Конструкция компакт-диска

Стандартный компакт-диск— это пластмассовый диск диаметром 120 мм, который может быть помещен в любой привод CD, DVDв том числе и бытовой проигрыватель аудио- и видеодисков. Но существуют и становятся все более популярными малогабаритные компакт-диски диаметром 80 мм, а также компакт-диски прямоугольного формата— компьютеризированные визитные карточки. Подобные компакт-диски читаются и записываются на стандартных приводах CD, у которых всегда в лотке для компакт-диска имеется углубление для укладывания 80 мм дисков.

ПРИМЕЧАНИЕ Обратите внимание, что компакт-диски, в отличие от остального компьютерного "железа", разработаны в метрической системе измерений.

Стандартный объем записываемых данных на 120-миллиметровом компакт-диске равен 650 или 700 Мбайт, но существует ряд технологий для записи большего объема данных, например, 800 Мбайт. Кроме того, всегда можно воспользоваться функцией записи сверх нормы, чтобы на компакт-диск влезло еще несколько десятков килобайт "лишних" данных, т. е. обычный компакт-диск не форматируется жестко на строго определенное число мегабайт, поэтому формируемая структура данных определяется пользователем в пределах данной технологии. После блистательного успеха аудиокомпакт-дисков, а за ними компакт-дисков только для чтения CD-ROM (CD-Read-Only Memory), и по мере развития компьютерных технологий в 1995 г. появился стандарт DVD, предназначенный для записи на компакт-диски видеофильмов. Использование для чтения DVD-дисков лазера с волной излучения 0,63—0,65 мкм позволило увеличить плотность записи на компакт-диск. Первое поколение приводов DVD позволяло записывать 4,7 Гбайт (133 минуты фильма) данных на одной стороне диска, а на двустороннем диске до 9,4 Гбайт (диск вручную переворачивался). В дальнейшем появились многослойные диски, которые позволяют записывать до 9,4 и 17 Гбайт (луч лазера фокусируется либо на наружном слое, либо на внутреннем). Способ изготовления компакт-дисков почти такой же, как у патефонных пластинок. На прозрачном диске из поликарбоната толщиной 1,2 мм с помощью металлической матрицы методом выдавливания создаются информационные дорожки. Для улучшения отражающих свойств на диск наносится слой алюминия (изредка золота), а для защиты от грязи диск покрывается слоем лака. У компакт-дисков стандарта CD-R(CD-Recordable) между металлическим слоем и диском находится термочувствительный красочный слой. При нагреве записывающим лазером, который имеет повышенную мощность, происходит разогрев металлического и красочного слоев, что приводит к химической реакции, изменяющей отражающие свойства нагретой точки. Обычно в качестве красителя используется цианин или фталоцианин. Для возможности многократной записи для компакт-дисков стандарта CD-RW(CD-ReWritable) на поверхности пластмассового диска создается более сложная композиция из пленок различного состава, например, перед металлическим слоем помещается вещество, которое меняет свою кристаллическую структуру при нагревании, что приводит к изменению оптических свойств. Данные на компакт-дисках стандарта CD-ROM записываются на одной спиральной дорожке с интервалом в 1,6 мкм между витками. Длина минимальной информационной точки (пита) — 0,83 мкм. Для чтения информации используется инфракрасный лазер 780 нм. Более объемные DVD-диски имеют интервал между витками информационной дорожки в 0,74 мкм, длину пита 0,4 мкм, а для чтения применяют красный лазер, обладающий меньшей длиной световой волны 650 нм (для новых стандартов используют зеленый лазер). На рисунке ниже показаны микрофотографии поверхности дисков. Кроме перечисленных стандартов существует ряд других, которые разработали отдельные фирмы и группы фирм.

Для воспроизведения записанных в соответствии с ними компакт-дисков требуется, чтобы CD-ROM поддерживал соответствующий стандарт, а также была установлена специальная программа для обработки информации, например, просмотра фотографий в формате Photo-CD или использования режима караоке при проигрывании музыки. Наиболее важный стандарт для CD-ROM — это ISO 9660 (ISO — International Standard Organization, Международная организация по стандартизации), которому должны соответствовать все приводы, работающие с компьютерными компакт-дисками, в том числе и приводы DVD. Стандарт ISO 9660 регламентирует, как размещаются данные (в том числе файлы и каталоги) на компакт-диске. Он регламентирует способы указания имен файлов и структуру каталогов. К примеру, используются три вложенных уровня. Первый уровень (Level 1)— файловая система в стиле MS-DOS, в которой имя файла — 8 символов плюс трехсимвольное расширение, а глубина вложенности каталогов до 8. В качестве символов могут использоваться только заглавные латинские буквы, цифры и символ подчеркивания. Второй уровень (Level 2) позволяет применять имена файлов длиной до 31 символа и глубиной каталогов 32. Два первых уровня не допускают фрагментацию файлов, т. е. файл должен записываться на компакт-диск за один раз в виде единого массива. Только для третьего уровня (Level 3) разрешена фрагментация файлов.