4. Накопители на оптических дисках

2. Общие положения Оптические (лазерные) диски пришли в вычислительную технику из аудио-видеотехники и во многом сохранили параметры, характерные для техники воспроизведения звука и изображений.

Накопители на оптических дисках (НОД) обладают по сравнению с НМД заметными преимуществами, основными из которых являются:

1. Очень высокая плотность записи информации, превышающая на несколько порядков плотность записи в НМД. Поверхностная плотность достигает 2 – 25 Мбит/мм²;

2. Скорость передачи данных за счёт буферизации накопителя достигает величины около 200 Мбит/c;

3. Время доступа к данным в пределах одного диска приближается к 0,01 с – 10 мс;

4. Ожидается реализация поперечной плотности до 1000 дор/мм;

5. Длительность хранения информации составляет от 10 до 100 лет (это прогноз);

6. Малая подверженность оптического диска воздействию внешних факторов, пыли, механических царапин, радиации, магнитного поля и т.п.

К недостаткам оптических дисков следует отнести:

1. Наличие прецизионных механических и оптических узлов, не выдерживающих ударов и вибраций;

2. Использование дорогих материалов для дисков (в том числе редкоземельных: теллур, тербий и др., а также золота);

3. Многие методы оптической записи обеспечивают только однократную запись;

4. Селективное (выборочное) стирание и повторная запись требует сравнительно дорогих средств и затрат времени.

Некоторые технические характеристики оптических дисков:

1. Расстояние между оптической головкой и поверхностью диска составляет величину около 1 миллиметра;

2. Луч лазера даёт на поверхности диска пятно размером около 1 мм. На запоминающем слое за счёт фокусировки пятно уменьшается до микронных размеров;

3. Расстояние между дорожками составляет 1,1 – 1,6 микрон;

4. Один бит информации занимает на дорожке расстояние 0,31 – 0,52 микрон;

5. Размер сектора на оптическом диске может быть 512 или 2048 байтов:

6. Скорость вращения диска от 3000 до 4500 об/мин;

7. Задержка доступа около 7 мс, среднее время поиска 20 – 30 мс.

8. Основными разработчиками оптических дисков являются фирмы Sony (Япония), Philips (Голландия) и IBM (США).

4.2 Физические основы записи-считывания на оптических дисках

Оптический диск в разрезе представляет собой многослойную структуру, схема которой представлена на рис. 26

При работе с оптическими дисками используется запись информации с помощью лазерного луча – оптический метод записи и считывания. Оптические технологии записи-считывания позволяют ввести в систему различные способы автоподстройки, что обеспечивают высокую точность нахождения дорожки и высокую поперечную плотность размещения информации на диске.

Существенной особенностью некоторых типов оптических дисков является использование спиральной дорожки вместо множества концентрических дорожек как на магнитных дисках. Спиральная дорожка обеспечивает одно важное преимущество при воспроизведении аудио- и видеозаписей – непрерывность потока информации.

С другой стороны, такая форма дорожки создаёт проблемы, когда необходимо вести запись отдельных порций данных на диск при наличии между операциями записи больших временных промежутков – например, при выполнении периодической архивации данных на персональном компьютере. Размещённые на дорожке секторы нумеруются последовательно, начиная от центра диска.

Существуют несколько режимов записи и чтения информации на оптический диск:

1. Режим однократной записи и многократного считывания;

2. Режим многократной записи со стиранием записанной информации.