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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE CD : technologies et normes. Donnée de référence
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Les références En lisant régulièrement la presse informatique, en communiquant avec des personnes liées à l'informatique et en s'intéressant à la publicité de ces dernières dans la presse écrite et télévisée, il n'est pas difficile de remarquer les progrès de géant avec lesquels se développe cette branche technologique. L'imagination est stupéfaite par des processeurs de plus en plus avancés, des moniteurs de haute qualité, des imprimantes et des produits souvent fondamentalement nouveaux. Une grande partie des capacités de la technologie informatique proviennent de ses équipements périphériques. Cet article décrit l'un des types de périphériques : les périphériques de stockage d'informations à long terme sur CD optiques. Au cours de l'histoire relativement courte de l'informatique, de nombreux types de supports ont évolué sur lesquels des informations peuvent être stockées indéfiniment : cartes papier perforées et bandes perforées, bandes magnétiques, tambours, disques flexibles et durs de différentes tailles et capacités et, enfin, magnéto- disques optiques et optiques. Les fabricants d'accessoires informatiques de haute technologie ont probablement aujourd'hui de nombreuses idées prometteuses dans ce domaine, mais pour l'instant, les disques magnéto-optiques et optiques deviennent de plus en plus populaires. Dans cet article, nous ne parlerons que des disques optiques, apparus il y a assez longtemps, mais qui sont constamment améliorés et gagnent en toute confiance en popularité. Le nom le plus courant pour les disques optiques est « disque compact » ou CD-ROM (CD en abrégé). Un CD peut stocker une énorme quantité d’informations dans un petit volume physique. La capacité de lire à plusieurs reprises les données enregistrées sans épuiser le support, qui est associée à l'absence de tout contact mécanique du dispositif de lecture avec la surface portant les informations, est tout aussi importante. A cela s'ajoute le coût relativement faible des disques eux-mêmes et des appareils nécessaires pour les utiliser. Ces avantages ne peuvent qu'attirer tous ceux qui doivent stocker d'énormes quantités de données avec un risque de perte minimal. Et ils sont de plus en plus nombreux. Partout où il y a des ordinateurs, il y a forcément des programmes puissants, des archives et des bases de données, des images et des sons convertis sous forme numérique. Il est pratique de stocker tout cela sur un CD. PRINCIPES DE CONCEPTION ET DE FONCTIONNEMENT Un CD moderne est un disque en plastique d'un diamètre d'environ 120 et d'une épaisseur d'environ 1 mm, comportant un trou d'un diamètre de 15 mm au centre. Autour du trou se trouve une zone d'environ 10 mm de large pour le serrage de la broche qui fait tourner le disque. Une face du CD est généralement magnifiquement conçue et contient de brèves informations sur le contenu des enregistrements. L’autre scintille et scintille de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Il comporte un autre anneau visuellement distinctif autour de la zone de serrage, sur lequel est estampé un numéro de série dans un code-barres ou un autre code, souvent compréhensible uniquement par le fabricant du disque. Vient ensuite la zone de données, qui donne l’effet arc-en-ciel lorsqu’elle est vue en lumière réfléchie. Sur le bord extérieur du CD se trouve un anneau de protection transparent de petite largeur [1]. Les CD les plus courants ont la structure illustrée à la Fig. 1. Une fine couche réfléchissante 1 d'aluminium est appliquée sur une base 2 en plastique acrylique. Le métal est recouvert d'un film protecteur transparent en polycarbonate 3. Les données sont lues par un faisceau laser 4. Le processus habituel de fabrication de CD comprend plusieurs étapes : préparation des données pour l'enregistrement, réalisation d'un disque master (original) et de matrices (négatifs du disque maître), réplication de CD.
Les informations sont appliquées sur la surface lisse d'un disque maître en aluminium à l'aide d'un faisceau laser qui, en modifiant la structure du métal (en d'autres termes, en le brûlant), crée des dépressions microscopiques. L'alternance de dépressions et de zones planes à réflexion différente représente les données sous la forme binaire familière aux ordinateurs. A noter que les dimensions des cavités formées par le faisceau laser sont très petites : plusieurs dizaines d'entre elles peuvent tenir sur un segment dont la longueur n'excède pas l'épaisseur d'un cheveu humain [2]. Ce qui suit n’est pas sans rappeler la réalisation de disques phonographiques ordinaires. Les copies négatives du disque maître servent de matrices pour presser les dépressions porteuses d'informations sur la surface du CD lui-même, qui restent à recouvrir d'aluminium, à appliquer une couche protectrice et à fournir les inscriptions nécessaires. Il convient de noter qu'il existe d'autres technologies de production de CD, notamment réinscriptibles et réinscriptibles, dont certaines seront discutées ci-dessous. LECTURE DES INFORMATIONS Sous le CD, inséré dans le lecteur face brillante vers le bas et fixé dans un axe rotatif, le lecteur se déplace le long d'un rayon à l'aide d'un servomoteur (Fig. 2). Il se compose d'un laser à semi-conducteur 1, d'un prisme diviseur de faisceau 2 avec une lentille 3 qui focalise le faisceau sur la surface du disque 4 et d'un photodétecteur 5. La lentille est équipée d'entraînements permettant d'affiner la position du faisceau sur la piste d’information. Il est clair qu’un laser de puissance bien inférieure est utilisé pour la lecture que celui utilisé pour graver des dépressions à la surface du disque maître [3].
Le prisme dirige le faisceau réfléchi par la surface en aluminium vers le photodétecteur. S'il est réfléchi depuis un îlot brillant entre les dépressions, un courant électrique apparaît dans le circuit photodétecteur, dont la présence est interprétée comme un 1 logique. Le faisceau entrant dans la dépression est en grande partie dispersé, de ce fait, l'éclairage du photodétecteur et le courant généré par celui-ci diminue - un 0 logique est enregistré. La surface sensible du photodétecteur est divisée en quatre secteurs. Cela permet au microprocesseur contrôlant le lecteur de déterminer si le faisceau est correctement positionné. Si le faisceau s'écarte de la position souhaitée (et cela se produit généralement en raison d'erreurs dans la fabrication du CD et du lecteur), la tache qu'il crée sur la surface du photodétecteur se déplacera également, ce qui entraînera ses secteurs seront inégalement éclairés. En comparant les courants générés par chaque élément du récepteur, le microprocesseur génère des commandes qui corrigent la position de la lentille, et donc le faisceau à la surface de la couche réfléchissante. STRUCTURES DE DONNÉES Comme déjà mentionné, les données sont enregistrées sur un CD sous la forme d'une séquence d'encoches et d'intervalles entre elles, formant une seule piste d'informations physiques. Exactement un, contrairement à la méthode habituelle d’enregistrement sur disques magnétiques. Cette piste unique est une spirale commençant au centre du disque et se déroulant vers son bord. De cette manière, un CD rappelle un peu un disque de gramophone traditionnel, s'en différenciant par le sens de la spirale et la méthode de lecture des données sans contact. La piste commence par une zone de service nécessaire à la synchronisation du lecteur : le lecteur doit « savoir » quand il attend l'arrivée de chacune des informations écrites. Une piste physique peut être divisée en plusieurs pistes logiques. Le flux continu de bits lus sur un CD est divisé en octets de huit bits, logiquement combinés en secteurs. Chaque secteur se compose de 12 octets de synchronisation, de quatre octets d'en-tête contenant le numéro de secteur et des informations sur le type d'enregistrement qu'il contient, de 2048 288 octets de la zone de données principale et de XNUMX octets d'informations supplémentaires. Plusieurs types de secteurs sont utilisés. Le premier d'entre eux est destiné uniquement à l'enregistrement audio numérique. Le second est le principal pour tous les CD. Son en-tête est étendu à 12 octets en raison de la zone d'informations supplémentaires. La partie restante de cette zone est occupée par un code de détection des erreurs de lecture des données (quatre octets) et deux codes permettant de les corriger : la parité P (172 octets) et la parité Q (104 octets). Dans les secteurs du troisième type, un espace d'informations complémentaires est mis à la disposition de l'utilisateur. Ainsi, chacun d'eux peut contenir jusqu'à 2336 octets de données, mais sans possibilité de contrôler l'exactitude de la lecture et la correction des erreurs. Chaque piste logique est constituée de secteurs d'un seul type [4]. Les premiers secteurs d'un CD contiennent son contenu (Table des matières du volume, VTOC) - un peu comme une table d'allocation de fichiers (FAT) sur des disques magnétiques. De manière générale, le format de base du CD selon la norme HSG (voir ci-dessous) rappelle à bien des égards le format d'une disquette, sur la piste zéro de laquelle sont indiqués non seulement ses principaux paramètres (nombre de pistes, secteurs, etc. .), mais des informations sur l'emplacement des données sont également stockées (répertoires et fichiers). La zone système contient des répertoires avec des pointeurs ou des adresses de zones où les données sont stockées. Une différence significative avec une disquette est que le répertoire racine d'un CD contient des adresses directes de fichiers situés dans des sous-répertoires, ce qui facilite grandement leur recherche. La vitesse de lecture de données « unique » classique, à laquelle seuls les lecteurs de disques audio fonctionnent aujourd'hui, est de 175 Ko/s ou environ 75 secteurs par seconde. Chaque piste logique contenant 300 secteurs est restituée à cette vitesse en 4 s. L'ensemble du CD, s'il est constitué uniquement de secteurs de type 663,5, contient XNUMX Mo de données. Les ordinateurs utilisent des lecteurs de CD qui offrent des vitesses de lecture de données beaucoup plus rapides en augmentant la vitesse de rotation de la broche et en modifiant en conséquence un certain nombre d'autres caractéristiques techniques. Les entraînements dont la vitesse est multipliée par huit ou par 12 sont courants aujourd'hui. Mais il y a aussi ceux dans lesquels il est 16 et même 24 fois plus grand que « simple ». NORMES CD Les CD de musique optique ont remplacé les CD vinyles enregistrés mécaniquement en 1982, presque simultanément avec l'avènement des premiers ordinateurs personnels IBM. C'est le résultat de la coopération entre deux géants de l'industrie électronique : la société japonaise Sony et le néerlandais Philips. L'histoire du choix de la capacité du CD est intéressante. Akio Morita, PDG de Sony, a décidé que les nouveaux produits devaient répondre aux exigences des amateurs de musique classique. Après avoir mené une enquête, il s'est avéré que l'œuvre classique la plus populaire au Japon, la neuvième symphonie de Beethoven, dure environ 73 minutes. Apparemment, si les Japonais avaient été plus friands des courtes symphonies de Haydn ou des opéras de Wagner, joués entièrement sur deux soirées, le développement du CD aurait pu suivre un chemin différent. Mais le fait demeure un fait. Il a été décidé que le CD durerait 74 minutes et 33 secondes. Ainsi est né le standard connu sous le nom de Livre Rouge. Tous les mélomanes n’étaient pas satisfaits de la durée de lecture choisie, mais par rapport aux 45 minutes des disques vinyles éphémères, cela représentait un pas en avant significatif. Lorsque 74 minutes de musique ont été converties en capacité d'information, le résultat était d'environ 640 Mo [2]. Les deux sociétés mentionnées ci-dessus ont également joué un rôle de premier plan dans le développement du premier standard de CD numérique, appelé « Yellow Book ». Les disques créés sur cette base, capables de stocker, en plus des données audio, également des données textuelles et graphiques, étaient appelés CD-DA (CD-Digital Audio). L'en-tête du CD-DA contient des informations qui vous permettent de déterminer le type de données enregistrées. Cependant, la norme ne réglemente pas les formats d'enregistrement logiques et de fichiers. Leur choix a été entièrement confié aux entreprises manufacturières. En conséquence, un CD conforme aux exigences du Livre Jaune ne pouvait souvent être lu que par l'appareil du modèle auquel il était destiné. Cette situation, notamment en relation avec le grand succès commercial du CD, ne pouvait bien entendu satisfaire personne. Dans l’intérêt commun, il était urgent de trouver un compromis. La deuxième norme de facto pour les CD numériques était HSG ou simplement High Sierra. Notons un détail intéressant : il doit son nom à un hôtel et casino situé dans une des villes de Californie, où les principaux fabricants de CD se réunissaient pour discuter de leurs problèmes. Ce document était de nature consultative et a été proposé pour garantir au moins une certaine compatibilité. Il définit les formats de fichiers logiques et CD. Malheureusement, aucune couleur appropriée n'a été trouvée pour un livre répondant à la norme HSG. Cependant, il s'est avéré si attractif que les principales dispositions de la norme internationale ISO 9660, adoptée un peu plus tard, coïncidaient avec HSG. La norme ISO 9660 décrit le système de fichiers sur CD-ROM. Selon la norme de premier niveau, il ressemble à un système MS DOS similaire : les noms de fichiers peuvent contenir jusqu'à huit caractères et avoir une extension de trois caractères séparés par un point. Les caractères spéciaux sont interdits dans les noms (par exemple, "~", "-", "=", "+"), seules les lettres latines majuscules, les chiffres et les traits de soulignement sont utilisés. Chaque fichier est doté d'un numéro de version, séparé de l'extension par le symbole ";". Les noms de répertoire ne peuvent pas avoir d'extensions. L'imbrication de jusqu'à huit répertoires est autorisée. La norme ISO 9660 niveau 32 autorise les noms de fichiers comportant jusqu'à XNUMX caractères, sous réserve des restrictions décrites ci-dessus. Les CD créés selon cette norme ne conviennent pas à une utilisation dans un certain nombre de systèmes d'exploitation, y compris MS DOS. Avant de continuer avec les standards du CD, examinons le concept de session d'enregistrement. La plupart des CD sont classés en session unique, car toutes les données y sont enregistrées au cours d'un cycle technologique ou d'une session d'enregistrement. Cependant, après le développement de technologies appropriées et de disques spéciaux, il est devenu possible d'effectuer des sessions d'enregistrement supplémentaires, ajoutant de nouvelles portions de données à celles existantes. Les CD multisession incluent les formats de CD PhotoCD et CD-ROM XA (architecture étendue). La technologie PhotoCD a été proposée par Eastman Kodak comme moyen de créer et de visualiser des photographies numériques. Les images de n’importe quelle diapositive et négatif 35 mm peuvent être enregistrées numériquement sur un disque spécial, une par une. Mais pour lire entièrement les informations, vous avez besoin d'un lecteur compatible PhotoCD. Un utilisateur normal conforme HSG ou ISO 9660 ne pourra lire que l'enregistrement effectué lors de la première session, puisque le VTOC au début de la piste d'informations ne contient que des informations à ce sujet. La norme CD-ROM XA est compatible avec High Sierra et ISO 9660. Cependant, elle contient bien plus de fonctionnalités. Premièrement, il permet l’enregistrement multi-session. Deuxièmement, vous pouvez stocker des données graphiques, textuelles et sonores sur le même disque, et les graphiques peuvent inclure à la fois des images fixes et des animations, ainsi que des films animés. La principale caractéristique du CD-ROM XA est ce qu'on appelle l'entrelacement de blocs d'informations hétérogènes. Par exemple, la première image vidéo peut être suivie de son audio, après quoi l'image suivante est localisée, etc. Cela favorise la lecture synchrone du son et de l'image et réduit considérablement le volume requis du tampon intermédiaire par rapport à celui requis avec la disposition habituelle. de données sur disque. Une autre fonctionnalité de la norme XA est la compression des données audio, qui permet d'enregistrer des informations audio d'une durée de plusieurs heures (au lieu des 74 minutes habituelles) sur un seul disque. Bien que les algorithmes de compression pour une grande variété de données soient activement utilisés dans de nombreux domaines informatiques, cet avantage du CD-ROM XA n'est pas encore largement utilisé. Une autre tentative de Sony et Philips visant à réglementer de manière globale non seulement les formats logiques et de fichiers, mais également le contenu des fichiers eux-mêmes sur les CD numériques, a abouti à une norme connue sous le nom de Livre vert. En fait, il s'agit d'une version étendue du standard CD-ROM XA. Les lecteurs compatibles Green Book peuvent lire les CD-DA, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I et Kodak PhotoCD [2]. Le format CD-I (Interactif), évoqué ici pour la première fois, mérite une description. Les appareils audio et vidéo en temps réel dotés de capacités avancées de traitement de texte et de graphiques sont considérés comme des sources d'informations interactives pour le CD-I. On s’attend à ce que les programmes informatiques soient largement utilisés pour traiter tous types de données. En ce qui concerne les informations et les tâches système au format CD-I, les types possibles de données et les méthodes de leur codage sont déterminés, ainsi que l'organisation des moyens nécessaires pour prendre en charge les systèmes de disques. D'un point de vue technique, le format CD-I est basé sur la technologie CD-ROM, mais pour le consommateur il est proche du CD-DA. Sur un disque, vous pouvez combiner des pistes d'enregistrements CD-DA et CD-I et utiliser un équipement de décodage CD-DA dans les systèmes CD-I. Les disques au format CD-I sont le plus souvent utilisés dans les domaines de l'éducation (enseignement à distance et autoformation à l'aide d'ouvrages de référence, d'albums, de livres « parlants »), du divertissement (musique avec textes, notes, images, jeux), des loisirs (dessin et dessin, création de films, animation en temps réel, écriture de poésie), tourisme (cartes, appareils de navigation, informations sur les attractions), diagnostic de maladies et bien d'autres. La dernière norme CD actuellement en vigueur est contenue dans le Livre Orange. Dans sa première partie nous parlons des dispositifs de stockage magnéto-optiques (CD-MO), qui permettent d'effacer et de réécrire des informations. La deuxième partie est consacrée aux lecteurs de type WORM (Write Once Read Many) et CD-R (Recordable). Les données ne peuvent être ajoutées qu'à ces appareils. Il n'est pas possible d'effacer un enregistrement existant. Presque tous les lecteurs de CD actuellement vendus répondent aux exigences de la deuxième partie du « Livre Orange » : ils peuvent lire les CD de tous les formats décrits, y compris les formats inscriptibles. Les normes évoquées s'appliquent aux CD adaptés à une utilisation sur des ordinateurs personnels compatibles IBM. Bien entendu, il existe des formats conçus pour d'autres systèmes, par exemple Macintosh HFS pour les ordinateurs Apple Macintosh, mais nous n'y reviendrons pas. Dans la première partie de l'article, presque tous les formats courants de stockage de données sur CD-ROM ont été pris en compte. L'une de leurs caractéristiques est la différence dans la structure du système de fichiers du CD par rapport à celle adoptée dans MS DOS. Par conséquent, pour accéder aux données enregistrées, il est nécessaire de convertir leur format. Pour résoudre ce problème, Microsoft a publié un pilote logiciel spécial appelé Microsoft CD Extensions (MSCDEX.EXE). Il est très courant, inclus avec MS DOS et presque tous les lecteurs de CD-ROM. Lors de l'utilisation de MSCDEX.EXE, le système d'exploitation traite le CD comme s'il s'agissait d'un disque magnétique normal (sauf que les données peuvent uniquement être lues). Pour charger le driver, le fichier AUTOEXEC.BAT doit contenir une commande (écrite sur une seule ligne) MSCDEX /D : nom [/D : nom2...] [/E] [/K] [/S] [/V] [/L : lettre] [/M : chiffre] Ses paramètres (facultatifs - entre crochets) précisent ce qui suit : /D:name [/D:name2...] - noms des lecteurs de CD-ROM installés sur l'ordinateur. Ils doivent correspondre à ceux spécifiés dans les paramètres similaires des commandes du fichier CONFIG.SYS qui lancent ces lecteurs. Le nom par défaut est MSCD001. /E - Permet de placer les tampons de secteur de disque dans la mémoire étendue, si disponible. /K - MS DOS peut lire les CD en utilisant l'encodage de l'alphabet Kanji japonais. /S - Autorise l'accès au CD-ROM à partir du réseau informatique local. /V - Au démarrage, MSCDEX affichera des statistiques à l'écran. /L:lettre - cette lettre désignera le lecteur logique correspondant au lecteur de CD-ROM. S'il n'est pas précisé, le pilote utilise le premier gratuit. Par exemple, dans un système qui possède déjà les lecteurs A, B et C, par défaut le CD-ROM deviendra le lecteur D, et si le paramètre /L:H est présent, alors le lecteur H. S'il y a plusieurs lecteurs de CD , le reste recevra les prochaines lettres inoccupées. /M:number - c'est le nombre de tampons de secteur de CD que le pilote créera. Il peut y en avoir de deux à 30 (la valeur par défaut est 10) et chacun prendra environ 2 Ko en mémoire. Plus il y a de tampons, plus les performances du système sont élevées. MSCDEX.EXE doit être utilisé conjointement avec les pilotes de lecteur de CD-ROM, décrits comme périphériques (DEVICE) dans le fichier CONFIG.SYS. Ces drivers sont spécialisés pour chaque modèle de variateur, sont fournis avec eux et disposent également de plusieurs paramètres. Malheureusement, il n'est pas possible de lister toutes les options [2]. INTERFACES L'interface connecte le lecteur de CD-ROM et l'ordinateur. Ce sont ses caractéristiques qui déterminent la vitesse d'interaction entre ces appareils. Chaque nouveau type de disque et de lecteur correspondant qui apparaît sur le marché doit disposer d'une interface permettant de transférer de grandes quantités de données sans délai et avec une charge CPU minimale. Très souvent, les fabricants fournissent un lecteur de CD-ROM ainsi qu'un contrôleur qui implémente l'interface dite propriétaire. Il se trouve souvent sur la carte son, à laquelle est connecté un CD-ROM acheté dans le cadre d'un ensemble multimédia. Il s’agit généralement d’une implémentation simplifiée de l’une des normes décrites ci-dessous. Très rarement (en raison de la faible vitesse de transfert des données) la communication via un port parallèle destiné à une imprimante est utilisée. Habituellement, certains modèles de disques externes y sont connectés, car cela ne nécessite pas d'ouvrir l'ordinateur. Le port est le plus souvent configuré pour fonctionner dans l'un des modes avancés : EPP (Enhanced Parallel Port) ou ECP (Extended Capabilities Port). Pour connecter des CD-ROM à des ordinateurs portables, leur interface avec des convertisseurs parallèles est souvent utilisée. De nombreux lecteurs de CD-ROM sont équipés d'une interface IDE (également connue sous le nom d'AT-Bus, ATA), courante pour les disques magnétiques durs (disques durs). Sa particularité réside dans la mise en œuvre des fonctions du contrôleur dans le variateur lui-même, ce qui rend la connexion à un ordinateur assez simple. Il y a plusieurs années, Western Digital a développé la norme EIDE - Enhanced IDE, qui a été soutenue par cinq autres grandes sociétés. Il vous permet d'installer jusqu'à quatre disques durs, lecteurs de CD-ROM ou lecteurs de bande sur votre ordinateur. L'interface SCSI (prononcée « skazi ») est populaire. Il est utilisé pour connecter de nombreux périphériques nécessitant des vitesses de transfert de données élevées. La vitesse habituelle pour cette interface est de 2...4 Mo/s. Physiquement, le bus SCSI est un câble plat doté de connecteurs à 50 broches. Vous pouvez y connecter jusqu'à huit périphériques. La norme propose deux méthodes de transmission de signaux sur le bus : mode commun et différentiel. Ce dernier se caractérise par une immunité accrue au bruit et permet d'augmenter sa longueur. Pour garantir une transmission du signal sans distorsion, des charges adaptées doivent être connectées aux lignes de bus des deux côtés (un ensemble de résistances conçues à cet effet est souvent appelé terminateur). Dans la version 2 de SCSI, le débit est augmenté en augmentant la fréquence d'horloge et en réduisant les paramètres critiques de synchronisation du bus grâce à l'utilisation des derniers circuits intégrés et de câbles de haute qualité. Il existe des versions améliorées de cette interface : « rapide » et « large » (Wide). Ce dernier fournit 24 lignes de communication supplémentaires et les appareils sont reliés par un autre câble (68 fils). Pour les lecteurs de CD-ROM, le SCSI-2 « large » n'est pratiquement pas utilisé [5]. L'interface logicielle de l'adaptateur SCSI principal (hôte) installé dans un ordinateur est définie par la norme ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), développée par Adaptec, l'un des principaux fabricants de tels périphériques. Les modules logiciels de cette norme s'emboîtent assez facilement. Le principal est le gestionnaire d'hébergement. Les pilotes de périphériques y sont associés. Si un pilote compatible ASPI est fourni avec un lecteur de CD-ROM doté d'une interface SCSI, il fonctionnera avec tous les adaptateurs hôtes (cartes d'interface) fabriqués par Adaptec et la plupart des autres sociétés. CD ENREGISTRABLES Nous avons déjà dit à plusieurs reprises que la technologie évolue très rapidement et que ce qui était nouveau hier est aujourd'hui une chose familière et que demain est un archaïsme désespéré. Examinons quelques domaines prometteurs pour le développement de CD. Les CD enregistrables, déjà populaires aujourd'hui, continuent de se généraliser. Ils ne sont pas destinés à la réplication massive de programmes et d'autres informations, mais à des enregistrements uniques ou à la réalisation d'un petit nombre de copies. Les CD-R (Enregistrables) répondent pleinement aux exigences de la deuxième partie du Livre Orange. La plupart des appareils d'enregistrement prennent en charge le mode multi-session. La structure du CD-R est représentée sur la Fig. 3. Il se compose de plusieurs couches : polycarbonate porteur 1, organique 2, dans lequel le faisceau laser « brûle » les informations, réfléchissant (or) 3 et protecteur 4 de vernis résistant aux influences extérieures, sur lequel est posée l'étiquette. imprimé [6].
Plusieurs types de couches organiques fondamentalement différents sont utilisés. Il est fabriqué à partir de matériaux d’une composition chimique très complexe. Pendant l'enregistrement sur CD-R, de petites zones 5 de la couche organique, sous l'influence d'un puissant faisceau laser focalisé, s'échauffent et modifient leurs propriétés optiques (commencent à diffuser la lumière). Dans les zones non chauffées, la couche reste transparente et, lors de la lecture des données, transmet la lumière laser 6. Cette dernière atteint la couche réfléchissante en or et, en revenant, frappe le prisme séparateur de faisceau, puis le capteur photosensible. Le coefficient de réflexion lumineuse de l'or, supérieur à celui de l'aluminium, compense la perte d'énergie du faisceau de lecture dans la couche organique. Bien que les méthodes d'enregistrement d'informations sur des CD ordinaires et réinscriptibles soient différentes, le résultat est le même : une séquence de zones réfléchissantes et non réfléchissantes qui peuvent être lues par n'importe quel lecteur de CD-ROM. Il convient de noter que les CD-R présentent certains avantages par rapport aux disques WORM similaires, qui ont une grande capacité (double face - jusqu'à 1,2 Go), mais qui, en raison de leur coût très élevé, ne sont pas largement utilisés [4]. NOUVELLE NORME : LA TECHNOLOGIE DVD Le dernier type de disque optique que nous aborderons dans cet article est le DVD. Il s’agit aujourd’hui de la norme la plus récente et la plus prometteuse. Tout comme les CD ont lentement remplacé les vinyles, les DVD remplaceront progressivement les CD-ROM dans le futur [6]. Initialement, l'abréviation DVD était déchiffrée en Digital Video Disk, puis Digital Versatile Disk, et aujourd'hui elle n'est pas du tout déchiffrée. Cette technologie est en développement depuis très longtemps, mais a finalement atteint le point où elle sera largement adoptée. En particulier, lors de la plus grande exposition informatique russe Comtek'98, plusieurs disques vidéo réalisés à l'aide de la technologie DVD ont été présentés [7].
Extérieurement, un DVD ressemble à un CD ordinaire, mais il peut stocker sept fois plus d'informations (4,7 Go). Cette valeur est spécifique à un disque SLSS (Single Layer Single Sided). La capacité d'information du double couche simple face (DLSS) est de 8,5 Go, celle du simple couche double face (SLDS) est de 9,4 Go et celle du double couche double face (DLDS) est d'environ 17 Go, soit 26 fois plus que un CD-ROM moderne. Le disque DLDS (Fig. 4) est constitué de deux substrats collés 1, chacun de 0,6 mm d'épaisseur, sur lesquels sont appliquées des couches d'informations et de protection de plusieurs micromètres d'épaisseur. Pour lire les données de chacune des couches d'informations, le faisceau laser 4 est focalisé sur l'une d'elles : la couche superficielle translucide 2 ou la couche profonde réfléchissante 3. La diode laser du dispositif de lecture ne fonctionne pas dans le domaine infrarouge caractéristique des CD. (longueur d'onde 780 nm), mais émet une lumière rouge avec des ondes de longueur d'onde de 650 et 635 nm, ce qui a permis de réduire la taille de la fosse (la surface occupée sur la surface de travail du disque par une unité d'information) de près moitié et, en conséquence, réduisez la distance entre les pistes d’enregistrement. Les exigences croissantes en matière de précision de mise au point ont forcé l'utilisation d'un objectif avec une ouverture accrue. La densité d'enregistrement élevée nécessitait un codage des données résistant aux erreurs (EFM Plus 8/16) et l'utilisation d'un système fiable de correction des erreurs de lecture (codes Reed-Solomon) [8]. Il existe cinq sous-normes de DVD (livres) : A - DVD - ROM, B - DVD - Vidéo, C - DVD - Audio, D - DVD - WO, E - DVD - RAM. Il n'est pas difficile de deviner le contenu de chacun des livres. Les DVD-ROM remplaceront les CD informatiques numériques que nous utilisons aujourd'hui. L'enregistrement d'images animées sur DVD-Vidéo au format plein écran remplacera inévitablement les cassettes vidéo domestiques par des bandes magnétiques. DVD - Audio - remplacement des CD audio actuels. Les DVD-WO (Write Once) sont similaires aux CD-R enregistrables. De grands espoirs sont placés sur le DVD-RAM le plus sophistiqué technologiquement. Dans un futur lointain (ou pas si) ils remplaceront les CD - RW (Réinscriptible - réinscriptible) ou CD - E (Erasable), dont des prototypes commencent tout juste à apparaître sur le marché. Chacune des normes inférieures répertoriées devrait avoir les perspectives les plus prometteuses. Mais on ne peut vraiment apprécier leurs mérites qu’après les avoir vus en action. Pour l’instant, les consommateurs devraient être impressionnés par les volumes d’informations contenus sur les DVD. littérature
Auteurs : A. Denisenko, A. Balabanov, Nizhny Novgorod
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