Накопители

Для хранения программ и данных в компьютерах IBM PC используются различные виды накопителей, суммарная емкость которых в сотни раз превышает объем оперативной памяти.

🕛 15.02.2009, 22:45

Накопители могут быть как внешними, так и внутренними (встраиваемыми). Внешние накопители имеют корпус и собственный источник питания, встраиваемые крепятся в монтажных отсеках корпуса ПК.

Флоппи-дисководы
Одним из первых накопителей для персональных компьютеров были флоппи-дисководы. Сменными носителями в таких дисководах являются гибкие магнитные флоппи-диски, или дискеты, помещенные в жесткий пластиковый конверт. Используемый тип дискет имеет диаметр 3,5 дюйма (89 мм) и информационную емкость 1,44 Мб. Информация на диск записывается и считывается магнитными головками. Привод флоппи-дисковода во многом похож на привод жесткого диска - винчестера. В составе дисковода имеется два двигателя: один вращает диск, другой перемещает магнитную головку от края диска к центру. Работой всех узлов управляет соответствующий контроллер. Стандартным интерфейсом является

Винчестеры

SA-400, разработанный еще в 70-х годах. Контроллер соединяется с накопителем посредством 34-проводного кабеля. Стандартный кабель позволяет подключить два привода.
Одной из разновидностей флоппи-дисководов являются внешние дисководы (рис. 3.1). Такое устройство представляет собой обычный дисковод, размещаемый в специальном корпусе. В качестве интерфейса подключения к компьютеру могут использоваться USB или FireWire (в зависимости от модели устройства).

Первый накопитель с жесткими магнитными дисками, названный впоследствии винчестерским, или просто винчестером, был разработан фирмой IBM и имел маркировку «30/30», что соответствовало обозначению популярного ружья «винчестер», вследствие этого совпадения название закрепилось за жесткими дисками.
Первым серийным HDD был пятидюймовый ST-506 емкостью 6 Мб, выпущен компанией Seagate в 1979 году. Он стал основой всех последующих накопителей. Современный винчестерский накопитель содержит пакет магнитных дисков (пластин), установленных на одной оси. Диски представляют собой пластины из алюминия, стекла или керамики с нанесенным на них слоем высококачественного ферромагнетика. После нанесения покрытия диски подвергаются специальной обработке. Обработанные диски собирают в один пакет
(обычно в пакете содержится от 2 до 12 дисков) и закрепляются на оси, устанавливаемой в привод. Каждый диск имее две рабочих поверхности, однако в некоторых устройства; внешние поверхности крайних дисков пакета не используются из конструктивных соображений.
Головки чтения-записи относятся к числу важнейших эле ментов дискового накопителя. Принцип действия головки винчестера похож на принцип работы головок обычного магнитофона, однако требования к ним предъявляются значительно более жесткие по сравнению с магнитофонными головками. Головки дисковых накопителей отличаются своим» малыми размерами. Устройство привода магнитных голово* (head positioner) является одной из важнейших частей вин честера. Каждая пара головок одета как бы на «вилку», обхватывающую каждый диск сверху и снизу. Эта «вилка» перемещается над поверхностью диска с помощью отдельного серводвигателя. Внешний вид жесткого диска с интерфейсом типа SATA представлен на рис. 3.2.
важнейший параметр винчестера: время позиционирования головок (seek time). Для быстрого позиционирования головок в современных дисковых устройствах применяются различные варианты сервоприводов. Для точного позиционирования головок используется служебная информация, записываемая на специально выделенные для нее поверхности или на рабочие поверхности дисков. В зависимости от способа хранения информации о позиционировании различают выделенные, встроенные и гибридные серво-системы. В выделенных системах для записи служебной информации используется специальная поверхность диска и, следовательно, головка. Информация записывается на выделенный диск в процессе производства устройства. Такой подход увеличивает стоимость винчестеров, однако обеспечивает высокое быстродействие и надежность.
Во встроенных системах информация о позиционировании записывается между блоками данных на рабочие поверхности диска. Такие системы дешевле, менее критичны к механическим воздействиям и колебаниям температуры, однако они уступают по быстродействию дискам с выделенной серво-системой.
Двигатель вращается с постоянной скоростью, измеряемой в оборотах в минуту (rpm). В первых устройствах использовалась скорость вращения дисков 3600 об./мин, однако по мере роста требований к скорости записи-считывания частота вращения блока дисков была повышена до 5400 и 7200 об./мин. Повышение скорости вращения обеспечивает возможность ускорения работы всего устройства, однако рост скорости ограничен механической прочностью дисков.
Записываемые на диск данные организованы в цилиндрах, дорожках и секторах. Дорожки - воображаемые концентрические окружности на поверхности диска, по которым магнитные головки записывают данные. Дорожки делятся на сектора. Цилиндры - расположенные одна над другой дорожки на всех дисках.
Современные жесткие диски имеют различное количество секторов на дорожке в зависимости от того, внешняя она или внутренняя. Внешняя дорожка длиннее и на ней
можно разместить больше секторов, чем на более внутренней дорожке. Данные на чистый диск также с внешней дорожки.
Как правило, на всех современных жестких д! собственная оперативная память, называемая кэи (cache memory) или просто кэш. Производитель дисков часто называют эту память буферной. Размер кэш-памяти у разных фирм-производителей личных моделей жестких дисков существенно различия.

Основными характеристиками жесткого диска
> информационная емкость; >- скорость вращения; >- время доступа; >- тип интерфейса.
Как правило, всех пользователей интересует ли диск? Ответ на него неоднозначен и завис гих характеристик дисковода:
Скорость вращения. Обычно современные же ки имеют скорость вращения 7200 об./мин. Чем рость вращения, тем выше скорость обмена дан1 нако при возрастании скорости вращения увел* температура корпуса жесткого диска и диски со с 7200 об./мин требуют либо применения корпуса с ной для целей отвода тепла конструкцией, либо дополнительного охлаждения диска внешним вентилятором. Bei блока питания для этого недостаточно. Еще более в ротные диски со скоростью вращения 10000 об./» ют как хорошей вентиляции внутри корпуса, так и ного» корпуса, хорошо отводящего тепло.
Время доступа определяет временной интервал, которого накопитель находит требуемые данные. J обычно представляет сумму времени необходимого ционирования головок на нужную дорожку сектора. Все временные интервалы ука в документации на.жесткие диски в миллисекундах мя доступа современных винчестеров - порядка.

Существуют два различных варианта приводов: и поворотные. При поворотном приводе головки nej ся по дуге окружности, как в обычном электропроиг
линейный привод обеспечивает перемещение головок по радиусу диска. Преимущество линейного привода заключается в том, что зазор магнитной головки всегда перпендикулярен дорожке и сохраняется постоянное расстояние между дорожками. Поворотные приводы обеспечивают меньшую инерционность и, как следствие, более быстрое позиционирование головок. Кроме того, поворотные приводы более устойчивы к ударам и вибрации, поскольку допускают точную балансировку.
Современные винчестеры выпускаются четырех типоразмеров (форм-факторов) по ширине (диаметру дисков) и трех - по высоте. Диаметр дисков в большинстве случаев равен 1,8; 2,5; 3,5 или 5,25 дюйма, высота - 3,25 (устройство полной высоты), 1,63 (устройство половинной высоты) или менее 1 дюйма (низкопрофильное устройство).

Жесткие диски поступают с завода-изготовителя уже отформатированными. Все программы так называемого низкоуровневого форматирования на самом деле не выполняют физического форматирования жесткого диска, а только полностью уничтожают содержимое диска (что часто тоже требуется). Различные операционные системы своими программами форматирования создают лишь логическую структуру диска.
В процессе совершенствования накопителей постоянно улучшались различные характеристики: повышалась скорость и плотность записи, уменьшались габариты и шум, постепенно совершенствовались и интерфейсы винчестеров. До недавнего времени использовались два основных типа интерфейсов:
> IDE - недорогое, но и не очень быстрое решение для
настольных ПК; >- SCSI - скоростное и недешевое решение для серверов.
Спецификация IDE/ATA была предложена в качестве недорогой альтернативы интерфейсу SCSI для персональных компьютеров семейств IBM PC XT/AT. В результате сотрудничества компаний Western Digital и Compaq Computer Corporation был разработан интерфейс IDE (Integrated Drive Electronics), называемый также ATA (AT attachment). Первые промышленные устройства на базе IDE/ATA были выпущены в 1986 году.

Интерфейс был стандартизован в 1990 году под названием АТА. Основным отличием нового интерфейса была реализация большинства функций контроллера непосредственно на плате дискового накопителя. Такой подход упростил подключение винчестеров к компьютеру и позволил обеспечить высокий уровень совместимости устройств разных фирм.
Подключение устройств к системной плате осуществляется с помощью 40-проводного плоского кабеля, к которому можно подключать два винчестера. Для корректной адресации устройств один из винчестеров должен быть установлен в режим Master (ведущий), другой - в режим Slave (ведомый). Режимы работы дисководов задаются с помощью перемычек, расположенных, как правило, около сигнального разъема винчестера.
На системных платах устанавливается контроллер первичного и вторичного IDE-канала. К каждому из них можно подключить по два дисковода - ведущий и ведомый. На более быстрых дисководах всегда следует устанавливать режим ведущего, а на более медленных - ведомого. При использовании во вторичном канале дисковода CD-RW или перезаписывающего DVD совместно с другим оптическим носителем сделайте перезаписывающее устройство ведущим, чтобы гарантировать надежное создание дисков.
Чтобы обеспечить максимальную производительность современных жестких дисков с параллельным интерфейсом, требуются 80-проводные соединительные кабели. Накопители на CD- и DVD-дисководах и другие EIDE-устройства используют 40-проводные кабели данных. Но разъемы кабелей обоих типов так же, как и разъемы на системной плате, идентичны. Использование 80-проводного кабеля для CD- или DVD-дисководов вполне допустимо, по оно не будет повышать их производительность, тогда как использование 40-проводного кабеля для скоростных винчестеров недопустимо.
Пропускная способность IDE в различных стандартах составляет от 33 Мб/с (АТАЗЗ) до 133 Мб/с (АТА133), а у SCSI-160 Мб/с и 320 Мб/с. Интерфейс IDE, основанный на параллельной передаче данных, достиг своего предела обмена данными на скорости 133 Мбит/с (IDE ATA133).
Интерфейс Serial АТА представляет собой эволюционное развитие интерфейса АТА. Это переход от параллельной
к последовательной шинной архитектуре. Новый интерфейс работает во всех операционных системах, так как поддерживает обратную совместимость со старыми стандартами IDE. Пропускная способность нового интерфейса SATA увеличилась до 150 Мб/с (с перспективой развития SATA2 - 300 Мб/с, SATA3 - 600 Мб/с). Если для подключения IDE-винчестера используется неудобный 80-проводный кабель, то в интерфейсе SATA применяется 7-проводный кабель с ключевыми разъемами на концах для подключения к контроллеру на системной плате с одной стороны и к винчестеру - с другой. Это намного удобнее при установке и эксплуатации, занимает меньше места, внутри корпуса улучшается циркуляция воздуха. И самое главное - длина соединительного кабеля может достигать одного метра. Для интерфейса IDE ATA длина шлейфа ограничивалась 46 см.
В SATA отпала необходимость установки перемычек ведущий/ведомый, каждое устройство подключается к своему каналу и никоим образом не влияет на остальные. Имеется возможность «горячего» подключения устройств, а это существенно упрощает манипуляции с накопителями. Изменился и разъем питания, хотя некоторые производители еще снабжают свои накопители дублирующим разъемом питания старого образца, строго предупредив «ни в коем случае не подключать оба питающих разъема одновременно - во избежание выхода устройства из строя».

Технология RAID
Технология RAID (Redundant Array of Independent Disks - избыточный массив независимых дисков) предлагает огромный выигрыш в производительности. При использовании RAID возможно удвоить производительность стандартного диска IDE. А при применении дисководов SATA в одной из конфигураций RAID выигрыш в производительности будет еще больше.
Основная идея создания RAID-массива состоит в объединении сравнительно небольших и недорогих дисков в массив для достижения производительности и отказоустойчивости, не достижимых для одного большого и дорогого диска. С точки зрения компьютера этот массив дисков будет выглядеть как одна логическая единица или устройство. Однако использование
технологии RAID сопряжено с определенными сложностями в установке: если на системной плате нет встроенного контроллера RAID, требуется специальный адаптер на плате расширения. А также, в любом случае, должно быть не менее двух жестких дисков.
Если вы стремитесь к наибольшему приросту производительности, RAID - это как раз то, что вам нужно. Решение о применении технологии RAID зависит от ваших требований к надежности и производительности системы, а также бюджета и способности справиться со сложностями установки. Все, нуждающиеся в больших объемах дискового хранилища (а таковым является большинство системных администраторов), выиграют от использования технологии RAID. Итак, основными доводами для использования RAID являются:
> увеличение скорости,
> увеличенный объем одного виртуального диска,
> уменьшение последствий отказа диска.
В число возможных способов использования технологии RAID входит простое дублирование содержимого одного жесткого диска на другом (эта процедура называется зеркалированием, англ. mirroring, и позволяет иметь мгновенно доступную рабочую копию данных, если один из дисков выйдет из строя). Распределение потока данных с размещением его на нескольких жестких дисках (англ. striping- распределение или чередование данных) - еще один способ использования RAID. Такая технология ускоряет запись и считывание информации. Возможны и различные комбинации зеркалирования и распределения. От выбранного подхода будет зависеть количество необходимых жестких дисков и сложность установки.
В технологии RAID данные определенным образом распределены по дискам в массиве. При этом первоначально данные разбиваются на блоки одинакового размера (обычно 32 или 64 Кб, хотя могут использоваться и другие размеры). Каждый блок записывается на жесткий диск массива в соответствии с уровнем используемого RAID массива. Когда необходимо прочитать данные, выполняется обратное действие, при этом создается впечатление, что несколько дисков становятся одним большим. В технологии используются несколько уровней:

> RAID 0 - данные распределяются (разбиваются на порции, которые распределяются по двум или более жестким дискам); преимущества: почти удваивается скорость доступа к данным; недостатки: если один из дисков отказывает, теряются все файлы;
> RAID 1 - файлы с.одного диска «зеркалируются» (дублируются) на другой; преимущество этого способа в том, что система может продолжать работать, если один из дисков выходит из строя; два недостатка заключаются в том, что для хранения данных отводится объем, определяемый емкостью меньшего из дисков, система не может использовать «избыточный» объем диска большей емкости;
> RAID 0+1 - при использовании четырех или более жестких дисков возможно объединение преимущества распределения и зеркалирования; недостатки: требуется, по меньшей мере, четыре диска, что увеличивает стоимость модернизации, делает ПК более шумным и увеличивает тепловыделение.
Технология RAID способна ускорить доступ к жестким дискам, защитить систему от отказа диска или (при наличии достаточного количества дисков) одновременно решить обе эти задачи.

Переносные винчестеры
Накопители на жестких дисках позволяют хранить огромные объемы информации, имея при этом высокую скорость записи и чтения данных и достаточно небольшие размеры в современных исполнениях. Единственным недостатком является невозможность использования жестких дисков в качестве съемного носителя данных.
Попыткой решения этой проблемы являются системы, превращающие винчестер во внешнее портативное устройство, подключаемое по необходимости к различным компьютерам. Такой накопитель представляет собой обычный винчестер IDE или SATA, размещаемый в специальном корпусе. В качестве интерфейса подключения к компьютеру могут использоваться USB или Fire Wire (в зависимости от модели устройства). Внешний жесткий диск представлен на рис. 3.3.

Первая технология оптической записи информации на диск ' появилась сорок три года назад, в 1961 году в Стэндфордском университете США и значительно отличалась от современной. В семидесятые годы технология оптических дисков была доведена до промышленного производства и конкурировала с дисками механической и магнитной записи.
Работы по созданию систем оптических дисков проводились и в нашей стране. В 1975 году в институте ВНИИРПА им. С. А. Попова была сформирована научная группа с целью разработки и реализации технологий записи и воспроизведения звуковой информации студийного качества на оптических носителях. Модель отечественного оптического проигрывателя дисков «Луч-002» демонстрировалась за два года до появления компакт-диска на мировом рынке. К сожалению, в силу ряда причин, отечественные CD так и не увидели свет.

CD-ROM
В 1980 году компании Philips и Sony представили новый стандарт лазерного диска - CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Он определял способ записи и обработки звука, а также размер нового носителя -12 см, который стал прообразом современных оптических дисков. Первые диски этой технологии были однократно записываемыми и требовали специального оборудования для записи.
Используемый для записи данных компакт диск состоит из поликарбонатной основы, отражающего и защитного слоев.

В качестве защитного слоя обычно используется напыленный алюминий. Защитный слой выполняется из поликарбоната (в дорогих дисках) или полимерного лака (в более дешевых дисках), на который наносятся надписи и рисунки. В отличие от магнитных дисков, дорожки которых представляют концентрические окружности, на компакт-диске располагается одна дорожка в форме спирали от наружного диаметра диска к внутреннему.
Запись на диск осуществляется с помощью луча лазера. Записанные данные представляются чередованием впадин и промежутков между ними. Если луч лазера попадает во впадину, он рассеивается и поглощается, отраженный луч фиксируется фотодетектором. Изменение состояния фотодетектора регистрируется как последовательность нулей и единиц. В отличие от магнитных дисководов, обеспечивающих постоянную скорость вращения диска или число оборотов (характеризуется числом оборотов в секунду, rps), компакт-диск вращается с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость чтения. Скорость чтения определяется скоростью вращения диска и плотностью записанных данных.
Стандартной скоростью вращения диска была принята скорость, обеспечивающая поток данных 150 Кб/с. При дальнейшем усовершенствовании конструкции и технологий записи происходило кратное увеличение скоростей. Следовательно, если скорость дисковода обозначается - х52, максимальный поток данных будет равен 150 х 52 = 7800 Кб/с.
CD-ROM-дисководы с помощью 40-проводного кабеля подключаются к компьютеру через IDE-интерфейс. На одном канале IDE (то есть на одном кабеле) могут находиться одно или два устройства, в последнем случае одно из устройств является ведущим (Master), а второе - ведомым (Slave). Режим Master/ Slave переключается перемычками-джамперами на каждом устройстве, соответственно, одно из устройств должно работать в режиме Master, а другое - в режиме Slave. Единственное используемое на шлейфе устройство всегда должно быть включено как Master.
CD-ROM-накопители благодаря малым размерам, большой емкости и долговечности компакт-дисков с успехом стали применяться в качестве устройств внешней памяти.

CD-RW
Следующим шагом в развитии оптических накопителей стало появление С1)-ДИ^дисководов, позволяющих выполнять многократную запись на диски CD-RW. Такие диски имеют более сложную структуру, в которую входит слой специального легкоплавкого пластика. Ввиду этого они очень чувствительны к нагреванию и воздействию прямых солнечных лучей.
Информация на диск записывается также в виде спиральной дорожки, идущей от центра к краю диска. Дорожка может быть непрерывной или делиться на фрагменты. Каждый сеанс записи называется сессией, а диск - мультисессионным. Наличие нескольких сессий допустимо не во всех стандартах записи.
DVD
Этот стандарт разработан в 1995 году консорциумом компаний, среди которых были Hitachi, JVC, Matsushita, Philips, Pioneer, Sony, Toshiba и некоторые другие. Название DVD первоначально расшифровывалось как Digital Video Disk, но несмотря на название, на DVD-диски можно записывать все, что угодно: видео, музыку, данные. После стандарта видеозаписи DVD Video появился стандарт для записи данных DVD-ROM и стандарт для аудиозаписи DVD-Audio.
На DVD-Video записываются видеопрограммы. При компрессии MPEG-2 на каждом информационном слое умещается 133 мин видео вещательного качества с многоканальным звуком. При этом изображение в трех различных форматах записи (включая широкоэкранный) может сопровождаться одним из восьми звуковых каналов и одним из 32 дополнительных каналов (субтитры). Можно использовать до девяти различных углов просмотра одного и того же материала, а также закрывать доступ к просмотру фильма целиком или по частям с помощью пароля.
DVD-Audio служит источником высококачественных звуковых программ, текста и неподвижных изображений. Носитель может также воспроизводить аудио с DVD-Video фрагментами. Наихудший из всех возможных вариантов кодирования звука обладает качественными параметрами, аналогичными
CD-Audio (16 бит/44,1 КГц). Наилучшим является шестиканальный звук (5.1-канальный) с параметрами кодирования 24 бита/196 КГц на каждый канал при скорости потока данных, составляющей 27,6 Мбит/с.
На DVD-ROM записываются, как правило, компьютерные программы, игры, текстовая, графическая и прочая информация, в том числе может быть записан звук или видео. В этом отношении DVD-ROM отличается от CD-ROM только большей информационной емкостью.
Структура дисков DVD сходна со структурой CD-R и CD-RW. На подложке формируются круговые канавки, заполняемые рабочим веществом. Выступы между канавками покрываются отражающим слоем. Аналогичен и принцип записи. Лазерный луч при записи нагревает рабочее вещество, изменяет его структуру и отражающую способность. Несколько различаются технологии и физические параметры дисков.
Для технологии DVD стали применять лазер с более короткой длиной волны - 650 или 635 нм, и оптическую систему с увеличенной числовой апертурой 0,52 (0,45 у CD). Новая оптическая система привода с такими параметрами позволила получить гораздо меньшее световое пятно. Что, в свою очередь, обеспечило возможность уменьшения геометрических размеров питов (единиц записи), а это позволило увеличить информационную емкость дисков.
Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков - это объем информации, который может быть записан на таком носителе. Если емкость обычного CD-диска составляет всего 700 Мб, то на DVD-диск может быть записано от 4,7 до 13 и даже до 17 Гб. Достигается это за счет использования лазера с меньшей длиной волны и двухслойной записи. Это означает, что на одной стороне данные записываются в два слоя, при этом один слой -полупрозрачный, а второй читается сквозь первый. С повышением плотности записи и уменьшением длины волны считывающего лазера изменились и требования к толщине защитного пластмассового слоя, для DVD-дисков он составляет всего 0,6 мм, в отличие от 1,2 мм, используемых в CD-дисках. Однако, что бы сохранить привычные размеры диска и избежать излишней хрупкости DVD-дисков, они заливаются пластиком, чтобы итоговая толщина диска составила те же 1,2 мм.

DVD-формат считается самым успешным медиа-продуктом за всю историю существования технологий цифровой запи-си. Возможно, поэтому возникла война форматов, породившая многочисленные варианты записи DVD-дисков. В настоящее время существуют три объединения крупнейших корпораций мира, каждая из которых поддерживает и развивает свои форматы DVD. j
Первым объединением стал так называемый DVD Forum или DVD Consortium (http://www.dvdforum.org/). Компаниями-основателями DVD-форума являются Hitachi, Matsushita Electric Industrial, Mitsubishi Electric Corporation, Pioneer Electronic Corporation, Royal Philips Electronics, Sony Corporation, Thomson, Time Warner, Toshiba Corporation и Victor Company of Japan. DVD Forum поддерживает и совершенству-1 ет форматы DVD- (DVD-минус): DVD-Video, DVD-ROM, DVD-! Audio, DVD-R, DVD-R for General, DVD-R for Authoring, DVD-' RW, DVD-RAM и DVD Video Recording. Остальные форматы i DVD этой организацией не признаются.
Вторым появилось объединение, поддерживающее запись формата DVD+RW - Alliance (http://www.dvdrw.com/). Его образовали: Dell, Hewlett-Packard Company, Mitsubishi Chemical Corporation/Verbatim, Philips Electronics, Ricoh Company Ltd., Sony Corporation, Thomson Multimedia и Yamaha Corporation. Эта организация поддерживает «плюсовые» форматы DVD+.
Позднее образовалось третье крупное объединение, поддерживающее формат DVD-RAM. Компании Hitachi, Hitachi-LG Data Storage (HLDS), JVC, LG Electronics, Maxell, Panasonic, Samsung, TEAC, Toshiba и SHARP 17 ноября 2003 года объявили о создании организации RAM Promotional Group (RAMPRG), задачей которой является поддержка и распространение носителей обновленного формата DVD-RAM (http:// www.ramprg.org/).
На сегодняшний день используются следующие варианты форматов записи DVD-R(A), DVD-R(G), DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R.
DVD-R (Recordable). Формат одноразовой записи DVD-дисков. Предложен Pioneer. Рабочий слой диска создан из матери
Первые диски содержали 3,95 Гб информации на одной стороне. В дальнейшем объем увеличен до 4,7 Гб на односторонних или 9,4 Гб на двусторонних дисках. Диск отражает до 80% падающего излучения.
DVD-RW (Rewritable). Вмещает 4,7 Гб на одной стороне, выпускаются одно- и двухсторонние диски. Допускает до 1000 циклов перезаписи. Коэффициент отражения до 30% (как у двухслойного DVD-R) DVD+RW (Rewritable). Этот формат перезаписываемых дисков предложен фирмой Philips. Записанные диски совместимы с обычными считывающими устройствами. Емкость диска - 4,7 Гб на cTopoiry. До 1000 циклов перезаписи. Коэффициент отражения - до 30% (как у двухслойного DVD-ROM). Отличия от формата DVD-RW явно не видны, они заключаются в тонкостях процесса перезаписи и деталях физической структуры диска.
DVD+R. Формат DVD+R предназначен для одноразовой записи на DVD-диски.
По отношению к возможности записи на диски новой информации их можно разделить на три типа: диски только для чтения, диски однократной записи, перезаписываемые диски.
Диски только для чтения изготавливаются путем тиражирования (штамповки) в заводских условиях. Имеют, пожалуй, самое высокое качество записи. Оптический контраст записи (разница между интенсивностью отраженного от поверхности диска света, соответствующего нулям и единицам записанного сигнала) составляет 45-85%.
Диски однократной записи. Запись осуществляется аналогично дискам CD-R. В слое органического красителя лазером «прожигаются» питы. В процессе записи лазер нагревает диск до температуры 200-300 °С, из-за чего краситель становится непрозрачным на длине волны считывающего лазера. Для обеспечения точности позиционирования в DVD-R используется метод волнообразных желобковых дорожек. Данные записываются только в желобки, которые специально гравируются на диске в заводских условиях. Частота отклонения желобков является синхронизирующей при считывании информации с диска. Желобки расположены более плотно, чем в DVD-RAM, однако данные записываются только в желобки, промежутки между ними (площадки) не используются.

DVD+R. Это самый младший из существующих форматов DVD. Основан на технологии DVD+RW и является ее вариантом с однократной записью. Информационным слоем является слой органического красителя, как и в DVD-R.
Перезаписываемые диски
DVD-RAM (Read Access Memory - память с произвольным доступом) появился в середине 1998 года. Основной разработчик -компания Philips. Отличается от всех остальных наличием картриджа, внутри которого сам диск и находится. Однако затем появились диски без картриджа. Диски DVD-RAM совместимы со стандартными накопителями. Производитель гарантирует, по меньшей мере, 100 000 циклов перезаписи.
Особенностью диска являются специальные заголовки секторов, которые наносятся на него при создании. Диски DVD-RAM обладают рядом преимуществ перед остальными стандартами. Они лучше справляются с дефектами, имеют более высокую скорость доступа к накопителю и лучше защищены от внешних воздействий (благодаря картриджу).
DVD-RW (Rewritable - перезаписываемый) представляет собой более современную технологию, основанную на DVD-R. Впервые этот формат был представлен на DVD Forum в марте 1998 года. В основном он разработан фирмой Pioneer. Диски DVD-RW предоставляют возможность перезаписи не менее 1000 раз. Способ записи отличен от применяемого в DVD-R. Технология перезаписи основана на фазовом переходе, как и DVD-RAM.
DVD+RW. Формат DVD+RW разработан и поддерживается DVD+RW Alliance. Позволяет осуществлять перезапись не менее 1000 раз. Запись на DVD+RW производится с помощью все того же фазового перехода. При использовании DVD+RW процесс записи может быть приостановлен и возобновлен без потери областей, связывающих сеансы записей (в отличие от DVD-RW). Технология «связывания без потерь» позволяет выполнить выборочную замену любого отдельного блока данных объемом 32 Кб новым блоком.

Плюс или минус
Борьба форматов привела к тому, что появились DVD-RW дисководы, поддерживающие практически все предлагаемые форматы записи. Можно с определенной долей уверенности сказать, что форматы DVD+R и DVD+RW являются более совершенными технологически. Все-таки опыт Sony и Philips, создателей CD, играет определенную роль в борьбе с форматом Pioneer. В пользу «плюсовых» форматов приводятся несколько аргументов. Это заложенная в саму технологию DVD+R (W) более высокая устойчивость к шумам и точность определения позиции записи/считывания, аппаратное исправление ошибок и лучшее качество записи, связывание данных без потерь после остановки в процессе записи и простота изготовления.
Нельзя сказать и об отсутствии положительных аргументов в пользу форматов DVD-R и DVD-RW. Аргументом в пользу .минусовых форматов может быть то, что по оценкам независимых экспертов тестирование приводов подтверждают большую совместимость дисков DVD-R (W), чем DVD+R (W) (97% против 87%). Более того, компаниями DVD Forum прилагаются значительные усилия к тому, чтобы усовершенствовать формат. Один из результатов -устранение проблемы связывания данных (линкования) при остановке в процессе записи.
Что такое DVD-видео
Это цифровой поток видеоданных, сжатый по алгоритму MPEG-2 и записанный на DVD-диск. При воспроизведении обеспечивается формат 25 кадров в секунду с разрешением 720x576 точек при глубине цвета 24 бит (PAL) или 30 кадров в секунду с разрешением 720x480 и 24 бит (NTSC). В несжатом виде это поток 30 Мб/с. Запись двухчасового фильма будет занимать более 100 Гб. Для сжатия таких огромных объемов видеоданных и разработан стандарт MPEG-2, который позволяет снизить поток данных до 3-4 Мб/с. Очевидно, что чем сложнее сцена, тем хуже она поддается сжатию, и тем больше скорость потока данных.

Алгоритм сжатия MPEG-2 очень эффективен - удаляет* примерно 97% избыточной информации практически 6< ущерба для качества картинки, благодаря чему на DVD-ди ке можно разместить до четырех часов высококачественн го видео плюс восемь вариантов звукового сопровождена плюс 32 варианта субтитров на разных языках. У DVD eel еще масса других интересных возможностей: возможное' задания возрастных ограничений на просмотр, интеракти ность, быстрый переход в нужное место, возможность набл! дать сцену с различных точек (этот режим называется mult angle view). j
Звук на DVD-дисках записывается в самых различных фо| матах. Это и РСМ (для записей, где требуется точность щ редачи звуковой картины, например музыкальное видео] и Dolby ProLogic, и Dolby Digital, (версии 2.0-5.1 и Dolbj Digital EX). Звуковое сопровождение в форматах Dolby Digj tal, Dolby Digital EX и DTS широко используется в совремеч ных кинотеатрах. ;
Что нужно для проигрывания DVD-дисков '
на компьютере I

Необходимо только устройство для чтения DVD-дисков. Эт| устройство может также проигрывать и обычные CD-диски Кроме наличия DVD-привода, чтобы смотреть DVD-видео, данные в формате MPEG-2, считанные с DVD-диска, необходим* декодировать, то есть восстановить избыточную информацию, удаленную на этапе сжатия. Это можно сделать либо npограммно без применения специализированных аппаратные средств, либо с использованием аппаратного DVD-декодера.
Насколько необходим аппаратный DVD-декодер для просмотра DVD-видео
Это во многом зависит от того, куда планируется выводит! изображение. Аппаратный декодер проявит все свои возможности только в том случае, если изображение будет выводить ся на экран телевизора. При работе с монитором изображение, получаемое с помощью программных декодеров, ничем не хуже, а иногда даже лучше. При работе с телевизором ка
декодеров выше, чем на многих видеокартах, поэтому картинка, получаемая с его помощью лучше. К несомненным преимуществам аппаратного декодера следует отнести отсутствие проблем с производительностью, то есть гарантировано не будет выпадающих кадров.
Очевидными преимуществами вывода видео на телевизор, прежде всего, являются: больший размер изображения, возможность подключения телевизоров с соотношением 16:9, возможность использования которых предусмотрена для многих DVD-дисков. Ну а очевидным минусом является то, что большинство телевизоров являются аппаратами с чересстрочной (interlaced) разверткой, что приводит к худшему качеству изображения.
Еще одним доводом в пользу аппаратных декодеров является то, что на них, как правило, присутствует оптический S/ PDIF-выход, с которого можно снять закодированный аудиопоток Dolby Digital или DTS. Подключив к нему специальный ресивер (оснащенный декодером АСЗ или DTS) с соответствующей акустической системой, можно получить многоканальный звук и превратить компьютер в домашний DVD-театр. Впрочем, подобными возможностями обладают и некоторые современные звуковые карты, и некоторые программные DVD-плееры умеют с ними работать.
Комбинированные (комбо-) приводы
Результатом дальнейшего развития оптических накопителей стало появление комбинированных приводов, обеспечивающих возможность работы с различными типами дисков и форматами записи. На рис. 3.4 представлен DVD/CD-RW комбо-привод фирмы Tochiba.
После появления записывающих CD-приводов актуальной была проблема: стоит ли записывающий привод использовать в качестве считывающего, или все-таки CD-RW должен писать, a CD-ROM - читать? Проблема несколько видоизменилась с появлением CD-RW/DVD-устройств. Стоит ли использовать для работы с DVD-дисками отдельный накопитель или можно обойтись комбинированным, CD-RW/DVD-устройством?
Хотя аргументы в споре остались прежними. Сторонники узкой специализации компьютерных устройств утверждают (и небезосновательно), что в случае использования универсального привода возможен ускоренный износ головки пишущего устройства и разбалансировка механизма позиционирования. Да и возможностей при использовании двух устройств несколько больше, чем у одного комбинированного накопителя.
В то же время два устройства обойдутся дороже одного универсального, потребуется дополнительное место в корпусе ПК и еще один канал IDE, которого может не оказаться. Тем более, в любом случае гарантийный срок подобное оборудование, как правило, отработает, а при сегодняшних ценах на CD-RW/DVD устройства и реальной возможности появления накопителей на основе более совершенных технологий ускоренный износ такого привода уже мало кого волнует.
Вполне реально менять привод каждые два-три года, а если учесть экспансию на рынке пишущих DVD-приводов, можно предположить, что срок жизни стандартных CD-RW как раз и ограничен теми несколькими годами, которые проживет комбо-привод в системе пользователя даже при пресловутом ускоренном износе.
И та, и другая точка зрения имеет право на жизнь, да и вряд ли какие-либо рассуждения смо