Приводы DVD

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ЭКОНОМИКИ И  ФИНАНСОВ» 

    КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по информатике

на  тему:

Приводы DVD 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студентка 116 группы О116

В.В. Ванькаева

Руководитель: преподаватель Е.А. Осипова 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2012 г.

Оглавление

 

Оглавление 2

Введение 3

DVD приводы 4

1. Основы устройства DVD 4

2. Множество поверхностей DVD 5

3. Скорость передачи  и время доступа 7

4. Запись на DVD 7

5. Видео на DVD 9

6. Звук на DVD 10

Заключение 11

Список  литературы 12

Введение

Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в  области хранения и использования  данных, звука и видео.

Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как Digital Video Disc - цифровой видеодиск. Это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, появившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как Digital Versatile Disc, т.е. универсальный цифровой диск - более логична.

Снаружи диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут  хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 650MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел - DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB. Чтобы считать DVD диск, необходимо особое устройство - DVD-привод, но все DVD-приводы также поддерживают форматы CD-ROM и звуковых CD-дисков. В данном реферате подробно рассмотрена технология, которая предлагает столько возможностей.

 

DVD приводы

1. Основы устройства DVD

Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек  вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах  чтения DVD-дисков лазер, скользит вдоль  треков по насечкам, а отраженный луч  интерпретируется приемным устройством  в виде единиц или нулей.

Основное требование, при разработке DVD, было простым: увеличить  емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего числа насечек  вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей  длиной волны, вследствие чего стало  возможным использовать насечки  более маленького размера.

В то время как лазер  в обычном устройстве CD-ROM имеет  длину волны 780-нанометров (nm), устройства DVD используют лазер с длиной волны 650-nm или 635-nm, что позволяет покрывать лучом в два раза больше насечек на одном треке, и в два раза больше треков, расположенных на одной записанной поверхности.

Другие нововведения - это новый формат секторов, более  надежный код коррекции ошибок, и  улучшенная модуляция каналов.

Вместе, эти улучшения  дополнительно увеличивают плотность  записи данных в полтора раза. Жесткие производственные требования и незначительно большая поверхность записи, стали последним препятствием, при разработке DVD, из-за чего емкость данных, размещаемых на диске, ограничена 4.7Gb. Но оказалось, что это не предел.

Для записи видео и  звука на DVD применяется сложная  технология компрессии данных, носящая  имя MPEG-2. MPEG-2 представляет собой следующее  поколение стандарта на сжатие (компрессию) видео и звуковых данных, обеспечивающего  возможность разместить большие  объемы информации в меньшем пространстве.

Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group - MPEG). MPEG - это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки (например, через Интернет) формат. По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со скоростью 150 килобайт в секунду - с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель - и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. К несчастью, MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.

Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение  вещей. Более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.

2. Множество поверхностей DVD

Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7GB. Применение схем удвоения плотности и их комбинирования, позволяет иметь диски большей  емкости: от 8.5Gb и 9.4Gb до 17Gb.

Существуют следующие  структурные типы DVD:

Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.

Рисунок 1. Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный) DVD-диск

Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Простейшим способом удвоения емкости является использование двухсторонних дисков. Производители могут изготавливать диски DVD толщиной 0.6 мм, что в половину меньше толщины стандартного диска CD. Это дает возможность соединить два диска обратными сторонами и получить емкость в 9.4Gb (по 4.7 Гб на каждой стороне). Из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.

Рисунок 2. Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный) DVD-диск.

Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный): этот тип дисков имеет два слоя для размещения данных, один из которых полупрозрачный. Так как первый слой делается полупрозрачным, лазерный луч может проходить через него и отражаться уже от второго слоя. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

Рисунок 3. Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный) DVD-диск.

Double Side/Double Layer (двусторонний/двухслойный): если сложить двухслойные диски обратными сторонами вместе, получится диск, структура которого обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).

Рисунок 4. Double Side/Double Layer (двусторонний/двухслойный) DVD-диск.

Все приведенные цифры  соответствуют емкости, указанной  в миллионах байт; если округлять  по другой методике, принимая за основу, что 1Кб=1024 байт, а не 1000 байт, то получатся  другие числа: 4.38GB, 7.95GB, 8.75GB, и 15.9GB соответственно.

3. Скорость передачи  и время доступа

Существующие приводы DVD имеют несколько более медленную  скорость вращения дисков, по сравнению  с устаревшими устройствами CD-ROM c 3-х кратной скоростью. Однако, благодаря более плотному размещению данных на DVD, скорость их передачи соответствует 9-ти кратной скорости передачи данных приводов CD-ROM, что в цифрах соответствует передачи около 1.3 MB/sec.

Видео на DVD прокручивается приблизительно с 9-ти кратной скоростью, в то время, как видеопрограммы на CD обычно рассчитаны на 2-х или 4-х кратную скорость. За счет передачи видеоданных в 2.25-4.5 раза быстрее, видеофильм, показываемый с проигрывателя DVD, имеет высокое качество. Если запустить один и тот же фильм с Video CD, VHS или DVD, то разница в качестве будет заметна на глаз, причем однозначно выигрывает DVD. Сейчас на рынке уже появились устройства чтения DVD дисков второго поколения, имеющие уже 2-х кратную скорость. Хотя это и не влияет на качество проигрываемого видео, увеличится скорость загрузки программного обеспечения с DVD-ROM. Практически не изменилось положение только с одним важным параметром, влияющем на производительность: время доступа, или то время, которое требуется лазерному лучу для перехода с одного трека на другой. Имея среднее время доступа между 150 и 200 миллисекунд (ms), приводы DVD-ROM, конечно же, не могут соперничать с жесткими дисками, по скорости запуска приложений или времени поиска разрозненных данных. Но это не существенно, т.к. время доступа не влияет на проигрывание видео, потому что в этом случае данные располагаются на диске последовательно.

Кроме того, DVD-приводы, так же, как и CD, прекрасно подходят для загрузки программ и в качестве большого хранилища данных для приложений, которые не помещаются на жесткий  диск.

4. Запись на DVD

Существуют устройства DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW которые позволяют  хранить данные на специальных записываемых или перезаписываемых дисках DVD.

Устройства DVD-R и DVD+R позволяют  сделать лишь однократную запись. Отличие диска DVD-R от обычного диска DVD-ROM заключается в специальном пигментном слое, реагирующем на действие лазерного луча.

Лазер с длиной волны 635 нм выжигает необходимую информацию на светоотражающем слое.

С распространением понятия "копирайт" DVD-R практически моментально  разделился на два микростандарта - для записывающих студий и для обычных пользователей. Их главное отличие друг от друга - в длине волны применяемого лазера. Для профессионального формата DVD R(A) (DVD- R For Authoring) используется 635 нм, для "домашнего" DVD-R(G) (DVD-R For General) формата - 650 нм. Следовательно записать на бытовом устройстве студийный диск нельзя, равно как и на студийном не записать обычный DVD-R диск. Чтение информации с дисков обоих типов происходит свободно. Принципы стандарта DVD+R полностью аналогичны DVD+RW (см. ниже) - та же "продвинутая коррекция ошибок" и мультисессионная запись информации. В дисках DVD+R также применяется специальный отражающий слой с повышенными рефлективными способностями. Это позволяет устранить проблемы с совместимостью дисков из-за недостаточной мощности лазера и низкой точности позиционирования луча в бытовых проигрывателях и старых приводах DVD-ROM.

Устройства DVD-RW и DVD+RW позволяют перезаписывать диски DVD-RW много раз. В пишущем DVD-приводе, как  и в устройствах DVD-R, используется лазер с длиной волны 635 нм. Единственная разница заключается в материале  информационного слоя. Он может многократно  менять свои оптические характеристики под воздействием лазерного луча разной мощности. Гарантируется до 1000 циклов качественной перезаписи. Пока существуют только односторонние диски DVD-RW емкостью 4,7 Гб. Благодаря конструктивному родству приводы DVD-RW без проблем пишут диски стандарта DVD-R(G). Никаких принципиальных технологических отличий между DVD-RW и DVD+RW нет. Разница в формате представления информации. DVD+RW, в отличие от DVD-RW, поддерживает мультисессионную запись (запись в несколько приемов). Более высокая точность позиционирования лазерного луча позволяет осуществлять коррекцию данных "на лету", в реальном времени переписывая отдельные сбойные сектора диска. Также, по мнению многих специалистов, в DVD+RW реализован более совершенный алгоритм коррекции ошибок. Помимо поддержки записи DVD+RW дисков, стандарт официально позволяет производить запись дисков CD-R и CD-RW. У приводов других стандартов такая возможность официально не заявлена. В плане совместимости диски DVD+RW не уступают своим конкурентам DVD-RW - они также читаются всеми новыми моделями бытовых и компьютерных проигрывателей.