(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Ещё об уходящих технологиях

Рубрика: (Как рождались технологии, Компьютер на рабочем столе) | Автор: moderator | Дата: 18-06-2014

Метки: , , , , ,

В одном моём компьютере есть диск DVD-ROM. Во втором — тоже есть. Но это последние компьютеры, оснащённые такими древностями. Все машины, выпущенные после моих компьютеров, дисководов не содержат. Точнее, не содержат нужные, правильные машины. У дешёвых моделей ситуация иная, хотя и на них тоже дисководы передают привет. Уходит ещё одна технология. Причем безвозвратно, как уходили в своё время дисководы гибких дисков. Но там хотя бы оставались наследники технологии — накопители на флеш-памяти. А здесь-то что? Тоже флеш-память?

Дело в том, что дисководы DVD-ROM, CD-ROM и их клоны не обеспечивали главного — целостности архива. Даже на исправном дисководе записать и сохранить диск означало две различные функции. Записать было можно. Сохранить — вот проблема. Только что записанные диски читались хорошо. Но стоило этому диску полежать, скажем, пару лет, как читаемость его снижалась. И со временем диск не читался вовсе.

Эти проблемы были свойственны всем дискам DVD (или CD), записанными на встроенных дисководах. Иногда ситуация улучшалась — когда дисковод был выпущен хорошей компанией. Иногда, наоборот, ухудшалась. Но, в общем, всё было ясно. Дисководы пришлось убирать из компьютеров. И что самое удивительное, это произошло именно тогда, когда они научились хорошо записывать диски. Но ситуация уже изменилась. Интернет стал слишком быстродействующим. Появились облачные хранилища. Короче, дисководам CD и DVD всех инкарнаций в компьютерах места не нашлось. И начался великий исход. Компьютеры стали лишаться этих дисководов.

Не сказать, что эта история сильно повлияла на компьютеры. Она не повлияла на них ровным счётом никак. Дистрибутивы программ довольно легко перешли в Интернет. А остальное хранить на дисках было неразумно. Зачем, если есть облачные хранилища? И вообще, что за ерунда такая с личными базами данных — хранить приходится то, к чему доступа и так нет? Короче, всё изменилось. И постепенно, примерно за три или четыре года, дисководы ушли с массовых компьютеров, дав дорогу современным накопителям — точнее, их образам, поскольку истинных накопителей так и не появилось. Свою службу начали облачные хранилища — мощные, всеохватные, но не такие быстродействующие, как дисководы оптических дисков. Добавим — пока не такие быстродействующие.

И тут сказалась ещё одна подробность. Быстродействие облачных хранилищ, какими бы медлительными они ни были, оказалось не так важно, как считалось ранее. То есть нам в принципе всё равно — записывается порция информации в течение часа или двух. Время всё равно значительное, поэтому и экономить особенно не на чем. Но при записи коротких участков информации — несколько десятков битов или минута-другая — экономия оказывается совершенно несущественной. Нас беспокоит больше приватный доступ, чем быстродействие облака. При этом  повторяю, что быстродействие оказывается во главе угла. Это действительно существенная характеристика. Просто не настолько существенная, чтобы определять технологию.

Эта поправка была предсказана великими компьютерными гуру — изобретателями технологий. И если вспомнить первые попытки подключения облаков, то окажется, что они были неудачными. Первые облака были медленными, плохо подстраивались под пользовательские нужды и не предоставляли увеличения пространства. Потом дело сдвинулось с мертвой точки. И ситуация сразу изменилась. Появилось второе, потом третье облако. Потом десятое и двадцатое. Появилась конкуренция между ними. Одни службы тут же вышли в тираж, другие обрели мощь и стали стремительно развиваться. Всё это было в недавнем прошлом. Но нас интересует другое.

Нас интересует — сможет ли наша машина справиться хотя бы с системой резервного сохранения, не говоря уже о модернизации программ, о пополнении фонотеки и так далее. Если нет оптического диска, то на чем же вести архивы?

Вопрос не так сложен, как кажется на первый взгляд. Давно ли мы пользовались оптическими дисками? Я на первой машине — лишь однажды, устанавливая первую операционную систему. На втором компьютере, который появился на год позже первого, установка операционки прошла без применения дисковода. И вообще, на этой машине дисковод применялся… нет, он не применялся. Два с половиной года машине. И дисковод ей не нужен вовсе.

Здесь есть ещё одна причина отказа от дисководов. Система резервного сохранения задействована на внешний винт. Этот портативный внешний дисковод, конечно, тоже компромисс. Но он задействует не диски малого размера, не с трудом читаемые носители. Он задействует 2-терабайтный диск высокого быстродействия. И этим всё заканчивается. Архивы — те, что приходится сохранять — я храню на нём же. И вся эта история занимает менее половины дискового пространства (иногда чуть более половины, что при 2-терабайтном накопителе сущая ерунда). Зачем мне DVD-ROM? Что я смогу сохранить на нём (хотя до определённого момента вёл на оптических дисках системные архивы)?

Встроенные дисководы на компьютерах можно заменить съемными модулями с аккумуляторами. Или твердотельными дисководами SSD. Или обычными винчестерами. Чем угодно можно заменить — если подойти к делу серьёзно. Но мне эта серьёзность кажется излишней. И пока дисководы в машинах есть, пусть они и остаются. Мало ли — вдруг захочется что-то записать? Именно — захочется, ибо записывать что-то уже давно нет потребности. И я просто держу эти дисководы в качестве исправного, но бесполезного компьютерного дополнения. Есть и… ладно. Запас (даже совершенно невостребованный) кармана не оттягивает. И так далее.

На деле получается, что дисководы оптических дисков оказываются совершенно непригодными к практическому применению устройствами. Они увеличивают вес компьютеров и ухудшают его характеристики. Например, охлаждение — компьютер дольше остывает после долгого нагрева. Но эти ухудшения пока не сказываются на компьютере. Почти не сказываются, поэтому можно ничего не модернизировать, не выбрасывать и не заменять. Пусть остаётся, как есть.

Вот так и живем — подбивая итоги прямо во время работы. Дисководы устарели. Но они стоят в системе (занимая нужное место и не давая расположиться, скажем, новым аккумуляторам). И я держу под контролем эту историю, полагая, что в нужное время смогу с нею справится. Заменить (к примеру) дисковод нужным мне модулем. Или не заменять его вовсе — если к тому времени я созрею до замены всего компьютера новым. Здесь всё зависит от ситуации. Нужен будет новый компьютер — он появится. Нет, значит нет.

Главное, не терять из виду ещё одну устаревшую технологию. Диски DVD — вещь хорошая. Остаётся лишь оценить — насколько.

DVD — цифровой оптический носитель нового поколения

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 10-12-2013

Метки: , , , , ,

Технология DVD не имеет принципиальных отличий от технологии CD. Информация здесь записывается таким же способом – на информационной дорожке рабочего слоя формируются питы информации (вспомним, что единица информации, логический нуль или логическая единица двоичного цифрового кода – это бит, а физический носитель этой единицы, выступ или тёмное пятно на информационной дорожке диска – это пит), посредством которых на носитель записывается звук, видео или иная оцифрованная информация. Однако отличия всё-таки есть – в информационной ёмкости носителя. Диск DVD содержит в несколько раз больше информации, чем стандартный CD.

Вообще, технология DVD чрезвычайно любопытна. Она была задумана как универсальная технология для записи и воспроизведения любого типа информации. Это ясно из названия – Digital Versable Disk или цифровой универсальный диск. Чтобы понять отличия DVD, обратимся к технологии-прародительнице этого стандарта, к традиционному компакт-диску. При воспроизведении звука (или считывании любой оцифрованной информации) в дисководах CD в качестве источника света применяется миниатюрный лазер. В отличие от любых других источников света лазер излучает световые волны очень узкого диапазона колебаний, а потому не подвержен эффектам интерференции и дифракции. На момент изобретения лазерной технологии в распоряжении разработчиков были только полупроводниковые лазеры, которые излучали достаточно объёмный луч, который для надёжного считывания требовал широкой информационной дорожки. Но наука не стоит на месте – к середине 90-х годов были разработаны и выпущены лазеры (в дисководах применяются лазерные светодиоды, которые светятся при прохождении через них электрического тока) с очень узким лучом, который облегчал позиционирование считывающей головки над достаточно узкой информационной дорожкой. Разница в ширине дорожки CD и DVD позволяет увеличить информационную ёмкость оптического носителя в разы.

Но уплотнение информационной дорожки диска это только половина дела. Увеличить информационную ёмкость диска можно и другим способом, в частности, увеличив количество рабочих слоёв и, соответственно, количество информационных дорожек. Для этого считывающий дисковод оснащается считывающей головкой со сдвоенным излучающим лазером и двойной оптической системой. А диск DVD имеет две информационные дорожки, расположенные одна над другой. При этом верхняя дорожка полупрозрачна и не препятствует прохождению лазерного луча сквозь неё. При считывании информации с внутренней дорожки в работу включается второй лазер, луч которого сфокусирован именно на поверхности глубинного слоя. Применяются и более сложные в техническом плане схемы, когда один и тот же луч фокусируется оптикой считывающей головке на разных слоях диска. Но и это ещё не всё. Рабочих слоя может быть два, но не с одной, а сразу с двух сторон диска. Таким образом, общая информационная ёмкость диска DVD возрастает в четыре раза!

К сожалению, судьба технологии DVD оказалась драматичной. Если разработчики CD имели дело с чистым листом бумаги, поскольку были пионерами в области оптической записи информации, то к моменту разработки DVD (первая половина 90-х годов прошлого столетия) на этом рынке было огромное количество игроков. И каждый из них предлагал свой вариант универсального оптического диска. В результате сегодня существует несколько несовместимых между собой стандартов носителей DVD, для каждого из которых нужна соответствующая аппаратура записи и воспроизведения. Однако современные DVD плееры способны работать с абсолютным большинством самых распространённых форматов, поэтому большой проблемы с читаемостью дисков у нас не возникнет.

Теперь, собственно, о форматах. Прежде всего – базовый формат DVD. Этот стандарт подразумевает четыре разновидности дисков DVD, отличающихся общей ёмкостью. Это односторонний однослойный диск ёмкостью 4,7 гигабайта (сравните с 640 мегабайтами стандартного CD-ROM). Односторонний двухслойный диск емкостью 9,4 гигабайта. Двухсторонний однослойный диск емкостью 9,4 гигабайта. И двухсторонний двухслойный диск ёмкостью 17 гигабайт.

По назначению и способу записи диски DVD подразделяются на несколько типов. Диски DVD-RAM предназначены для использования в персональных компьютерах, записываются только в заводских условиях (штампуются, как диски CD-ROM) и соответствует любой из перечисленных разновидностей расположения информационных дорожек, описанных выше. Диски DVD-ROM могут быть воспроизведены только в компьютерных приводах DVD и с дисководами CD несовместимы.

Диски DVD-video используются в бытовой видеоаппаратуре – в наших плеерах DVD. Именно с этими дисками нам чаще всего и приходится иметь дело. Эти диски тоже предназначены только для чтения. Они бывают одно и двухсторонними, но однослойными. Двухслойные диски для записи фильмов не применяются, поскольку это усложняет конструкцию плеера, снижает совместимость дисков с подавляющим количеством бытовых устройств. Кроме того, двухслойные диски обладают избыточной информационной ёмкостью, которая для записи фильмов с многоканальным и многоязычным звуковым сопровождением и дополнительными (бонусными) опциями, вроде фотоальбомов, рекламных трейлеров (фрагментов фильмов), многоязычными титрами и так далее попросту не нужна. Вторая сторона диска используется для записи  второго фильма. Обычно диск с двумя фильмами стоит дешевле, чем два отдельных фильма. Правда, в этом случае на диске нет этикетки, а краткая информация о содержании диска отпечатана рядом с шильдиком диска – в центральной его части. Диски DVD-video могут работать в приводах DVD-ROM, превращая компьютер в видеоплеер.

Диски DVD-R и DVD+R предназначены для однократной записи. Это однослойные односторонние диски ёмкостью 4,7 гигабайта, которые могут быть прочитаны на любом современном DVD видеоплеере. Если вы решите заняться самостоятельной записью DVD на своём домашнем компьютере, то это именно тот формат, который вам нужен. Кроме того, выпускаются плееры с функцией записи видео на диски одного из перечисленных форматов. Устройства достаточно дорогие, но привлекательные. Само собой разумеется, что DVD-R и DVD+R совместимы с компьютерными дисководами этих же форматов и с приводами DVD-ROM.

Диски DVD-RW и DVD+RW предназначены для многократной записи (то есть перезаписи) информации на компьютерных дисководах соответствующих форматов. Это однослойные односторонние диски ёмкостью 4,7 гигабайта, которые могут быть прочитаны на любом бытовом плеере DVD и компьютерных дисководах DVD-ROM. Перезапись информации производится так же, как и в дисководах CD-RW (об этом чуть ниже).

Диски DVD-RAM также предназначены для многократной записи цифровой информации, но они несовместимы с бытовыми видеоплеерами и требуют специальных дисководов на персональных компьютерах. Эти диски несовместимы с обычными дисководами DVD-ROM, а потому находят ограниченное специальное применение.

Наконец, диски нового формата DVD-audio, предназначенные для записи звука с повышенной частотой дискретизации 48/96/192 килогерц (поддерживаются и традиционные для CD-audio частоты 44,1/88,2/176,4 килогерц) и разрядность в 16/20/24 бит. Диски этого формата призваны вытеснить традиционные компакт-диски, но пока мирно сосуществуют со звуковыми CD. Современные видеоплееры DVD совместимы с этим форматом (хотя при покупке нового проигрывателя лучше уточнить это в технических характеристиках системы).

Добавим, что нынешняя видеоаппаратура DVD относится ко второму поколению, то есть способно считывать информацию с дисков CD-ROM, CD-R и CD-RW. Аппаратура первого поколения с дисками CD-R и CD-RW была несовместима.

Как производится запись на перезаписываемые диски? Тут следует заметить, что технологии записи CD-R и DVD-R (равно как и DVD+R) схожи, так же схожи и технологии CD-RW и DVD-RW (и, опять же, DVD+RW). Различия только в плотности записи, в расположении и размерах информационной дорожки. А основные принципы одни и те же.

Начнём с дисков для однократной записи. Вместо алюминиевого рабочего слоя здесь применён слой из органического красителя (цианинового, фталоцианинового и их разновидностей). Считывающая головка дисковода дополнена записывающим лазером, излучение которого более интенсивно, чем у считывающего лазера. В момент записи в работу включается записывающий лазер, луч которого фокусируется на поверхности рабочего слоя. Поскольку световой поток имеет более высокую температуру, краситель плавится и мутнеет. Таким образом, формируются питы информации, а информационная дорожка представляет собой последовательность мутных (имеющих меньший коэффициент отражения) и неповреждённых участков красителя, которые соответствуют логическим единицам и логическим нулям двоичного кода. При считывании записанной информации детектор дисковода реагирует на изменение яркости отраженного от мутных и неповреждённых участков информационной дорожки.

В дисках для многократной записи применяется технология переменной фазы вещества информационной дорожки. В качестве материала рабочего слоя в дисках CD-RW и их разновидностей DVD используется аморфное вещество, которое находится в полужидком состоянии. Под воздействием лазерного луча оно переходит в твёрдое состояние (происходит смена фазы), имеющее более высокий коэффициент отражения. Так формируется информационная дорожка диска – в виде последовательности твердых (с высокой отражающей способностью) и жидких (с низкой отражающей способностью) участков аморфного вещества. При перезаписи информации лазер равномерно нагревает вещество информационной дорожки, переводя его в исходное состояние. Затем процесс записи может быть повторен.

Как видите, в технологиях оптической записи цифровой информации нет ничего сложного, хотя, не будем забывать, что это одно из последних великих изобретений двадцатого века. Впрочем, любое гениальное изобретение на первый взгляд кажется простым. В самом деле – кусочек пластмассы, а на нём видеофильм. Проще не бывает.

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru