35

Лабораторная работа №7 запись и копирование оптических дисков cd, dvd, Blu-Ray

1. Цель и задачи работы

Изучение методов создания массивов данных на оптических дисках типа CD и DVD с целью приобретения навыков грамотной эксплуатации архивной памяти вычислительных систем.

2. Основные теоретические сведения

2.1. История создания оптических дисков

Оптические носители информации прочно вошли в современную информатику. На сегодняшний день они обеспечивают наиболее дешевый, достаточно надежный и удобный способ хранения больших объемов информации: видео- и аудиозаписей, фотографий, компьютерных программ и данных.

Компакт-диск (Compact Disc, CD) – это оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью луча лазера. На поверхности диска нанесена спиральная дорожка, микроскопические участки которой по-разному отражают направленный на них лазерный луч. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения звуковой информации, однако в настоящее время очень широко используется как устройство хранения данных широкого назначения.

Компакт-диск был создан в 1979 г. совместно компаниями Philips (Нидерланды) и Sony (Япония). На Philips разработали общий процесс производства, а Sony использовала собственный метод записи PCM – Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 г. на заводе в ФРГ началось массовое производство компакт-дисков. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли фирмы Microsoft и Apple Computer.

Впоследствии были созданы устройства и носители с возможностью однократной записи (типа CD-R). Для изготовления таких дисков используется материал, который изменяет свое состояние под воздействием лазерного излучения записывающей головки, оставаясь при этом устойчивым к другим внешним воздействиям. Сохраняя совместимость с ранее выпущенными устройствами чтения, новые устройства и носители давали потребителю возможность записи на компакт-диск своей собственной информации. Первый такой диск был выпущен в конце 1980-х гг. японской компанией Tajyo Yuden. Позже были созданы носители типа CD-RW, предусматривающие многократную запись и перезапись информации.

Опираясь на технологию CD в середине 1990-х гг. был создан новый оптический диск, ориентированный на хранение видеоинформации – DVD (Digital Video Disk – цифровой видеодиск). Этот носитель информации первоначально разрабатывался как замена видеокассетам. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 г., а первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 г. в Японии и в марте 1997 г. в США. Первая версия спецификаций (стандарт) DVD была опубликована в сентябре 1996 г. Изменения и дополнения в стандарты вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей во главе с фирмой Toshiba и более 220 частных лиц. Первое устройство, поддерживающее запись на диски типа DVD-R, было выпущено фирмой Pioneer в октябре 1997 года. Позже, когда стало ясно, что DVD-носитель подходит и для хранения произвольной информации, аббревиатуру DVD стали расшифровывать как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск).

Поскольку видеозаписи отличаются от звукозаписей большим объемом, то DVD по сравнению с CD имеет увеличенную емкость. При условии сохранения размеров диска, это обстоятельство потребовало повышения плотности записи. Для достижения высокой плотности записи был применен лазер с меньшей длиной волны излучения (650 нм против 780 нм для CD), что позволило уменьшить расстояние между витками дорожки, размер элементов дорожки и расстояние между ними. Другим способом увеличения емкости DVD стало изготовление двухсторонних, двухслойных и двухсторонних двухслойных дисков.

Впоследствии были созданы DVD-носители с возможностью однократной и многократной записи данных (типа R и RW).

Дальнейшим развитием оптических дисков стала технология HD DVD (High Definition DVD – DVD высокой чёткости). Эта технология записи разработана компанией Toshiba в содружестве с компаниями NEC и Sanyo. HD DVD подобен соперничающей технологии Blu-ray Disc, которая также использует такие же диски стандартного диаметра (120 мм) и синий лазер с длиной волны 405 нм. Первые диски и приводы нового формата были анонсированы в марте 2006 г. Однослойный HD DVD имеет емкость 15 Гбайт, двухслойный – 30 Гбайт. Однако уже в феврале 2008 г. компания Toshiba официально отказалась от поддержки технологии HD DVD ввиду ее неперспективности.

Blu-ray Disc (сокращенно BD, blue ray – голубой луч и disc – диск) — это следующее поколение формата оптических дисков, предназначенных для записи и хранения цифровых данных, включая видеоинформацию высокой чёткости с повышенной плотностью записи информации. Спецификация BD предусматривает диски емкостью в среднем 25 Гбайт на один слой и 100 Гбайт на четыре слоя. Форматы HD DVD и BD обратно совместимы с DVD и оба используют одни и те же способы сжатия видеоинформации. Продажи дисков и приводов BD начались в 2006 г.

Стандарт Blu-ray был разработан совместно группой компаний по производству бытовой электроники и компьютеров во главе с фирмой Sony, которые вошли в Консорциум Blu-ray (BDA). Буква "e" была сознательно исключена из слова "blue", чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку. По сравнению с форматом HD DVD, диски Blu-ray имеют увеличенную информационную ёмкость, но в тоже время формат Blu-ray более дорогой в использовании и поддержке. Несмотря на это Blu-ray выиграл в конкурентной борьбе с HD DVD: в феврале 2008 г. компания Toshiba объявила о прекращении поддержки технологии HD DVD в связи с решением положить конец войне форматов в пользу формата Blu-ray Disc.

Стандарт Blu-ray предусматривает диски диаметром 120 и 80 мм типов BD-ROM, BD-R (записываемые) и BD-RE (перезаписываемые). Однослойный диск Blu-ray диаметром 120 мм может хранить до 33 Гбайт информации – этого объёма достаточно для записи примерно четырёх часов видеоинформации высокой чёткости (HDTV) со звуком. Двухслойный BD того же диаметра может вместить до 54 Гбайт информации, что достаточно для записи на него порядка восьми часов видеофильма высокой четкости. Объем 80-мм BD-дисков составляет 7,5 Гбайт для однослойного исполнения и 15 Гбайт для двухслойного варианта.