íris quando vista na luz refletida. Na borda externa do CD existe um anel protetor transparente de pequena largura [1]. Os CDs mais comuns têm a estrutura mostrada na Fig. 1. Uma fina camada reflexiva 1 de alumínio é aplicada a uma base 2 de plástico acrílico. O metal é coberto por uma película protetora transparente de policarbonato 3. Os dados são lidos por um feixe de laser 4. O processo usual de fabricação de CD consiste em várias etapas: preparação dos dados para gravação, confecção de um disco master (original) e matrizes (negativos do disco master), replicação de CD.
As informações são aplicadas na superfície lisa de um disco mestre de alumínio por meio de um feixe de laser que, ao alterar a estrutura do metal (ou seja, queimá-lo), cria nele depressões microscópicas. A alternância de depressões reflexivas e áreas planas representa os dados na forma binária familiar aos computadores. Observe que as dimensões das cavidades formadas pelo feixe de laser são muito pequenas - várias dezenas delas podem caber em um segmento cujo comprimento não exceda a espessura de um fio de cabelo humano [2]. O que se segue é uma reminiscência de fazer discos de gramofone comuns. Cópias negativas do disco master servem como matrizes para prensar depressões contendo informações na superfície do próprio CD, que ainda precisam ser revestidas com alumínio, uma camada protetora a ser aplicada e as inscrições necessárias a serem fornecidas. É importante notar que existem outras tecnologias de produção de CD, incluindo regraváveis e regraváveis, algumas das quais serão discutidas a seguir. INFORMAÇÕES DE LEITURA Sob o CD, inserido no drive com o lado brilhante voltado para baixo e preso em um fuso giratório, o leitor se move ao longo do raio por meio de um servomotor (Fig. 2). É composto por um laser semicondutor 1, um prisma divisor de feixe 2 com uma lente 3 que focaliza o feixe na superfície do disco 4 e um fotodetector 5. A lente é equipada com acionamentos para ajuste fino da posição do feixe em a trilha de informações. É claro que um laser de potência muito menor é usado para leitura do que aquele usado para queimar depressões na superfície do disco mestre [3].
O prisma direciona o feixe refletido pela superfície de alumínio para o fotodetector. Se for refletido de uma ilha brilhante entre as depressões, aparece uma corrente elétrica no circuito do fotodetector, cuja presença é interpretada como lógico 1. O feixe que entra na depressão é principalmente espalhado, como resultado, a iluminação do fotodetector e a corrente gerada por ele diminui - um 0 lógico é registrado. A superfície sensível do fotodetector é dividida em quatro setores. Isto permite que o microprocessador que controla o inversor determine se o feixe está posicionado corretamente. Se o feixe se desviar da posição desejada (e isso, via de regra, acontece por erros na fabricação do CD e do drive), o ponto que ele cria na superfície do fotodetector também se deslocará, resultando em os seus sectores serão iluminados de forma desigual. Ao comparar as correntes geradas por cada elemento do receptor, o microprocessador gera comandos que corrigem a posição da lente e, portanto, do feixe na superfície da camada reflexiva. ESTRUTURAS DE DADOS Conforme já mencionado, os dados são gravados em um CD como uma sequência de entalhes e intervalos entre eles, formando uma trilha física de informações. Exatamente um, em contraste com o método usual de gravação em discos magnéticos. Esta trilha única é uma espiral, começando no centro do disco e desenrolando-se em direção à sua borda. Dessa forma, um CD lembra um pouco um disco de gramofone tradicional, diferenciando-se dele na direção da espiral e no método de leitura de dados sem contato. A trilha começa com uma área de serviço necessária à sincronização do drive: o leitor deve “saber” quando esperar a chegada de cada uma das informações escritas. Uma trilha física pode ser dividida em várias trilhas lógicas. O fluxo contínuo de bits lidos de um CD é dividido em bytes de oito bits, combinados logicamente em setores. Cada setor é composto por 12 bytes de sincronização, quatro bytes de cabeçalho contendo o número do setor e informações sobre o tipo de registro nele contido, 2048 bytes da área de dados principal e 288 bytes de informações adicionais. Vários tipos de setores são usados. O primeiro deles destina-se apenas à gravação de áudio digital. O segundo é o principal para todos os CDs. Seu cabeçalho é estendido para 12 bytes devido à área de informações adicionais. A restante parte desta área é ocupada por um código de detecção de erros de leitura de dados (quatro bytes) e dois códigos que permitem a sua correção: paridade P (172 bytes) e paridade Q (104 bytes). Nos setores do terceiro tipo, é colocada à disposição do usuário uma área de informações adicionais. Assim, cada um deles pode conter até 2336 bytes de dados, mas sem a capacidade de controlar a correção da leitura e correção de erros. Cada trilha lógica consiste em setores de apenas um tipo [4]. Os primeiros setores de um CD contêm seu conteúdo (Índice de Volume, VTOC) - algo como uma tabela de alocação de arquivos (FAT) em discos magnéticos. Em geral, o formato básico do CD de acordo com o padrão HSG (veja abaixo) lembra em muitos aspectos o formato de um disquete, em cuja trilha zero são indicados não apenas seus parâmetros principais (número de trilhas, setores, etc. .), mas também são armazenadas informações sobre a localização dos dados (diretórios e arquivos). A área do sistema contém diretórios com ponteiros ou endereços de áreas onde os dados são armazenados. Uma diferença significativa de um disquete é que o diretório raiz de um CD contém endereços diretos de arquivos localizados em subdiretórios, o que facilita muito sua busca. A clássica velocidade de leitura de dados “única”, na qual apenas os reprodutores de discos de áudio operam atualmente, é de 175 KB/s ou aproximadamente 75 setores por segundo. Cada trilha lógica contendo 300 setores é reproduzida nesta velocidade em 4 s. O CD inteiro, se consistir apenas em setores do tipo 663,5, contém XNUMX MB de dados. Os computadores usam unidades de CD que fornecem velocidades de leitura de dados muito mais rápidas, aumentando a velocidade do fuso e alterando correspondentemente uma série de outras características técnicas. Drives com aumentos de velocidade de oito e 12 vezes são comuns hoje. Mas também há aqueles em que é 16 e até 24 vezes maior que “solteiro”. PADRÕES DE CD Os CDs ópticos de música substituíram os CDs de vinil gravados mecanicamente em 1982, quase simultaneamente com o advento dos primeiros computadores pessoais IBM. Este foi o resultado da cooperação entre dois gigantes da indústria eletrônica - a japonesa Sony e a holandesa Philips. A história da escolha da capacidade do CD é interessante. O CEO da Sony, Akio Morita, decidiu que os novos produtos deveriam atender às necessidades dos amantes da música clássica. Depois de realizar uma pesquisa, descobriu-se que a obra clássica mais popular no Japão, a Nona Sinfonia de Beethoven, dura cerca de 73 minutos. Aparentemente, se os japoneses tivessem gostado mais das curtas sinfonias de Haydn ou das óperas de Wagner, executadas inteiramente em duas noites, o desenvolvimento do CD poderia ter tomado um caminho diferente. Mas o fato permanece um fato. Foi decidido que o CD teria 74 minutos e 33 segundos de duração. Assim nasceu o padrão conhecido como Livro Vermelho. Nem todos os amantes da música ficaram satisfeitos com o tempo de reprodução escolhido, mas comparado aos 45 minutos dos discos de vinil de curta duração, este foi um avanço significativo. Quando 74 minutos de música foram convertidos em capacidade de informação, o resultado foi cerca de 640 MB [2]. As duas empresas mencionadas acima também desempenharam um papel de liderança no desenvolvimento do primeiro padrão de CD digital, o chamado “Livro Amarelo”. Os discos criados a partir dele, capazes de armazenar, além de dados de áudio, também dados de texto e gráficos, foram chamados de CD-DA (CD-Digital Audio). O cabeçalho CD-DA contém informações que permitem determinar o tipo de dados gravados. A norma, porém, não regulamentou formatos lógicos e de gravação de arquivos. A escolha deles foi totalmente confiada às empresas fabricantes. Como resultado, um CD que atendesse aos requisitos do Livro Amarelo muitas vezes só poderia ser lido pelo dispositivo do modelo ao qual se destinava. Esta situação, especialmente em relação ao grande sucesso comercial do CD, é claro, não satisfazia ninguém. No interesse comum, era urgente encontrar um compromisso. O segundo padrão de fato para CDs digitais foi HSG ou simplesmente High Sierra. Observemos um detalhe interessante: leva o nome de um hotel e cassino de uma das cidades da Califórnia, onde os principais fabricantes de CDs se reuniam para discutir seus problemas. Este documento era de natureza consultiva e foi proposto para garantir pelo menos alguma compatibilidade. Ele definiu formatos de arquivo lógicos e de CD. Infelizmente, nunca foi encontrada uma cor adequada para um livro com o padrão HSG. No entanto, revelou-se tão atraente que as principais disposições da norma internacional ISO 9660, adotada um pouco mais tarde, coincidiram com a HSG. ISO 9660 descreve o sistema de arquivos do CD-ROM. De acordo com o padrão de primeiro nível, ele se assemelha a um sistema MS DOS semelhante: os nomes dos arquivos podem conter até oito caracteres e ter uma extensão de três caracteres separados por um ponto. Caracteres especiais são proibidos em nomes (por exemplo, "~","-", "=", "+"), apenas letras latinas maiúsculas, números e sublinhados são usados. Cada arquivo possui um número de versão, que é separado da extensão pelo símbolo ";". Os nomes de diretório não podem ter extensões. É permitido aninhar até oito diretórios. O padrão ISO 9660 nível 32 permite nomes de arquivos de até XNUMX caracteres, sujeitos às restrições descritas acima. Os CDs criados de acordo com este padrão não são adequados para uso em vários sistemas operacionais, incluindo MS DOS. Antes de continuar com os padrões do CD, vejamos o conceito de sessão de gravação. A maioria dos CDs são classificados como Sessão Única, pois neles todos os dados são gravados em um ciclo tecnológico ou sessão de gravação. Porém, após o desenvolvimento de tecnologias apropriadas e discos especiais, tornou-se possível realizar sessões de gravação adicionais, acrescentando novas porções de dados às já existentes. Os CDs multisessão incluem os formatos de CD PhotoCD e CD-ROM XA (arquitetura estendida). A tecnologia PhotoCD foi proposta pela Eastman Kodak como meio de criar e visualizar fotografias digitais. Imagens de quaisquer slides e negativos de 35 mm podem ser gravadas digitalmente em um disco especial, uma por uma. Mas para ler as informações na íntegra, você precisa de uma unidade compatível com PhotoCD. Um usuário normal compatível com HSG ou ISO 9660 só poderá ler a gravação feita na primeira sessão, pois o VTOC no início da trilha de informações contém apenas informações sobre isso. O padrão CD-ROM XA é compatível com High Sierra e ISO 9660. No entanto, contém muito mais recursos. Primeiro, permite a gravação multisessão. Em segundo lugar, você pode armazenar dados gráficos, de texto e de som no mesmo disco, e os gráficos podem incluir imagens estáticas e animações, além de filmes em movimento. A principal característica do CD-ROM XA é a chamada intercalação de blocos de informações heterogêneas. Por exemplo, o primeiro quadro de vídeo pode ser seguido por seu áudio, após o qual o próximo quadro é localizado, etc. Isso promove a reprodução síncrona de som e imagem e reduz significativamente o volume necessário do buffer intermediário em comparação com aquele exigido com o arranjo usual de dados no disco. Outra característica do padrão XA é a compactação de dados de áudio, que permite gravar informações de áudio com duração de várias horas (em vez dos habituais 74 minutos) em um disco. Embora algoritmos de compressão para uma ampla variedade de dados sejam usados ativamente em muitas áreas da computação, essa vantagem do CD-ROM XA ainda não é amplamente utilizada. Outra tentativa da Sony e da Philips de regulamentar de forma abrangente não apenas os formatos lógicos e de arquivo, mas também o conteúdo dos próprios arquivos em CDs digitais resultou em um padrão conhecido como Livro Verde. Na verdade, esta é uma versão estendida do padrão CD-ROM XA. Unidades compatíveis com Green Book podem ler CD-DA, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I e Kodak PhotoCD [2]. O formato CD-I (Interativo), mencionado aqui pela primeira vez, merece uma descrição. Dispositivos de áudio e vídeo em tempo real com recursos avançados de processamento de texto e gráficos são considerados fontes de informações interativas para CD-I. Espera-se que programas de computador sejam amplamente utilizados para processar todos os tipos de dados. Em relação às informações e tarefas do sistema no formato CD-I, são determinados os possíveis tipos de dados e métodos de sua codificação, bem como a organização dos meios necessários de suporte aos sistemas de disco. Do ponto de vista técnico, o formato CD-I é baseado na tecnologia CD-ROM, mas para o consumidor aproxima-se do CD-DA. Em um disco você pode combinar faixas de gravações CD-DA e CD-I e usar equipamento de decodificação CD-DA em sistemas CD-I. Os discos em formato CD-I são mais frequentemente utilizados nas áreas de educação (ensino à distância e auto-estudo usando livros de referência, álbuns, livros “falados”), entretenimento (música com texto, notas, imagens, jogos), atividades de lazer (desenho e desenho, criação de filmes, animação em tempo real, escrita de poesia), turismo (mapas, dispositivos de navegação, informações sobre atrações), diagnóstico de doenças e muitos outros. O mais recente padrão de CD atualmente em vigor está contido no Orange Book. Na primeira parte falamos sobre dispositivos de armazenamento magneto-ópticos (CD-MO), que permitem apagar e reescrever informações. A segunda parte é dedicada às unidades do tipo WORM (Write Once Read Many) e CD-R (Recordable). Os dados só podem ser adicionados a esses dispositivos. Não é possível apagar uma gravação existente. Quase todas as unidades de CD vendidas atualmente atendem aos requisitos da segunda parte do "Livro Laranja" - elas podem ler CDs de todos os formatos descritos, inclusive os graváveis. Os padrões discutidos aplicam-se a CDs adequados para uso em computadores pessoais compatíveis com IBM. Claro, existem formatos projetados para outros sistemas, por exemplo, Macintosh HFS para computadores Apple Macintosh, mas não iremos abordá-los. A primeira parte do artigo considerou quase todos os formatos populares de armazenamento de dados em CD-ROM. Uma de suas características é a diferença na estrutura do sistema de arquivos do CD daquela adotada no MS DOS. Portanto, para acessar os dados gravados é necessário converter o seu formato. Para resolver esse problema, a Microsoft lançou um driver de software especial chamado Microsoft CD Extensions (MSCDEX.EXE). É muito comum, incluído no MS DOS e em quase todas as unidades de CD-ROM. Ao usar MSCDEX.EXE, o sistema operacional trata o CD como se fosse um disco magnético normal (exceto que os dados só podem ser lidos). Para carregar o driver, o arquivo Autoexec.bat deve conter um comando (escrito em uma linha) MSCDEX /D: nome [/D: nome2...] [/E] [/K] [/S] [/V] [/L:letra] [/M:número] Seus parâmetros (opcional - entre colchetes) especificam o seguinte: /D:nome [/D:nome2...] - nomes das unidades de CD - ROM instaladas no computador. Eles devem corresponder aos especificados em parâmetros semelhantes dos comandos no arquivo CONFIG.SYS que iniciam essas unidades. O nome padrão é MSCD001. /E – Permite que buffers de setor de disco sejam colocados na memória estendida, se disponível. /K - O MS DOS pode ler CDs usando a codificação do alfabeto Kanji japonês. /S - Permite o acesso ao CD-ROM da rede de computadores local. /V - Durante a inicialização, o MSCDEX exibirá estatísticas na tela. /L:letra - esta letra designará a unidade lógica correspondente à unidade de CD-ROM. Se não for especificado, o driver usará o primeiro gratuito. Por exemplo, em um sistema que já possui as unidades A, B e C, por padrão o CD-ROM se tornará a unidade D, e se o parâmetro /L:H estiver presente, então a unidade H. Se houver mais de uma unidade de CD , o restante receberá as próximas cartas desocupadas. /M:número - este é o número de buffers de setor de CD que o driver criará. Pode haver de dois a 30 (o padrão é 10) e cada um ocupará cerca de 2 KB de memória. Quanto mais buffers, maior será o desempenho do sistema. MSCDEX.EXE deve ser usado em conjunto com drivers de unidade de CD - ROM, descritos como dispositivos (DEVICE) no arquivo CONFIG.SYS. Esses drivers são especializados para cada modelo de drive, são fornecidos com eles e também possuem diversos parâmetros. Infelizmente, não é possível listar todas as opções [2]. INTERFACES A interface conecta a unidade de CD-ROM e o computador. São suas características que determinam a velocidade de interação entre esses dispositivos. Cada novo tipo de disco e drive que surge no mercado deve ter uma interface que permita a transferência de grandes quantidades de dados sem demora e com carga mínima de CPU. Muitas vezes, os fabricantes fornecem uma unidade de CD-ROM junto com um controlador que implementa a chamada interface proprietária. Geralmente está localizado na placa de som, à qual está conectado um CD-ROM adquirido como parte de um conjunto multimídia. Normalmente, esta é uma implementação simplificada de um dos padrões discutidos abaixo. Muito raramente (devido à baixa velocidade de transferência de dados) é utilizada a comunicação através de uma porta paralela destinada a uma impressora. Normalmente alguns modelos de drives externos são conectados a ele, pois não requer a abertura do computador. A porta é geralmente configurada para operar em um dos modos avançados: EPP (Enhanced Parallel Port) ou ECP (Extended Capabilities Port). Para conectar CD-ROMs a laptops, sua interface para conversores paralelos é frequentemente usada. Muitas unidades de CD - ROM são equipadas com uma interface IDE (também conhecida como AT - Bus, ATA), comum para discos rígidos magnéticos (discos rígidos). Sua peculiaridade é a implementação de funções de controlador no próprio drive, o que torna bastante simples a conexão a um computador. Há vários anos, a Western Digital desenvolveu o padrão EIDE - Enhanced IDE, que foi apoiado por cinco outras empresas líderes. Ele permite que você instale até quatro discos rígidos, unidades de CD-ROM ou unidades de fita em seu computador. A interface SCSI (pronuncia-se "skazi") é popular. É usado para conectar muitos dispositivos periféricos que requerem altas velocidades de transferência de dados. A velocidade normal para esta interface é de 2 a 4 MB/s. Fisicamente, o barramento SCSI é um cabo plano com conectores de 50 pinos. Você pode conectar até oito dispositivos periféricos a ele. O padrão fornece dois métodos de transmissão de sinais pelo barramento: modo comum e diferencial. Este último é caracterizado por maior imunidade ao ruído e permite aumentar sua duração. Para garantir a transmissão de sinal sem distorções, as cargas correspondentes devem ser conectadas às linhas do barramento em ambos os lados (um conjunto de resistores projetados para esse propósito é frequentemente chamado de terminador). Na versão 2 do SCSI, o rendimento é aumentado aumentando a frequência do clock e reduzindo os parâmetros críticos de temporização do barramento através do uso dos mais recentes circuitos integrados e cabos de alta qualidade. Existem versões melhoradas desta interface: “rápida” e “ampla” (Wide). Este último fornece 24 linhas de comunicação adicionais e os dispositivos são conectados por outro cabo (68 fios). Para unidades de CD-ROM, o SCSI-2 “largo” praticamente não é usado [5]. A interface de software do adaptador SCSI principal (host) instalado em um computador é definida pelo padrão ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), desenvolvido pela Adaptec, fabricante líder de tais dispositivos. Os módulos de software deste padrão se encaixam facilmente. O principal é o gerenciador de host. Drivers de dispositivo estão associados a ele. Se um driver compatível com ASPI for fornecido com uma unidade de CD-ROM que possua uma interface SCSI, ele funcionará com todos os adaptadores host (placas de interface) fabricados pela Adaptec e pela maioria das outras empresas. CD GRAVÁVEL Já dissemos mais de uma vez que a tecnologia está se desenvolvendo muito rapidamente e o que ontem era novo é hoje algo familiar e amanhã é um arcaísmo sem esperança. Vejamos algumas áreas promissoras para o desenvolvimento de CDs. Os CDs graváveis, já populares hoje, continuam a se difundir. Eles não se destinam à replicação em massa de programas e outras informações, mas sim a registros únicos ou à realização de um pequeno número de cópias. O CD-R (gravável) cumpre integralmente os requisitos da segunda parte do Orange Book. A maioria dos dispositivos de gravação suporta o modo multisessão. A estrutura do CD - R é mostrada na Fig. 3. É composto por várias camadas: policarbonato portante 1, orgânico 2, em que o feixe de laser “queima” a informação, reflexivo (ouro) 3 e protetor 4 de verniz resistente a influências externas, no qual está a etiqueta. impresso [6].
Vários tipos fundamentalmente diferentes de camada orgânica são usados. É feito de materiais de composição química muito complexa. Durante a gravação do CD-R, pequenas áreas 5 da camada orgânica, sob a influência de um poderoso feixe de laser focalizado, aquecem e alteram as propriedades ópticas (começam a espalhar a luz). Em áreas não aquecidas, a camada permanece transparente e, durante a leitura dos dados, transmite a luz do laser 6. Esta atinge a camada reflexiva de ouro e, retornando, atinge o prisma divisor de feixe e, em seguida, o sensor fotossensível. O coeficiente de reflexão da luz do ouro, maior que o do alumínio, compensa a perda de energia do feixe de leitura na camada orgânica. Embora os métodos de gravação de informações em CDs normais e regraváveis sejam diferentes, o resultado é o mesmo - uma sequência de áreas refletivas e não refletivas que podem ser lidas por qualquer unidade de CD-ROM. Ressalta-se que o CD-R apresenta algumas vantagens em relação aos discos WORM semelhantes, que possuem grande capacidade (frente e verso - até 1,2 GB), mas devido ao seu custo altíssimo não são amplamente utilizados [4]. NOVO PADRÃO: TECNOLOGIA DVD O último tipo de disco óptico que abordaremos neste artigo é o DVD. Hoje este é o padrão mais novo e promissor. Assim como os CDs substituíram lentamente os LPs de vinil, os DVDs substituirão gradualmente os CD-ROMs no futuro [6]. Inicialmente, a abreviatura DVD foi decifrada como Digital Video Disk, depois Digital Versatile Disk, e hoje não é descriptografada de forma alguma. Esta tecnologia está em desenvolvimento há muito tempo, mas finalmente atingiu o ponto em que a adoção generalizada se seguirá. Em particular, na maior exposição de informática russa Comtek'98, vários discos de vídeo feitos com tecnologia DVD foram demonstrados [7].
Externamente, um DVD se assemelha a um CD normal, mas pode armazenar sete vezes mais informações (4,7 GB). Este valor é específico para um disco Single Layer Single Sided (SLSS). A capacidade de informação da dupla camada unilateral (DLSS) é de 8,5 GB, da camada única dupla face (SLDS) é de 9,4 GB e da dupla camada dupla face (DLDS) é de cerca de 17 GB, ou seja, 26 vezes mais do que um CD-ROM moderno. O disco DLDS (Fig. 4) consiste em dois substratos colados 1, cada um com 0,6 mm de espessura, com informações e camadas protetoras de vários micrômetros de espessura aplicadas a eles. Para ler os dados de cada uma das camadas de informação, o feixe de laser 4 é direcionado para uma delas: a camada superficial translúcida 2 ou a camada reflexiva profunda 3. O diodo laser do dispositivo de leitura não opera na faixa infravermelha característica dos CDs (comprimento de onda 780 nm), mas emite luz vermelha com ondas de comprimento de onda de 650 e 635 nm, o que permitiu reduzir o tamanho do pit (área ocupada na superfície de trabalho do disco por uma unidade de informação) em quase metade e, consequentemente, reduzir a distância entre as faixas de gravação. O aumento da demanda pela precisão do foco forçou o uso de lentes com abertura maior. A alta densidade de gravação exigiu codificação de dados resistente a erros (EFM Plus 8/16) e o uso de um sistema confiável para correção de erros de leitura (códigos Reed-Solomon) [8]. Existem cinco subpadrões de DVD (livros): A - DVD - ROM, B - DVD - Vídeo, C - DVD - Áudio, D - DVD - WO, E - DVD - RAM. Não é difícil adivinhar o conteúdo de cada um dos livros. Os DVD-ROMs substituirão os CDs digitais de computador que usamos hoje. A gravação de imagens em movimento em DVD-Vídeo em formato de tela inteira substituirá inevitavelmente as fitas de vídeo domésticas por fitas magnéticas. DVD - Áudio - substituto dos CDs de áudio atuais. DVD - WO (Write Once) é semelhante ao CD - R gravável. Grandes esperanças são colocadas no DVD - RAM tecnologicamente mais sofisticado. Num futuro distante (ou não) substituirão o CD - RW (Regravável - regravável) ou o CD - E (Apagável), cujos protótipos estão apenas começando a aparecer no mercado. Prevê-se que cada um dos subpadrões listados tenha as perspectivas mais promissoras. Mas você só poderá realmente apreciar seus méritos depois de vê-los em ação. Por enquanto, os consumidores devem ficar impressionados com o volume declarado de informações contidas nos DVDs. Literatura
Autores: A. Denisenko, A. Balabanov, Nizhny Novgorod
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