Merev mágneslemezek és készülékeik - számítógépes technológia
CD-k
A CD-ROM (CD) külső memóriára utal, és a programok és az adatok hosszú távú tárolására szolgál.
Kezdetben a CD-ket kizárólag kiváló minőségű hangtovábbító berendezésekben használták fel, az elavult vinillemezeket és kazettákat helyettesítve. Azonban hamarosan lézerlemezeket is használtak személyi számítógépeken. A számítógépes lézerlemezeket CD-ROM-oknak (Compact Disk - csak olvasható memória, vagy "kompaktlemez-csak olvasható memória") nevezték el. A 90-es évek végén a CD-ROM-ot használó eszköz a személyi számítógépek szabványos összetevőjévé vált, és a programok túlnyomó többsége CD-ken kezdett el terjeszteni.
A legtöbb CD-ROM esetében az ezt követően tárolt információkat egyetlen technológiai ciklusban, vagy egyetlen munkamenetben tárolják. A lemez tartalmát, vagyis egy mutatót, hogy hova és hogyan tárolják az adatokat, a VTOC tartalmazza. Azonban, miután megjelent a technológia, amely lehetővé teszi a speciális (mellékelt) CD-ROM-okhoz való adattovábbítás lehetőségét, már tárgyalt a multi-session CD-k és a megfelelő meghajtók (multi session). Így a több munkamenet rekordok a Kodak PhotoCD és a CD-ROM HA (kibővített architektúra) formátumokban vannak meghatározva.
Vannak olyan lemezek, amelyek több írható CD-RW (Compact Disk - Rewritable: rewritable CD-ROM) lehetnek. Jelenleg a CD-R és a CD-RW a legmegfelelőbb eszköz a nagy mennyiségű információ tárolására és továbbítására.
A kompakt lemezekre vonatkozó információk tárolási költsége kisebb, mint bármely más adathordozó esetében.
Fizikai eszköz CD
A CD több rétegből áll, amelyek egy kör alakú vékony lemezbe vannak összeillesztve. A kompakt lemezek túlnyomó többségének átmérője 120 mm, ami öt hüvelyk. A szabványos 5 hüvelykes lemez 640-700 MB információt tartalmaz.
Az ipari módszerrel létrehozott CD-ROM három rétegből áll. Az átlátszó polikarbonátból létrehozott lemez alapja a lemez fő kötetét foglalja el. Amikor termelő bázisok préselési vagy fröccsöntéssel azt rávisszük egy információs mintázatot, és így egy átlátszó műanyag lap, sima az egyik oldalon, és a másik -, amely tartalmaz több mikroszkopikus mélyedések (néha gödrök, az angol pit -. Recess) amelynek mélységét a felszíntől (a szárazföldtől) mérik. Ezután, a szubsztrátum által a fényvisszaverő fémréteg (általában alumínium, bár lehet használni, és más fémek vagy ötvözetek), majd - védőbevonatot egy vékony polikarbonát film vagy speciális lakkal, amely gyakran bekerül nyomtatás - különböző rajzokon és feliratok.
Miután létrehozta az összes réteget, a lemez készen áll a használatra. Az információt a lemez munkafelületéről átlátható alapon keresztül olvassuk le. A lepecsételt információs minta és a fényvisszaverő réteg különböző módon tükrözi az olvasó lézer sugarát.
CD-k bélyegzése
Mivel az üveg öntvényből (ostya körülbelül 10 hüvelyk átmérőjű és 6 mm vastagságú - «üveg mester»), amelyen van kialakítva egy mátrixot CD nyomtatás ismételten alkalmazzák, az első lépés az az eljárás eltávolító photoresistive maradó anyagot a korábbi időkben. Ezután megtisztítjuk, ionmentesített vízzel öblítjük, és új folyadékréteg fotorezisztet alkalmazunk és szárítjuk. Ezt követően a lemezt egy személyi számítógéphez csatlakoztatott lézersugaras felvevőbe (LBB) helyezzük. A felvétel (masteringet) használ kék vagy ibolya lézersugarat modulált úgy, hogy ki a fotoreziszt a pontokon, ahol kell elrendezni mélyedések (gödrök, gödrök); a rögzítés állandó lineáris sebességgel történik. A Pitasnak meg kell felelnie a Vörös Könyvben meghatározott geometriai követelményeknek. Felvétel után az üveget NaOH-oldatba helyezzük, amely a fotoreziszt megvilágított szakaszait öblíti ki. Az üvegfelület nem változik ebben a folyamatban, csak a fotoreziszt hordozója.
Az így feldolgozott rúd vákuumos bevonata vékony réteg (kb. 1 mól vastagságú) ezüst alkalmazásával, fémes üveg mesterként.
Ezután az ezüst elektrolízisét egy nikkelréteggel látják el, amelyet azután eltávolítanak az üvegből, és egy "apa" nevű fémlemezt képeznek. A kinyomtatott adatok tükörképének köszönhetően már felhasználható CD nyomtatására, de a folyamat nem ér véget, mert sok ilyen másolat szükséges. Ezért "apát" használják újra a nikkel vissza kép - "anya", amely arra szolgál, hogy készítsen munka-szerű meghal (a neve "fiú", "fiú").
A gyártásba történő átvitel előtt a bélyegeket alaposan el kell utasítani a központi lyuk pontosságának, a hosszanti és az oldalirányú ütemek jelenlétének a "bélyegző lejátszó" eszközön történő forgatásakor.
A munkahenger ("bélyegző") arra szolgál, hogy információs mintát alkalmazzon a CD polimer gerincének felületére, amelyet ezután fényvisszaverő alumínium és védő akril réteg borít.
TrueX technológia (Kenwood Technologies)
A hajtás TrueX biztosítja az átviteli sebesség 6750-7800 Kbyte / s (vagy 45H - 52X) a teljes felületen a lemez, míg a normál meghajtó 48x-max - a belső pálya működtetjük 19h elérése 48x sebesség külső pályák (ha persze, a lemez tele van).
Rögzíthető CD formátumok
CD-R. Típusú optikai lemezen egyszer írható (egyszer írható / többször olvasható tároló - WORM) óta ismert az 1980-as évek, amikor adatot rögzítünk egy WORM fizikai jel (mark) készülnek a felületen egy vékony lézer közeg és mivel ezeket a jeleket nem lehet törölni, a rögzítést csak egyszer végezheti el.
A CD-R-ben is használják az egyéb optikai adathordozókban korábban használt azo-vegyületek festékréteget.
Gyártók CD-R felhasználásával ezeket a különböző színezőanyagokat, egyesíti őket vastagságának változtatásával a színező és a fényvisszaverő réteg, és így tovább, hogy készítsen széles skáláját jellemzők, mint például a tartósság, az írási sebességhez és lézerteljesítmény rögzítéshez használt. A hagyományos CD-k alumínium fényvisszaverő rétegében rejlő hátrányok kiküszöbölésére itt használják az ezüst vagy aranyötvözetek fényvisszaverő rétegeit.
Az írható lemezen a gyártás során bélyegzett egy spirális horony (vezető pálya), amelyen az adatokat később rögzítik. Felvétel közben az író lézerfej követi ezt a sávot, és ennek eredményeként a lemez ugyanazokat a jellemzőket kapja, mint egy hagyományos kompaktlemez - a sávszélesség 0,6 μm és a pálya magassága 1,6 μm. A felvétel a lemez belsejéből indul, és egy teljes lemezen a spirális hangsáv 22 188 fordulatot vagy kb. 600 fordulatot tesz 1 milliméterenként.
Ha hagyományos CD-ROM-ot gyártanak mechanikai bélyegzéssel (jelek, "gödrök"), egy CD-R felvételénél egy lézer "kiégeti" a címkéket egy szerves festékben. A kritikus hőmérsékletre történő melegítéskor a "megrepedt" terület áttetszővé válik (vagy abszorbeálódik), és az olvasás kevesebb fényt tükröz, mint a lézer által nem fűtött szomszédos területek. Ez a technológia utánozza, hogy az információt a hagyományos CD-ről olvassák le, amikor a fény teljes mértékben visszaverődik a felszínről ("föld"), de egy gödör ("gödör") szétszórja.
A WORM technológiával ellentétben a CD-R nem teszi lehetővé korábban rögzített adatok törlését, de lehetővé teszi, hogy több munkamenetben (vagy munkamenetben) egymás után adjon hozzá lemezeket. A probléma az, hogy az ilyen multisesszionális lemezeket nem lehet teljesen olvasni a játékosok, a számítógépek korábbi verzióiban vagy a régi operációs rendszerek használatakor.
Kezdetben a CD-R lemezek 63 vagy 74 percen belül megjelentek, ez 550 vagy 650 MB kapacitásnak felel meg, később 700 MB lemezek vannak. A CD-R formátum nem mentes a kompatibilitási problémáktól. A hagyományos CD-lemezektől eltérően a CD-R fényvisszaverő felületét úgy tervezték, hogy pontosan illeszkedjen egy hagyományos CD-ROM lejátszó lézerfényéhez (780 nm). Ha ilyen lemezt helyez az első generációs meghajtóba (650 nm-es hullámhosszú lézer), akkor nincs garancia az információk pontos olvasására. Később, változó (kettős) hullámhosszú lézerfejeket fejlesztettek ki, és ez a probléma megoldódott.
CD-RW - újraírható CD (újraírható CD)
Technológia CD-RW - az anyag optikai állapotának (fázisának) változása - önmagában messze nem új. Ne feledje azonban, hogy a CD-RW technológiák nem igénylik a mágneses mezők hatását (amint a mágneses optikai tárolóban használják). CD-RW meghajtó eltér a lemez CD-R, és ezek szerkezete alapvetően hasonló a CD-R lemezek (polikarbonát szubsztrátumot smelted ólom csavarvonal alakú pályát), de szignifikáns különbség részletesen - a rögzítési réteg között van elhelyezve a dielektromos rétegek, amelyet elvezetünk túlmelegedés a felvétel közben.
Mint CD lemez, a CD-RW rendszerint átlátszó összetételű ezüst, indium, antimon és tellúr vegyületekből áll. Felvétel közben a fókuszált lézersugár szelektíven felmelegíti az anyagrégiókat az olvadáspont felett (500-700 ° C), és a megfelelő gyors hűtés után az anyag egy úgynevezett amorf állapotba kerül, ami opacitás-tartományt képez.
Amikor törlése a réteg hőmérsékletre melegítjük olvadáspontja alatti, de magasabb, mint a kristályosodási hőmérséklet (200 ° C) megfelelő ideig (legalább hosszabb, mint a minimális kristályosítási idő), és az atomok visszatérjen egy rendezett (átlátszó) állapotban.
Ahhoz, hogy ezeket a hatásokat a felvételi rétegben lehessen elérni, a CD-RW író lézere három teljesítményszintet használ:
- magas, úgynevezett "felvételi teljesítmény", opak (elnyelő) területeket hoz létre a felvételi rétegben;
- az átlag ("törlési teljesítmény") megolvasztja a rögzítési réteg részeit, és átalakítja egy fényvisszaverő (átlátszó) állapotba;
- Alacsony ("leolvasási teljesítmény"), nem változtatja meg az érzékeny réteg állapotát, és használható az adatok olvasására.
Fájlrendszerek
Az ISO 9660 adatformátum, amelyet a Nemzetközi Szabványosítási Szervezet (MOC / ISO) 1984-ben dolgozott ki, leírja a könyvtárak és fájlnevek szerkezetét a lemezeken. A fájlnevek csak nagybetűs latin betűket tartalmazhatnak, a "0" - "9" és az "_" aláhúzásszimbólumokat. A könyvtárnevek legfeljebb nyolc karakter hosszúságúak lehetnek (nincs kiterjesztés), a könyvtárak beágyazásának mértéke nem haladhatja meg a nyolcat.
Minden CD tartalmaz egy tartalomjegyzéket (TOC), amely információt tartalmaz a lemezen található műsorszámokról (hangfelvételekről). Az "Orange Book" megoldja a CD-k rögzítésével kapcsolatos problémákat, ahol a lemezen történő rögzítés későbbi ülésein a TOC módosul.
A CD-k átmérője 12 centiméter és a központi furat átmérője 15 milliméter. Az audió vagy számítógépes adatot 25 milliméteres sugárról (a felvétel leadása után) 58 milliméteres sugárról (vagy a leadás rögzítése előtt) rögzítik. Az "Orange Book" szabvány CD-R általában két részre bontja a CD-t:
- Rendszer (rendszerhasználati terület - SUA);
- Információs terület (IA).
Bár az IA csak hely az adatelhelyezéshez, az SUA hasonló a merevlemez indító szektorához, és a CD felületének kezdeti 4 mm-es sugarait használja. Itt olvasható az olvasó adatai, jelezve, hogy milyen típusú és formátumú információ várható. Az SUA viszont két részre oszlik: az Energia Kalibrációs Terület (PCA) és a Programmemória Terület (PMA).
Minden egyes CD-n a PCA-t használja az íróeszköz lézerének beállításához. Miután a lemezt behelyezte a CD-R meghajtóba, a lézersugár a SAR felülete felé irányult, hogy megbecsülje a CD-lemez égetésének optimális teljesítményét. A kalibrálást olyan tényezők befolyásolják, mint a felvételi sebesség, a páratartalom és a környezeti hőmérséklet, a használt lemez típusa. Legfeljebb 99 kalibráció megengedett a lemezen, mivel mindegyik megsemmisíti a PCA felületének részét.
Az információs terület három részre tagolódik:
- A lead-in régió nulla biteket tartalmaz ("digitális csend") a főcsatornában és egy tartalomjegyzék (VTOC) a "Q" alcsatornában. A lead-in hosszúságát a legfeljebb 99 zeneszámot (hangfelvételeket) tartalmazó térfogat-tartalomjegyzék (VTOC) behelyezésének szükségessége határozza meg;
- a program területe legfeljebb 76 percig tart. adatok, legfeljebb 99 zeneszámmal (hangfelvételekkel) elválasztva. Míg a hagyományos adathordozók nyolc bit alkot egy byte-szekvenciát, amely viszont formák adatblokkok egy CD, minden bájt (8 bit) van kódolva, mint 14 bit, plusz 3 csatolt bites segítségével az algoritmus, a továbbiakban: „modulációs 8-14» (Nyolc Ez a tizennégy moduláció - EFM);
- egy nulla bitet tartalmazó kivezető terület, és meghatározza a program végét.
Magneto-optikai technológiák
Amint azt a név is jelzi, ezek a lemezek mágneses és optikai technológiák kombinációját használják, lézert használva, hogy adatokat olvassanak le egy mágneses mezőről további adatok felhasználásával. Az eszközt úgy tervezték meg, hogy a behelyezett lemezt az egyik oldal mágneses mezője és az ellenkező irányú lézersugár érje. Lemezek, amelyek mérete 3,5 és 5,25 hüvelyk, bevonva egy réteg speciális ötvözetből amelynek az a tulajdonsága, hogy az tükrözze lézersugarat kissé eltérő szögben függően mágnesezési iránya, és az adatokat lehet rögzíteni, mint „Észak” és „Dél” mágneses pólusok, mint abban az esetben merevlemez.
Míg a merevlemez remagnetizing bármely hőmérsékleten, a mágneses bevonat használt MO média, rendkívül ellenálló a mágnesezettség szobahőmérsékleten, miközben az adatok állandó, mígnem a rögzítési réteg lesz a hőmérséklet szintje fölé melegítjük úgynevezett Curie-pontja (körülbelül 200 ° C). A mágneses optikai tároló gyűrűk lézert használnak a mágneses részecskék egyes régióinak melegítésére. A mágneses részecskék fűtése után a mágneses mezők iránya könnyen megváltoztatható a mágneses fej által létrehozott mező által.
Az információt egy kevésbé hatékony lézerrel és a Kerr-effektussal kell olvasni, amely abból áll, hogy a visszavert fény polarizációja a mágneses mező tájolásával változik. Azokon a pontokon, ahol a felület nem volt lézeres mágneses hatás, a szakasz "O" -ot jelent, és ahol a pontot felmelegítették és mágnesezték, az "1" jelet rögzíteni fogják.
Fényintenzitás modulált közvetlen felülírása (közvetlen felülírás a változó fénysugár teljesítményével).
A LIMDOW meghajtók és lemezek ugyanazt az alapelvet használják, mint a hagyományos MO meghajtók: a rögzítési felületet külső mágneses mező hatására melegítik és mágnesezik. De ahelyett, hogy mágneses fejet használnának a meghajtóban, itt a mágnesek beépülnek a meghajtóba.
LIMDOW - A lemeznek két mágneses rétege van közvetlenül a fényvisszaverő munkafelület mögött. Ez a felület, ha egy hőmérsékleti szintre melegszik, az egyik réteg mágnesezését veszi fel, de további fűtés esetén megszerzi a másik mágneses réteg polaritását. Amikor adatokat írunk a lemezre, két különböző teljesítményű lézersugárzást használunk. Így jelentősen növelhető az adatrögzítési sebesség, amely majdnem összehasonlítható a merevlemezekkel.
Amellett, hogy megteremtette a MO-t, versenyképes felvételi sebességgel, a LIMDOW technológia lehetővé teszi a nagyobb kapacitású mágneses optikai lemezek mozgását. Mivel a mágneses réteg mellett van elhelyezve, hogy a munkafelület (helyett valahol kívül a lemez), a rögzítési lehet egy sokkal nagyobb sűrűségű, sőt korlátozott felbontás a lézersugár nyomkövetési képességét ( „foltok”, a fűtőfelület). A jövőben, A lézer alkalmazása rövidebb hullámhosszú (vörös lézert, majd a kék lézert) várhatóan csökkenti a pálya mérete és kapacitása a lemez képest az aktuális (2,6 GB vagy több) növelheti 4-szer.
A floppy és a merevlemezek helyettesítői
Cserélhető merevlemezek
További információk a témáról
A rugalmas mágneslemezek elrendezésének részletes leírása és az ilyen lemezekre vonatkozó információk tárolására szolgáló módszerek
A cikk különböző típusú monitorokat ír le, leírja működésük alapelveit és jellemzőit
A cikk leírja a processzorok fejlődésének történetét, a mérnöki gondolkodás irányait, a különböző processzorok működésének elveit
A modern DVD média típusainak és eszközeinek teljes leírása a számítógépes iparban