|
DVD-ROM устройство и принцип работы
Введение.
Компьютерная техника всё больше находит своё применение в самых
разных отраслях деятельности человека, начиная от элементарных расчётов
кротчайшего пути из одной точки в другую и кончая сложнейшими
космическими вычислениями. Но возникает одна проблема: где хранить
собранную человеком за время его деятельности информацию. Очень важно,
чтобы эта информация была защищена. Проблема хранения данных успешно
решается такими фирмами-разработчиками, как SONY, PHILIPS и др. И
решение этой проблемы заключается в новейшем изобретении – DVD – в
принципе, это компакт диски, внешне ни чем не отличающиеся от обычных. В
данном реферате я опишу принцип действия этих чудо-компактов DVD. В
последствии эту работу можно использовать, как справочное пособие по DVD.
Мой реферат состоит из трёх частей: это вводной части, части, посвящённой
техническим характеристикам DVD и заключения. Для написания реферата я
использовал следующие материалы: Hard & Soft (журнал, подшивка за 1999
год), PC WEEK (журнал, подшивка за 1999 год), PC MAGAZINE (журнал), а
также техническая информация, полученная через электронные средства
INTERNET и BBS.
DVD-ROM
DVD - оптические диски, подобные CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых
устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео.
Пора и нам познакомиться с новинкой. 0 том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для
записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров, общеизвестно, да и наш журнал
рассказывал о сложностях вписывания произвольной информации в структуру диска,
соответствующего Красной книге. После нескольких лет обсуждения (и довольно жесткой
конкуренции) различных вариантов улучшенных оптических дисков, имевших звучные
названия, 15 сентября 1995 года между различными группами разработчиков было наконец
достигнуто принципиальное согласие о технических основах создания нового диска. 8
декабря 1995 крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройств
(Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric)
подписали окончательное соглашение, утвердив не только "тонкости" формата, но и название
новинки DVD (Digital Video Disk). HDCD (High Den city CD - диск высокой плотности
записи), MMCD (MultiMedia CD). SD (Super Density - сверхвысокой плотности). Впрочем,
споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения - даже название не
находит единогласной поддержки. В рядах основателей: весьма распространенной является
версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональ-
ный диск. Более того, экстремисты полагают, что DVD следует рассматривать просто как "но-
вое слово" в английском языке. И, возможно, они правы, если судьба новинки будет так ус-
пешна, как предвещают, и вызовет революцию не только в вычислительной технике, но и в
бытовой электронике. Отсутствие единого понимания технических, и юридических аспектов
нового изделия затрудняет не только подготовку производства, но и наш рассказ. Несмотря на
быстро расширяющийся круг участников лицензионных соглашений и начало выпуска пер-
вых устройств, прошедший в США 10-11 апреля 1996 года. Перевод не позволяет отразить
игру слов вокруг слова Versatile. Его второе значение - "многосторонний" - обыгрывает не
только функциональные возможности, но и технологические особенности новинки. Которая
может использовать до четырех однотипных "слоев", емкость каждого из которых более 4 ГБ.
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
"Первый DVD форум" также не дал окончательной редакции стандартов нового носителя ин-
формации. DVD - сколько, где и как начнем с технических характеристик. DVD может суще-
ствовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска
только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину
(1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина - это
плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух ча-
сов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на
диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких язы-
ках!) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее
отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое
уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи
при считывании дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают использовать также двух-
сторонний двухслойный диск. В этом случае его емкость составит 17 ГБ! Уже этой характери-
стики достаточно, чтобы представить себе воздействие, которое может оказать такой диск на
кино/видеоиндустрию. Недаром значительная часть споров и задержек с производством уст-
ройств DVD вызвана согласованием разнонаправленных способов защиты авторских прав.
Цифровые системы, как известно, сохраняют качество сигнала при копировании и уже не
служат препятствием для создания нелицензионных копий. Поэтому Ассоциация кинопроиз-
водителей Америки (МРАА - Motion Picture Association of America) совместно с Ассоциацией
производителей бытовой электроники (Consumer Electronics Manufacturer's Association) воз-
бужденно обсуждает возможности встраивания защиты от нелицензионного копирования не-
посредственно в устройства, а также законопроекты, связанные с защитой от копирования.
Предлагаются не только исключение возможности прямого копирования диска, но и более
серьезные меры, такие как модификация операционной системы с целью недопущения копи-
рования данных, считанных с DVD на другие носители (ожидается появление таких свойств в
Windows 98/2000). Радикальная мера - модификация архитектуры ПК с целью принципиаль-
ного исключения возможности попадания DVD-данных на системную шину, откуда они далее
могут быть скопированы. Ёмкости самого простого однослойного DVD достаточно для
воспроизведения более 2 часов видео телевизионного (студийного) качества, при этом коли-
чество информации на диске составляет 4,7 ГБ. Двухслойный диск хранит 8,5 ГБ! Рабочая
группа (Technical Working Group), представляющая интересы производителей компьютеров,
не остается в стороне, так как сужение функциональных возможностей устройств может
оказаться не безболезненным. Оставив для будущих историков подробное рассмотрение
юридических баталий, отметим только, что если кино/видеопроизводство примет DVD как
носитель, то, учитывая очень низкую стоимость экземпляра диска при многотиражном
выпуске, можно ожидать действительно революционных изменений в домашней электронике.
Как же достигается столь значительное увеличение объема информации на DVD диске? Для
ответа на этот вопрос сравним его со знакомым нам CD-ROM. Главное отличие, конечно, в
повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из
инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635
нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD). Достигается это
всё более чем двух кратным уплотнением дорожек и укорочением длины питов (отражающих
выступов/впадин), что и видно на рисунке 1. Модифицированная архитектура ПК направляет
данные с накопителя DVD на декодер, минуя системную шину. Изменилась не только
физическая плотность размещения информации на диске, но и способы ее представления.
Так, на смену способу модуляции 8/14 (EFM - eight to fourteen modulation) пришел способ,
называемый EFM+. Он отличается несколько иным алгоритмом преобразования и требует
ввода на границе следующих друг за другом 14-разрядных кодов не трех, а только двух
дополнительных битов, поддерживающих условие ограниченности размеров пита в диапазоне
от 3 до 11 битов, т. е. между двумя последовательными единицами после кодирования не
менее 2 и не более 10 нулей. Таким образом, из каждого байта получаем не 14+3=17, а
14+2=16 кодовых битов. Изменение метода модуляции - только одно из множества
форматных изменений, позволяющих в целом увеличить объем сохраняемых данных. Собст-
венно переход к EFM+ добавляет еще почти 6% к объему диска. Мощный механизм коррек-
ции ошибок RS-PC (Red Solomon Product Code) обещает быть очень устойчивым к возможным
ошибкам воспроизведения. Из неназванных еще характеристик отметим номинальную ско-
рость передачи данных - 1108 Кб/с, поддерживаемую при постоянной линейной скорости
(CLV - constant lineal velocity) 4 м/с. Не следует особо обольщаться - увеличивается на поря-
док также и объем данных, которых нам хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, рез-
кое уменьшение отдельных элементов на отражающей поверхности неизбежно приведет к
увеличению количества случайных сбоев при чтении.
Стандарты, форматы, файлы.
Пользователи, активно работающие с компакт-дисками, знают, насколько разнообразны и
трудно совместимы различные виды этих дисков. Ничего удивительного. Стандарты де-факто
на различные виды дисков принимались часто в конкурентной борьбе. С DVD все может
быть по-другому: это устройство представляется едва ли не единственным высокотехноло-
гичным техническим решением последних десятилетий, стандарты которого обсуждаются
столь значительной группой производителей (в альянс еще весной вошло более 10 крупней-
ших корпораций). Как и стандарты на CD, требования к DVD изложены в "книгах". Но, в от-
личие от уже знакомых нам "цветных книг", эти "упорядочены по алфавиту". В настоящий
момент обсуждаются пять книг - от "А" до "Е". Книга может содержать до трех частей. При
этом в первой части описываются физические спецификации, во второй - файловая система, а
в третей - приложения. Первые три книги определяют, соответственно, ROM, Video и Audio
DVD, используя одинаковый физический формат носителя, который изготавливается "штам-
повкой", и файловую систему. Файловая система этих стандартов переходная (UDF-Bridge).
Она обеспечивает комбинацию возможностей уже знакомой пользователям CD-ROM файло-
вой системы ISO-9660 и новой системы Universal Disk Format - UDF, разработанной Optical
Storage Technology Association (OSTA) и реализующей рекомендации ISO/IEC 13346. Два дру-
гих стандарта D и Е распространяются на записываемые DVD-R (recordable) или иначе DVD-
WO (write once) и перезаписываемые DVD-RAM, DVD-W (rewritable) или иначе DVD-E
(erasable) диски. Да-да! В отличие от CD, диски DVD рождаются сразу с возможностью запи-
си, и даже перезаписи информации. Однако эти стандарты наименее устоявшиеся, и поэтому
обсуждение их мы пока отложим, отметив только, что и для тех, и для других предполагается
формат файлов UDF. Особо следует сказать о совместимости уже существующими дисками.
Такая совместимость стандартами явно не требуется (по имеющимся у меня сведениям). Од-
нако подавляющее большинство производителей готовит устройства способные считывать
CD-ROM за счет использования специально сконструированной оптической головки, обла-
дающей возможностью перенастройки, или даже за счет установки дополнительного объекти-
ва. Во всех случаях можно полагать, что новые устройства смогут читать привычные нам
"старые" диски.
Заключение
Это несколько необычное заключение, так как оно не подводит итогов ни в развитии DVD
устройств (оно только начинается), ни в этой работе. Это всего лишь возможность отметить,
что история техники находится на "крутом повороте", и хотя мы можем только догадываться,
"что он нам несет" все же некоторые принципы постепенно проясняются. Так, например,
можно с уверенностью сказать, что 2000 год принесет массовые распространение цифрового
видео. В совокупности с быстро развивающимися компьютерными сетями это даст принципи-
ально новые возможности, может быть, более похожие не на переход от грампластинок к CD,
а на переход от рукописей к книгопечатанию. Цифровое видео с его естественными возмож-
ностями (начиная с по кадрового просмотра) не просто улучшает качество воспроизведения -
изменяет функциональные возможности восприятия. Сочетание огромного объема информа-
ции, которая может сохраняться на DVD, и высокопроизводительных систем обработки этой
информации по привычке называемых ПК, также может привести к резким изменениям и в
технике, и в мире. К сожалению, развитие никогда не походит на прямую магистраль. И в
альянсе DVD также имеются противоречия. В августе пресса неоднократно писала о том, что
из-за проблем защиты от копирования этот альянс может не дожить до своего "годичного"
юбилея. Тем не менее развитие DVD для нужд компьютерной индустрии уже не остановить, и
в будущем году мы, наверное, сможем если не встроить в свой компьютер новый привод то
хотя бы подержать в руках новый диск Мне это уже удалось (правда, придется признать, что в
ближайших окрестностях не нашлось привода, чтобы прочитать диск, который я держал в ру-
ках). Сегодня трудно найти человека, который интересуется компьютерными технологиями,
но при этом не слышал хоть что-нибудь о DVD. И все же давайте разберемся, что скрывается
за этой аббревиатурой. Начнем с того, как она расшифровывается. Если вы скажете, что это
Digital Video Disc, то будете правы лишь частично, поскольку изначально в нее вкладывался
именно этот смысл. Однако впоследствии, когда выяснилось, что данная технология просто-
напросто перерастает понятие "видео", было предложено другое толкование - Digital Versatile
Disc, т. с. цифровой универсальный, многофункциональный диск. Понятие DVD, действи-
тельно разрослось подобно библейскому Голиафу. Итак, что такое DVD? Это - носители ин-
формации. которые имеют такие же размеры, как и используемые в настоящее время компакт-
диски, но обладают поистине гигантской емкостью от 4,7 до 17 GB, в зависимости от форма-
та. Последнее значение почти в 25 раз больше максимальной емкости компакт-дисков, со-
ставляющей 682 MB, и всего несколько лет назад казалось немыслимым. Однако опять же,
подобно Голиафу, технология DVD имеет уязвимые места. Например, прошедшим летом на-
чало массового производства цифровых видеодисков было отложено из-за разногласий, свя-
занных со стандартами и средствами защиты от копирования. В результате, цифровым видео-
дискам придется конкурировать с перезаписываемыми дисками CD-Erasable (CD-E), которые
также дебютируют в нынешнем году, и не исключено, что многие пользователи предпочтут
их дискам DVD-ROM, обеспечивающим только чтение информации (перезаписываемые дис-
ки DVD-RAM очень дороги и подешевеют лишь через несколько лет). Тем не менее, потреб-
ность пользователей в устройствах хранения информации емкостью в несколько гигабайт,
скорее всего, перевесит, поэтому с большой вероятностью можно утверждать, что успех тех-
нологиям DVD-ROM, DVD-Recot-dable (DVD-R) и DVD-RAM гарантирован. Дополнительная
память никогда не помешает. Несколько мегабайт памяти для мультимедиа-приложений - все-
го лишь "разминка", к тому же все больше компаний поставляют документы. базы данных и
различное ПО на дисках CD-ROM. Обеспечиваемая технологией DVD-ROM высокая плот-
ность записи позволяет уместить на одном цифровом видеодиске данные, занимающие не-
сколько дисков CD-ROM. Кроме того, она обеспечивает высокую производительность. У дис-
ководов DVD-ROM (которые продаются по цене S500-600) она будет примерно равна произ-
водительности привода 9х CD-ROM. При этом, благодаря большой емкости дисков DVD, от-
падает необходимость в смене дисков. Например, популярный в США электронный телефон-
ный справочник PhoneDisc PowerFinder USA, содержащий 112 млн. телефонных номеров, ис-
пользует шесть дисков CD-ROM, и даже при наличии устройства для их смены своппинг про-
исходит довольно медленно. В июне позапрошлого года вышла новая версия этого продукта
на диске DVD; который целиком вмешает всю упомянутую базу данных размером 3,7 GB.
причем еще и остается свободное место. Новая технология наверняка придется по душе и раз-
работчикам мультимедиа-приложений, ведь для размещения всей входящей в приложения
реалистичной графики, видеоклипов и стереофонических звуковых фрагментов одного диска
CD-ROM уже недостаточно. В то же время, например, разработанная компанией Sierra игра
Phantasmagoria, занимающая семь дисков CD-ROM, легко умещается на одном DVD-ROM. На
разработку стандарта DVD оказывает влияние не только компьютерная индустрия, но и Гол-
ливуд, крупнейшие киностудии заинтересованы в замене дисками DVD видеокассет VHS.
Производство таких дисков обходится значительно, они обеспечивают видео высокого каче-
ства, меньшее по размеру, не требуют обратной перемотки, и наконец, на них можно разме-
шать звуковое сопровождение и субтитры на нескольких языках. Например, фильм, записан-
ный на диске DVD, может иметь до восьми звуковых дорожек (и, соответственно, озвучивать-
ся на восьми языках), плюс к этому - до 32 разных субтитров. Действительно, высокая плот-
ность записи позволяет обеспечить большую скорость воспроизведения (sampling rate) и
большее время звучания. Таким образом, диски DVD могут превзойти обычные компакт-
диски по таким показателям, как удобство я качество воспроизведения. Чтобы обеспечить ус-
пех повой технологии, ведущие компании в компьютерной индустрии и индустрии развлече-
ний в настоящее время заняты разработкой всемирных стандартов для нее. Конечно, для ра-
боты с дисками DVD существующее оборудование уже не подойдет - требуются новые дис-
ководы DVD-ROM, позволяющие считывать информацию с дисков DVD различных форма-
тов. Возможно также, что эти дисководы будут поддерживать средства, которые еще находят-
ся в стадии разработки и найдут применение в будущем, такие как диски DVD-R с возможно-
стью однократной записи и перезаписываемые диски DVD-RAM. Хотя стандартом DVD и не
предусмотрены возможности обратной совместимости, пользователи только выиграли бы, ес-
ли бы дисководы DVD-ROM обеспечивали чтение информации с CD-ROM. То же самое мож-
но сказать о видео и аудиоплейерах DVD, рассчитанных на широкий круг потребителей.
Крайне желательно, чтобы с их помощью можно было прослушивать звуковые компакт-
диски, а по возможности - и диски других форматов, таких как CD Interactive (CD-I) и CD
Video. Можно даже помечтать о гибридном устройстве, реализующем в разных своих "слоях"
компакт-диск и DVD. Однако, несмотря на большую емкость и возможность использования
множества различных форматов, продвижение технологии DVD на потребительском рынке
связано с некоторыми трудностями. Прежде чем она завоюет популярность, записывающие
студни должны выпустить достаточное количество видеопродукции на ее основе - только в
этом случае плейеры DVD станут ценным приобретением. Чтобы уместить на диске фильм
(или что-нибудь еще) продолжительностью два часа, он должен быть построен на основе
стандарта MPEG-2. обеспечивающего компрессию информации в режиме реального времени.
И даже если вы планируете использовать диски DVD исключительно для хранения корпора-
тивных данных или проведения презентаций, ситуация на потребительском рынке все равно
очень важна для вас, поскольку именно она определяет цены на эти диски: при отсутствии
массового производства цена будет оставаться на достаточно высоком уровне. Самое удиви-
тельное в стандарте DVD то, что ими предусмотрено больше дюжины физических форматов,
хотя наверняка только несколько из них приобретут широкую популярность. К счастью,
большинство дисководов DVD автоматически будет распознавать все форматы, поэтому ис-
пользование дисков DVD, так же как и компакт-дисков, не вызовет никаких затруднений.
Большое количество поддерживаемых форматов - это значительный шаг вперед по сравнению
с компакт-дисками, которые являются односторонними и обеспечивают одну и ту же плот-
ность записи. Емкость же их определяется тем, насколько близко подходит содержащая дан-
ные спиральная дорожка к краю диска. Большинство компакт-дисков имеет емкость 553 MB.
однако она может достигать и 632 MB за счет использования пространства, близкого к краю
диска. Правда, это довольно рискованно, поскольку внешние области диска восприимчивы к
дефектам, а некоторые дисководы плохо считывают информацию с дальних дорожек. Для
достижения высокой плотности записи в дисках DVD используются четыре метода. Первые
два основываются на более совершенной технике производства дисков и применении лазеров
с меньшей длиной волны. Компакт-диски и DVD хранят данные в форме микроскопических
углублений, обозначающих двоичные нули и единицы. В компакт-дисках минимальная длина
углубления составляет 0.834 мкм, а в DVD - 0,4 мкм. Это позволяет при производстве дисков
размещать выемки более компактно. Кроме того, содержащая данные спиральная дорожка в
дисках DVD имеет шаг 0,74 мкм, а в компакт-дисках он достигает 1,6 мкм. Для считывания
информации с DVD используется красный лазер с длиной волны от 635 до 650 нм. Дисководы
же CD-ROM оснащены инфракрасным лазером с длиной волны 780 нм. Реализованные в дис-
ководах DVD диоды на основе красного лазера аналогичны диодам, широко используемых в
устройствах для считывания штрихового кода. Уменьшение размеров углублений и шага спи-
ральной дорожки способствовало увеличению емкости дисков почти в семь раз: от 632 MB в
компакт-дисках до 4 GB в DVD. Памятуя о постоянно возрастающих требованиях к устройст-
вам массовой памяти, компании-разработчики DVD (среди которых особо следует выделить
Philips, Sony, Toshiba и Matsushita) пошли еще дальше: они предлагают двухслойные и двух-
сторонние диски. Наиболее впечатляющей технологией является использование для записи
информации двух слоев. Традиционно все компакт-диски и DVD состоят из одного слоя от-
ражающего материала (обычно это алюминий), на который нанесена содержащая упоминав-
шиеся выше углубления углеродная пленка (polycarbonate substrate). Луч лазера отражается от
этого слоя и попадает на фотодетектор. В двухслойных же дисках DVD поверх отражающего
слоя нанесен полупрозрачный слой и разные лазеры в дисководах DVD обеспечивают считы-
вание информации с каждого из этих слоев. Такой подход позволяет увеличить емкость диска
почти в два раза: отражающий слой обеспечивает 4 GB. а полупрозрачный - 3.8 GB Механизм
считывания информации в устройстве DVD (емкость меньше из-за более низкой отражающей
способности данного слоя). Таким образом, полная емкость диска составляет 8,5 GB, а не 9,4
GB. Однако если и этого недостаточно, можно хранить данные на обеих сторонах диска.
Двухсторонние диски состоят из двух углеродных пленок для хранения данных, находящихся
по обеим сторонам отражающего слоя, поверх которых может быть нанесено еще и по полу-
прозрачному слою. Возможна также ситуация, когда одна сторона содержит один, а другая -
два отражающих слоя. Таким образом, емкость двухсторонних DVD может достигать от 9,4
до 17 GB. Правда, такие диски имеют и некоторые недостатки. В то время, как метки на
обычных дисках непрозрачны для луча лазера, двухсторонние диски DVD требуют использо-
вания специальных голографических меток. Кроме того, двухсторонние диски DVD более
чувствительны к повреждениям поверхности, поскольку в них как углеродная пленка, так и
отражающие слои тоньше. Теперь, когда имеется возможность использования одно- и двух-
сторонних, а также одно- и двухслойных дисков, возникает необходимость по крайней мере в
пяти физических форматах. Но и это еще не все. Появился диск в формате DVD-R. Идейно
они подобны CD-R - это диски с однократной возможностью записи, в которых вместо угле-
родной пленки используется слой органического красителя. Запись производится путем вы-
жигания отверстий в этом слое. Правда, из-за некоторых ограничений, связанных с примене-
нием красителя, емкость односторонних дисков DVD-R меньше, чем DVD-ROM (около 4 GB
по сравнению с 4,7 GB). Кроме того, подобная технология не подходит для создания двух-
слойных дисков. В DVD-RAM для обеспечения возможности многократной перезаписи ис-
пользуется материал, в котором одновременно могут сосуществовать две фазы (rewritable
phase-change material). Емкость этих дисков будет еще меньше, чем DVD-R - примерно 2,6 GB
в расчете на одну сторону. Как утверждает Арьен Боумен (Arjen Bouwman), директор по мар-
кетингу DVD компании Philips, возможность создания двухслойных дисков DVD-RAM суще-
ствует, однако первые такие диски все же будут однослойными. Кроме дисков диаметром 120
мм, стандартом DVD также предусмотрена перспектива изготовления дисков и диаметром 80
мм. Несмотря на то, что их емкость почти на 70% меньше. они могут найти широкое приме-
нение в мобильных системах. Как и свои 120-миллиметровые собратья, они могут быть одно-
или двухсторонними; одно- или двухслойными, с возможностью однократной записи или пе-
резаписываемыми. Интересно также отметить, что сейчас обсуждается возможность создания
дисководов DVD, обеспечивающих чтение информации с постоянной угловой скоростью и
постоянной линейной скоростью. В настоящее время стандартами на компакт-диски и DVD
для поддержания постоянной скорости побитового считывания информации предусмотрены
дисководы с постоянной линейной скоростью. В них скорость вращения диска по мере пере-
хода к внутренним (более коротким) дорожкам постепенно увеличивается. В то же время в
дисководах с постоянной угловой скоростью линейная скорость элемента диска зависит от
того, на каком расстоянии от центра он находится. Поэтому при перемещении к внутренним
дорожкам скорость побитового считывания информации будет уменьшаться, однако скорость
доступа при этом увеличится, поскольку диск не надо будет разгонять или тормозить при пе-
реключении с одной дорожки на другую. Это выгодно при работе с приложениями, интенсив-
но обращающимися к диску, например с базами данных. Еще одним предполагаемым форма-
том является гибрид СD/DVD. В этом диске полупрозрачный слой DVD может быть разме-
щен поверх полностью отражающего слоя CD. Более тонкий слой DVD (толщиной 0,6 мм)
будет практически прозрачным для существующих дисководов CD-ROM и CD-плейеров, ин-
фракрасные лазеры которых обеспечат считывание информации с внутреннего слоя CD тол-
щиной 1,2 мм. Такой гибридный диск может использоваться в дисководах обоих типов. Срав-
нение DVD и CD: углубления меньше, а дорожки плотнее Возможно даже создание универ-
сальных дисководов CD/DVD, хотя это и не предусмотрено стандартом DVD. Вместо того,
чтобы использовать при этом два лазера (красный и инфракрасный), компания Mitsubishi
предлагает помещать на пути лазерного луча две различные линзы, изменяющие длину волны
излучения от 635 до 780 нм. Еще одно оригинальное решение предлагает компания
Matsushita. Идея его заключается в том, чтобы пропускать луч лазера через несферическую
линзу из прессо-вогнутого стекла (aspheric molded-glass lens), на поверхность которой нанесе-
на специфическая голографическая картина. Благодаря явлению дифракции длина волны из-
лучения изменяется в зависимости от того, с какого диска - CD или DVD - считывается ин-
формация (по-видимому, в обоих случаях используются явления нелинейной оптики, по
сколько только они позволяют изменять длину волны излучения). Возникает вопрос: откуда
взялось столько форматов DVD? Оказывается, это результат "войны" между двумя группами
производителей, каждая из которых стремится установить свой стандарт DVD. Члены первой
группы, возглавляемой Sony и Philips, отдают предпочтение односторонним двухслойным
дискам. Другая же группа под эгидой Toshiba и Time Wamer продвигает двухсторонние диски.
Памятуя о последствиях развернувшегося в 80-х годах соперничества между стандартами
Betamax и VHS, в компьютерной и киноиндустрии решили пойти на компромисс. В результа-
те, в основу стандарта DVD были положены оба упомянутых подхода. Так, если вы внима-
тельно изучите строение одностороннего DVD, то наверняка обратите внимание на то, что он,
как и двухсторонний диск, содержит две углеродные пленки, разделенные слоем отражающе-
го материала, при этом одна из них совершенно не используется. Это является результатом
того, что альянс Toshiba-Time Wamer отстаивал двухсторонние диски, требующие скрепления
пленок. Толщина одной пленки равна 0,6 мм, а толщина двух скрепленных пленок - соответ-
ственно 1,2 мм. Использовать же единую пленку толщиной 1,2 мм невозможно из-за того, что
лазер рассчитан на чтение данных "на глубине" именно 0,6 мм. Таким образом, односторон-
ний диск должен иметь две пленки толщиной 0,6 мм каждая, хотя только одна из них является
полезной. Что же касается Sony и Philips, то свою позицию они подкрепляли следующими ар-
гументами: во-первых, производство дисков со скрепленными пленками обходится дороже,
во-вторых, при использовании двухсторонних дисков их приходится переворачивать вруч-
ную. Конечно, можно для каждой стороны приспособить отдельный лазер, но это почти в два
раза увеличило бы стоимость и сложность дисковода DVD. Более того, в этом случае размеры
его будут настолько велики, что он вряд ли поместится в стандартном гнезде дисковода. В то
же время представители Toshiba и Time Warner утверждают, что технология скрепления пле-
нок вполне законченная (она уже применяется несколько лет при производстве 12-дюймовых
лазерных видеодисков) и что двухсторонние диски DVD имеют большую емкость. В конеч-
ном счете, последний аргумент является решающим. К счастью, обе стороны выработали со-
гласие по поводу логического формата. До настоящего момента речь шла о физических фор-
матах, т. е. о физических методах хранения данных на диске. В то же время логический фор-
мат определяет структуру файлов на диске. Все диски DVD будут соответствовать стандарту
Universal Disk Format (UDF), являющееся частью определяющего методы обмена данными
стандарта ISO-13346. Стандарт UDF облегчает создание дисков, которые могут использо-
ваться при работе с несколькими операционными системами, включая DOS, Windows, OS/2,
MacOS и UNIX. Когда у этих ОС будет поддержка UDF (с помощью новых драйверов или
расширений), они смогут распознавать любой диск DVD. Фактически UDF "абстрагирует" та-
кие специфические особенности операционных систем, как соглашения о именах файлов, по-
байтовая структура (byte ordering). Конечно, исполняемые программы будут работать только
под управлением какой-то одной ОС однако данные можно переносить с одной платформ) на
другую. Следует отметить, что даже если поначалу поддержка стандарта UDF будет обеспе-
чена не на всех операционных системах, первые диски DVD-ROM могли бы стать своеобраз-
ным переходным звеном, так как на них можно размешать относящиеся к одним и тем же
данным файловые структуры UDF и ISO-9660 (стандарт для дисков CD-ROM). В то же время
видеоплееры DVD смогут распознавать только диски, соответствующие специальному "под-
стандарту" UDF, а именно Micro UDF. По сути, это тот же UDF, но им предусмотрено, что
видеоплееры ищут нужные файлы в сигнальном каталоге. Это позволяет разработчикам раз-
мещать на одном диске как видео, для просмотра которого необходима обыкновенная 6ытовая
видеотека, так и данные для компьютеров, для чтения которых требуется дисковод DVD-
ROM. Например, компания Walt Disney могла бы поставлять мультфильм "The Hunchback or
Noire Dame" и компьютерную игру на его основе па одном диске. Как видим, обладающий
столь широким набором возможностей диск DVD - цифровой универсальный диск - заслужи-
вает своего названия. Однако мы уже знаем, что за каждым преимуществом скрываются и от-
рицательные стороны. Действительно, диски DVD планируются к использованию во многих
областях, но удастся ли производителям разработать дисководы со столь же гибкими возмож-
ностями? Обеспечение полной совместимости всех физических форматов устройств DVD - не
такая уж тривиальная задача, к тому же большинству пользователей необходима обратная со-
вместимость с компакт-дисками. В общем, разработчикам есть над чем задуматься. Но если
производителям удастся выполнить спои обещания, устройства DVD станут оптимальными
для тех пользователей и разработчиков, которые стремятся вместо мегабайтов получить гига-
байты.
2
| |
