Оптик диск

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Jump to navigation Jump to search

Энэ өгүүлэл нь CD, DVD гэх мэтийн электрон хадгалалтийн талаар юм. Төстэй нэртэй нүдний анатомийн онцлогийг хархаар бол “optic disk”-ийг үзнэ үү.

Цахим тооцооны болон оптик дискийн бичлэгийн технологид оптик диск (ОД) нь аль нэг хавтгай гадаргуу дээр орших тусгай материал (дандаа хөнгөн цагаан) дээр pit-ийн төрөлд (0 болон уншилтын явц дахь рефлексийн дутагдалаас харгалзах off-ийн битийн үнэ цэнэ) хоёртын өгөгдөлөөр (битүүд) шифэрлэгддэг болон эх хавтангуудаар (нэгийн эсвэл уншилтийн явц дахь рефлексийн давтамжаас хамаарах on-ий битийн үнэ цэнэ) кодлогддог дугуй дискэн хавтгай юм. Шицэрлэгдэж байгаа материал нь дискний гол хэсгийг хийдэг болон элсэн defocusing-н давхрагыг бий болгодог зузаан доод давхрагын (ихэвчлэн поликарбонат) дээр байдаг. Шифэрлэгддэг хээ нь үргэлжилж байгаа дискний хавтанг бүрхсэн болон захын мөрөөс дотогшоо мөр лүү өргөжиж байгаа үлгэлжилсэн цагирган маягийн замыг дагадаг. Өгөгдөл нь лазераар эсвэр тамгалагч машинаар хадгалагддаг ба өгөгдлийн зам нь дискний төрөл, дискний хэлбэр болон дискний төвөөс унших толгойн зайгаас хамааран ойролцоогоор 200аас 4000 болон түүнээс дээш RPM хурдтай эргэх оптик диск дэх лазер диодтэй гэрэлтэх үед нэвтрэх боломжтой. Ихэнх оптик дискүүдэд ховилоор бүрэлдсэн дифракцийн сараалжийн үр дүнд солонгорох шинж тэмдэг харагдана. Ийм төрлийн диск жинхэнэ өгөгдөл агуулж байдаг ба ерөнхийдөө тунгалаг материалаар бүрхэгдсэн байдаг ба ихэнхдээ лаак байдаг. Оптик дискийн нөөц талд хээтэй наалт байдаг, заримдаа цаасаар хийсэн байдаг ч голдуу хэвлэсэн эсвэл дискэн дээр тамгалсан байдаг. 31⁄2 инчийн уян дискүүд үүнтэй адилгүй. Ихэнх оптик дискэнд нэгдмэл идэвхитэй бүрхүүл байхгүй, иймээс зурагдалт, хурууны хээ, болон бусад байгаль орчны асуудлуудаас хамааран өгөгдөл шилжүүлхэд эмзэг байдаг.

Оптик дискний диаметр нь голдуу 7.6 болон 30 см-ийн (3-аас 12 инч) хооронд байдаг ба 12 см (4.75 инч) нь түгээмэл хэмжээ юм. Хэвийн диск ойролцоогоор 1.2мм (0.05 инч) зузаан, харин замын давирхай (нэг замын төвөөс нөгөө замын төврүү хүрэх зай) нь 1.6 микрометрээс (µm) (CD-нүүд) 320 нанометр (nm) (Blu-Ray дисдүүдэд) байдаг.

Оптик дисүүд голдуу гурван бичилтийн төрлөөс нэгийг нь дэмжхээр бүтээгдсэн: зөвхөн уншдаг (жишээ нь, CD болон CD-ROM), бичдэг (ганц удаа л бичдэг, жишээ нь, CD-R), эсвэл дахин бичдэг (дахин бичиж болдог, жишээ нь, CD-RW). Ганц удаа л бичдэг дискүүдэд гол төлөв ойлтын давхрага болон доод давхрагын хооронд органик будагдсан үе байдаг. Дахин бичдэг дискүүд ерөнхийдөө үе шаттайгаар ихэнхдээ AglnSbTe, мөнгөний хайлш, индий, сурьма, болон теллур гэх материалууд өөрчлөгчийг бий болгосон хайлшин бичдэг давхрагыг агуулж байдаг.

Оптик дискүүд нь голдуу хөгжим (жишээ нь, CD уншигчид ашиглах гэж), видео (жишээ нь, Blu-Ray тоглуулагчинд ашиглах гэж), эсвэл ширээний компьютерт (РС) зориулж өгөгдөл програм хадгалахад хэрэглэгддэг. Оптик Хадгалах Технологийн Холбоо (OSTA) нормчлогдсон оптик хадгалалтын форматыг дэмжсэн. Хэдийгээр оптик дискүүд эртний аудио-дүрс болон өгөгдөл хадгалах фоорматаас илүү удаан эдэлгээтэй ч тэд орчны болон өдөр тутмын хэрэглээний гэмтэлд өртөмтгий байдаг. Номын сангууд болон архивууд компьютерийн оптик дискний програм болон тохирох диск тоглуулагчид цаашид үргэлж ашиглах боломжоор хангах оптик аудио хамгаалалтын журам баталсан.

Компьютерийн мэдээллийн нөөц болон биеийн өгөгдөл дамжуулалтанд CD-нүүд болон DVD-нүүд гэх мэтийн оптик дискүүдийг хурд, жижиг хатуу төлөвийн төхөөрөмжүүд, ялангуяа USB дамжуулагч төхөөрөмжүүдээр орлуулж болно гэж үзсэн. Энэ төхөөрөмж нь USB дамжуулагч гэж таамагласан хэвээр байгаа ба цаашдаа үүний үнэ буурч багтаамж өснө гэсэн таамаглалтай байгаа. Нэмж хэлхэд, хөгжимний борлуулалт болон интернетээр цацах нь жилд борлогдох CD-ний борлуулалтыг нилээд бууруулж байна.

  ТҮҮХ 

Оптик дискний түүхэн бичлэг нь анх 1884 онд Александр Грахам Бэл (Alexander Graham Bell), Чичестер Бэл (Chichester Bell) болон Чарлес Самнер Тайнтер ( Charles Sumner Tainter) нар шилэн дискний авиаг гэрэлийн цацраг ашиглаж бичих үед гарсан юм. Эртний оптик дискний систем нь 1935 онд Личтоноргел ( Lichttonorgel) нэртэй гарж байсан.

Дүрс бичлэгэнд ашигладаг байсан эртний аналог дискийг 1958 онд Давид Паул Грег (David Paul Gregg) зохиосон ба 1961 болон 1969 онд Америкд батлагдсан. Энэ төрлийн оптик диск нь DVD-ний маш эртний (U.S. Патент 3,430,966) хэлбэр юм. 1989 онд гаргаж 1990 онд олгосон U.S. Патент 4,893,297 маш их сонирхол татаж байсан учир 2007 он хүртэл Анхдагчдын Корпорацийн DVA-д нөөц ашигласны төлбөр төлхөөр болсон – дараагаар нь CD, DVD, болон Blu-ray системүүдийг нэвтрүүлсэн. 1960 оны эхээр Америкийн Хөгжийн Корпораци Грегийн патент болон түүний Gauss Electrophysics компанийг худалдаж авсан.

Америкийн зохион бүтээгч Жамес Т.Руссель (James T. Russell) өндөр хүчин чадалтай галоген лампаар араасаа гэрлтдэг тунгалаг ялтсан дээр тоон сигналийг бичих анхны системийн бүтээлээр итгэмжлэгдсэн. Руссель анх 1966 онд патент хүссэн өргөдөл өгсөн ба 1970 онд түүнд патент олгосон. 1980-аад онд болсон заргаар Sony болон Philips-үүд Руссель-ийн патантийг эзэмшсэн (дараа нь Канадын Оптик Бичлэгийн Корп. Комдани эзэмшсэн).

Грег болон Руссель хоёрын хоёуулангийх нь диск тунгалаг горимд уян аудио унших хэрэгтэй болсон ба энэ нь ноцтой сул тал болж байсан. 1969 онд Нидерландад Philips-ийн судалгааны физикч Пиетер Крамер нь 1972 онд гарган 1991 онд олгосон U.S Патент 5,068,8462-ийн лазер туяан дээр анхаарлаа хандуулснаар ойсон горимд хамгаалагч давхаргыг унших оптик видео диск зохион бүтээсэн. Крамерийн физик формат нь бүх төрлийн оптик дискэнд ашиглагдаж байсан. 1975 онд Philips болон MCA хамтарч ажиллахаар болж, арилжааны хувьд оройтсон ч 1978 онд удаан хүсэн хүлээсэн Лазер дискийг Атлантад танилцуулсан. Хэдийгээр арилжаа нь амжилтгүй болж хамтын ажиллагаа дууссан ч MCA дискнүүдийг харин Philips диск тоглуулагчийг хүргүүлсэн.

Япон болон Америкд DVD-ний угталтыг хүртэл Анхдагчид (Pioneers) видео дискээрээ амжилтанд хүрэв. 1979 онд Philips болон Sony консорциум дээр компакт дискийг амжилттай бүтээсэн.

1990-ээд оны дунд үед үйлдвэрлэгчдийн консорциум дээр оптик дискийн хоёр дахь үе болох DVD-г бүтээсэн.

Соронзон дискнүүд их хэмжээний мэдээлэл хадгалхад хязгаарлагдмал програм гэдгийг илрүүлсэн. Тиймээс илүү олон мэдээлэл хадгалах техник олох шаардлагатай болсон. Үр дүнд нь оптик диск хэрэглэснээр оптик дискний хөгжлийг нэмэгдүүлэх их хэмжээний өгөдөл хадгалах төхөөрөмжүүдийг олсон. Хамгийн анхны ийм төрлийн төхөөрөмж нь аудио системд ашигладаг Компакт диск (CD) байсан.

Sony болон Philips 1980-аад оны дунд үед CD-ний эхний үеийг эдгээр төхөөрөмжүүдийн иж бүрэн тодорхойлттой нь зохиосон. Ийм төрлийн технологийн тусламжтайгаар аналог сигналийг тоон сигнал руу хувиргах магадлал өндөр түвшинд хүрсэн. Ийм зорилгын хүрээнд аналог сигналын 16 битийн тест секундэд 44,100 тестийн үнэлгээнд хүрсэн. Энэ тестийн түвшин нь 20 кГц хүртэлх дуу авианы давтамж шаардах Nyquist-ийн секундэд 40,000 тестий үнэлгээн дээр үндэслэсэн. Стандартын анхны хувилбар нь 650 MB багтаамж шаардах хөгжмийг 75 минут хүртэлх хөгжмийг хүлээн зөвшөөрдөг байсан.

CD-ROM-ийн дараа гарсан DVD диск нь нийгэмд хурдацтай тархаж байсан.

Оптик дискний гурав дахь үе 2000-2006 онд Blu-ray диск нэртэй үүссэн. 2006 оны 6-р сард Blu-ray дээрх анхны кино гарсан. Blu-ray эцэстээ өрсөлдөхүйц хэлбэрээр оптик дискний өндөр нарийвчлал болох HD DVD хэлбэрээр давамгайлсан. Стандарт Blu-ray диск нь ойролцоогоор 25GB өгөгдөл, DVD 4.7GB, харин CD 700MB мэдээлэл агуулна.

  Эхний үе 

Анх оптик диск хөгжим болон компьютерийн програм хангамж агуулах гэж хэрэглэдэг байсан. Лазер диск (Laserdisc) хэлбэр нь гэрийн видео цацалтанд зориулж аналог видео сигналуудыг хадгалдаг байсан. Гэхдээ арилжааны хувьд VHS видео кассетанд алдсан ба голдуу дахин засварлаж бичдэггүй болон өндөр үнээс болсон. Өөр төрлийн нэгдүгээр үеийн диск нь зөвхөн дижитал өгөгдөл хадгалхад зориулагдсан ба дижитал видео хэрэгсэлээр ашиглах боломжгүй байсан.

Ихэнх эхний үеийн дискүүдийн төхөөрөмжинд хэт ягаан туяаны лазеран уншигч толгой байдаг. Лазерийн цэг нь лазерийн долгионы урттай тэнцүү, тиймээс долгион нь дискэн дээр өгөгдсөн физик талбайд хадгалагдаж болох их хэмжээний мэдээлэлээр хязгаарлагддаг. Хэт ягаан туяаны хэмжээ нь гэрлийн үзэгдэх спектрийн төгсгөл дөх урт долгионоос хамаарна. Хэт ягаан туяанд хүрсэн өндөр нягтралтай хадгалах хүчин чадалийн нэг жишээ нь 12 см-ийн копакт дискэнд зориулсан интернэт хэрэглэгчдийн 700МВ мэдээлэл. Мэдээлэл хадгалах нягтралшилд нөлөөлдөг өөр хүчин зүйлд: дискэн дээр мэдээллийн олон давхрага байгаа эсэх, эргэлтийн арга (Шугамын тогтмол хурд (CLV), Өнцгийн тогтмол хурд (CAV), эсвэл бүсчилсэн CAV), эх хавтан болон цооногын бүтэц, болон дискний төв болон дискний ирмэгээр хэр их хэрэглээгүй нөөц байгаа зэрэг багтана.

Compact Disc (CD) and derivatives Video CD (VCD) Super Video CD Laser Disc GD-ROM Phase-change Dual Double Density Compact Disc (DDCD) Magneto-optical disc Mini Disc

  Хоёр дахь үе

Хоёр дахь үеийн оптик диск нь нэвтрүүлгийн чанартай дижитал видео гэх мэтийн их хэмжээний өгөгдөл хадгалах зориулалттай. Ийм төрлийн дискнүүд ихэнхдээ лазерийн ил туяагаар уншигддаг (голдуу улаан); богино долгион болон их тооны завсар нь нарийн гэрлийн туяа, дискэнд жижиг нүх болон эх хавтанг зөвшөөрдөг. 12 см-ийн стандарт DVD нь 4.7 GB багтаамж хүлээн зөвшөөрдөг ба нэг талт, нэг давхаргат диск, бас Data Play хэлбэрийн жижиг төхөөрөмжүүд нь 12см-ийн стандарт компакт дисктэй ойролцоо багтаамжтай байдаг.

DVD and derivatives DVD-Audio Dual Disc Digital Video Express (DIVX) Nintendo GameCube Game Disc (mini DVD derivative) Wii Optical Disc (DVD derivative) Super Audio CD Enhanced Versatile Disc Data Play Universal Media Disc Ultra Density Optical

  Гуравдахь үе

Гурав дахь үеийн оптик диск хөгжилд хүрсэн, өндөр нягтаршилтай видео түгээх болон их хэмжээнийи мэдээлэл хадгалах багтаамжийг дэмжих зорилготой. Blu-ray диск болон HD DVD нь хөх ягаан лазер болон жижиг нүх болон эх хавтантай дискний хэрэглээнд зориулсан их завсарыг оптикт анхаардаг. Ингэснээр давхрага бүрт илүү мэдээлэл хадгалагдана. Амьдрал дээр, үр дүнтэй мультимедиа танилцуулгын хүчин чадал нь Н.264/MPEG-4 AVC болон VC-1 мэтийн өгөгдөл шахагч кодын сайжруулсан видеогоор сайжирсан . Blu-ray Disc (up to 400 GB - experimental) Wii U Optical Disc (25 GB per layer) HD DVD (discontinued disc format, up to 51 GB triple layer) CBHD (a derivative of the discontinued disc format HD DVD) HD VMD Digital Multilayer Disk Fluorescent Multilayer Disc Forward Versatile Disc

  Дөрөв дэх үе

Дараах форматууд нь гурав дахь үеийн дискнүүд дээр суурилсан ба 1 ТВ-аас их хэмжээний мэдээлэл агуулах чадвартай.

Archival Disc Holographic Versatile Disc LS-R Protein-coated disc

  Дахин бичих болон засах боломжой оптик дискүүд

Зах зээл дээр шууд оптик дискээс бичдэг дискний төхөөрөмжийн олон янзын формат байдаг, бүгдээрээ арилжааны оптик диск шахагдсан үед pits болон lands-ийн нөлөөг дарахын тулд дижитал бичигч төхөөрөмжийн ойлтыг өөрчлөх гэж лазер ашиглах дээр суурилсан. CD-R болон DVD-R нь нэг л удаа бичиж олон уншдаг, харин CD-RW болон DVD-RW-аас гадна бичилтийн соронзон хатуу дискүүд (HDD) нь засаж бичиж болдог. Медиа төхөөрөмжүүдийн төрөл болох B-DISK нь өөр өөр бичих техник болон DVD-R-ийг BD-R-тай харьцуулж ашигладаг.