8.4. Среда с наличием/отсутствием светопроницаемости

В качестве такой среды может выступать обычная бумага (или любой другой материал) с проделанными в нужных местах отверстиями. С двух сторон от бумаги располагается лампа и фотоприемник. Наличие или отсутствие света на фотоприемнике означает «1» или «0». Этот способ при своей простоте имеет множество недостатков. Самый главный из них следующий. Размер отверстий и расстояния между ними должны быть достаточно большими по следующим причинам:

а) рассеянного и некогерентного света лампы, а значит и дифракции света на границе отверстий;

б) трудности точного позиционирования отверстий относительно лампы и фотоприемника;

в) снижения прочности материала с большой плотностью отверстий.

Таким образом, такая система имеет крайне низкую плотность информации, высокую стоимость и массу носителя, низкую скорость чтения. Носители такого рода в настоящее время перестали использоваться. Для решения этих проблем в качестве светового пучка стал применяться когерентный узконаправленный источник света – лазерный луч. Это стало возможным с появлением полупроводниковых лазеров. Лазерный луч проникает в плотную среду, отражается от зеркальной поверхности и возвращается на фотоприемник. Светопроницаемость проходимого лучом участка среды определяется тем, какой информации он соответствует. Так как механические свойства среды не изменяются, прочность носителя не уменьшается. Когерентный пучок света не рассеивается в среде, позиционирование лазерного луча осуществляется поворотом направляющего зеркала. Как можно видеть, сложность преобразования светового пучка в электрический сигнал приводит к тому, что физическая среда такого рода применяется только в устройствах типа «накопитель». Основными недостатками первых оптических накопителей были:

а) дороговизна блока доступа;

б) сравнительно невысокая скорость чтения;

в) невозможность записи информации – информация заносится в процессе изготовления.

Последний недостаток решается введением однократно записываемойсреды – ее светопроницаемость резко уменьшается под воздействием лазерного луча большой мощности, а такжеперезаписываемойсреды – она изменяет свою светопроницаемость в ту или другую сторону под воздействием лазерного луча определенной мощности. Естественно, такие изменения увеличивают стоимость блока доступа. Скорость чтения в таких устройствах весьма ограничена скоростью перемещения лазерного луча вдоль отражающей поверхности. Лазерный луч не может сильно изменять свою траекторию, т.к. это изменит ее длину, а значит и поглощение света. Перемещается поверхность, содержащая информацию, но она имеет определенную массу, а это значит, что высокая скорость ее перемещения требует значительного усложнения блока доступа. Скорость записи, в свою очередь, всегда значительно меньше скорости чтения. Это вызвано тем, что при записи происходит изменение прозрачности среды-носителя. Эта операция происходит с выделением энергии. При чрезмерной скорости записи накопитель может быть поврежден из-за перегрева. Основное достоинство таких накопителейсменность– возможность использовать множество блоков накопления с одним блоком доступа, что, при достаточно больших объемах информации, резко уменьшает себестоимость ее хранения.

Для оптических накопителей мы можем отметить следующие достоинства:

а) низкая себестоимость хранения;

б) сменность;

в) устойчивость перед внешними электромагнитными полями

и недостатки:

а) дороговизна блока доступа;

б) низкая скорость чтения/записи.