2.5. Режимы записи компакт-дисков

Особенности записи оптических дисков выражаются в наличии нескольких физических форматов, способов и режимов записи, различающихся логической структурой.

Запись информации на компакт-диски осуществляется по спиральной дорожке в направлении от центра диска к его периферии. На CD предусмотрены участки для калибровки мощности лазера, хранения сведений о производителе, типе и емкости носителя, допустимых скоростях записи и, собственно, для записи данных. Базовой совокупностью данных, на диске является сектор, состоящий из 98 фреймов.

Каждый фрейм состоит из 36 байт и содержит данные синхронизации (3 байта), каналы дополнительного кода (1 байт), данные (24 байта) и CIRC (8 байт). В каналы дополнительного кода, обозначаемые латинскими буквами Р, Q, R, S, T, U, V и W, записываются служебные данные: в каналы Р и Q – информация, используемая для навигации по диску, в остальные – графические и текстовые данные, используемые в некоторых форматах.

Если умножить количество фреймов (98) на объем, отводимый под данные в каждом из них (24), то получим, что каждый сектор содержит 2352 байта. Из этого объема 2048 байт обычно отводится для пользовательских данных, но конкретное значение зависит от физического формата сектора. Стандартом определены следующие форматы секторов CD.

Mode l – используется для записи программ и данных. Вместе с данными на диск записывается информация для автоматической коррекции ошибок чтения. Структура сектора:

• синхронизация – 12 байт;

• заголовок – 4 байта;

• данные – 2048 байт;

• EDC – 4 байта;

• свободно – 8 байт;

• ЕСС – 276 байт.

Mode 2 – включает дополнительную информацию для коррекции ошибок. Структура сектора:

• синхронизация – 12 байт;

• заголовок – 4 байта;

• данные – 2336 байт.

На основе спецификации CD-ROM был разработан более совершенный стандарт CD-ROM XA. В структуру секторов диска CD-ROM XA добавлен подзаголовок, указывающий на содержимое блока данных. Стандарт CD-ROM Mode 2 предусматривает два варианта: Form 1 и Form 2, отличающиеся наличием или отсутствием дополнительной информации для коррекции ошибок.

Mode 2 Form 1 – в отличие от CD-ROM Mode 1, свободные 8 байт заняты подзаголовком, указывающим тип данных:

• синхронизация – 12 байт;

• заголовок – 4 байта;

• подзаголовок – 8 байт;

• данные – 2048 байт;

• EDC – 4 байта;

• ЕСС 276 байт.

Mode 2 Form 2 – используется для записи мультимедийных данных, малочувствительных к ошибкам, что позволяет отвести под данные еще 288 байт, отказавшись от кодов коррекции ошибок:

• синхронизация – 12 байт;

• заголовок – 4 байта;

• подзаголовок – 8 байт;

• данные – 2324 байт;

• EDC – 4 байта.

Группа секторов, записанных в интервале от включения лазера до выключения, образует сессию. Каждая сессия может содержать одну дорожку данных и несколько дорожек видео или аудио. Может быть записан как один-единственный файл, так и множество файлов и папок, занимающих весь объем компакт-диска. В начале сессии записывается вступительная зона ("Lead-in"), а в конце – завершающая ("Lead-out").

Зона "Lead-in" содержит оглавление сессии, включающее информацию о ее дорожках (ТОС – Table of Contents). Вступительная зона на CD занимает около 9 Мбайт. При закрытии сессии выполняется запись завершающей зоны – "Lead-out". Зона "Lead-out" указывает устройству чтения на конец сессии. Зона, завершающая первую сессию занимает около 13 Мбайт, каждая последующая завершающая зона – около 4 Мбайт.

В зависимости от того, сколько дорожек записывается за одну сессию, для компакт-дисков определено несколько способов записи:

DAO – "Disk-At-Once" – в этом случае весь диск, включая интервалы между дорожками, записывается в ходе единственной сессии. Данный способ обычно применяется при записи аудиодисков, поскольку обеспечивает полный контроль пауз между дорожками и данных в каналах дополнительного кода. При записи в режиме DAO весь диск записывается за один проход без выключения лазера. В конце записи диск, как правило, "финализируется" ("закрывается") и не может быть использован для записи новой сессии.

Количество дорожек внутри сессии определяется пользователем. При записи аудиодиска оно, как правило, равно числу записываемых музыкальных произведений. Для записи программ и данных используется одна дорожка.

Преимущество режима DAO в том, что он минимизирует накладные расходы дискового пространства, поскольку в первой сессии на запись служебной информации (вступительной и завершающей зон) расходуется более двадцати мегабайт, а в каждой последующей – более десяти. Очевидно, что при большом количестве сессий значительная часть диска используется не по прямому назначению.

SAO ("Session-At-Once") – данный режим практически полностью повторяет режим DAO. В ходе сессии записывается вводная зона, данные и выводная зона, но диск не "финализируется". Это означает, что после записи в режиме SAO остается возможность записать на диск следующую сессию.

ТАО ("Track At Once") – запись в этом режиме выполняется за несколько сессий. Если диск записывается в режиме ТАО, то каждая сессия всегда содержит единственную дорожку, а диск называется мультисессионным. Диск может быть закрыт по желанию пользователя после любой очередной сессии. Пока диск остается открытым, можно пополнять его новыми сессиями по мере необходимости вплоть до исчерпания свободного места.

Основное достоинство режима ТАО – гибкость: можно не только дописывать файлы и папки, но и удалять ненужные данные (на дисках CD-R/DVD-R удаленные файлы по-прежнему будут занимать физическое пространство, но не будут видны пользователю при чтении диска). Недостатком режима TAO является непроизводительный расход емкости диска на хранение информации о каждой сессии.

Packet Mode – пакетный режим, который используется, главным образом, для перезаписываемых дисков. Диск предварительно форматируется, в результате чего на нем создаются дорожки и сектора в формате файловой системы UDF (Universal File System – универсальная файловая система). Файловую систему UDF поддерживают многие операционные системы ПК. Часть диска отводится под системную область. После форматирования компакт-диска с ним можно работать практически так же, как с винчестером или дискетой: создавать, удалять, перемещать или копировать файлы и папки. Все операции записи выполняются в пределах одной сессии, но на разных дорожках. Сессия не закрывается, поэтому диск не может быть прочитан в обычных устройствах чтения. Чтобы диск, записываемый в пакетном режиме, можно было прочитать не только в устройстве записи, сессия должна быть завершена.

Multisession – режим записи, позволяющий в дальнейшем добавлять информацию на компакт-диск. Каждая сессия содержит информацию начала сессии (lead-in), затем данные и информацию о конце сессии (lead-out). При записи в режиме мультисессии, информация о структуре предыдущих записей копируется в новую сессию и может быть отредактирована. Таким образом, пользователь может уничтожить информацию о структуре уже ненужных или устаревших записей, не включив её в новую таблицу содержания (TOC – Table Of Content). При этом есть возможность "стирать" ненужную ему информацию с компакт-диска, хотя на самом деле физически она продолжает оставаться на диске. Такая "скрытая" информация может быть восстановлена с помощью специального программного обеспечения.