CD технология

Страницата по-долу е само част от огромен сайт, посветен на различна компютърна документация, сайтът съдържа повече от 800 MB информация. Ако не сте намерили това, което търсите в тази статия, опитайте да погледнете тук, попитайте във форума или потърсете информацията, от която се нуждаете, в нашата директория с връзки към компютърни сайтове.

Ако искате да закупите хартиено копие на представените тук материали , моля, свържете се с нашата книжарница.

С най-добри пожелания, екип за разработка на eManual.ru

CD технология. Пълно ръководство

div.main CD технология. Пълно ръководство

Част първа. Ключови исторически моменти и основни понятия

Екскурзия в историята - CD-DA

Как се представят данните на CD-DA

Структурно целият диск може да бъде разделен на три основни части: въвеждаща (въвеждаща зона, която съхранява цялата информация за структурата и собствеността на диска), PMA (област на програмната памет - самите данни) и изходна (изходна зона, състояща се почти само от "нули" и всъщност е индикатор за края на диска).

Цялата информация се записва на CD-DA като песни, разделени с интервали (предварителни интервали), равни на 2 секунди. Може да има 99 такива песни и всяка от тях може да бъде разделена на 99 фрагмента. Концепцията за пистите е донякъде второстепенна, но е подходяща за най-простото описание на структурата на диска.

Всъщност информацията на диска се представя под формата на блокове-сегменти, които имат стандартен размер (2352 байта) и стандартна скорост на четене от 75 блока в секунда. Тоест, ако говорим за интервал от две секунди, тогава имаме предвид 150 "празни" блока-сегменти. Самите песни се състоят от блокове, пълни с информация.

Блоковият сегмент от своя страна се състои от 98микрокадри, всеки от които е с размер 24 байта (192 бита). 24 байта могат да съдържат описание на стойностите на шест дискретни проби от десния и левия канал. А дадената стойност от 2352 байта може да се получи чрез просто умножаване на 98 по 24. Така че, говорейки за този размер на сегмента, говорим само за чисто аудио информация.

Нека поговорим повече за микрорамките, тогава всичко ще стане по-ясно. Тук има смисъл да си припомним честотата на дискретизация, битовата дълбочина и модулацията на импулсен код. Съгласно стандарта, определен в Червената книга, честотата на аудио дискретизация на CD-DA трябва да бъде 44,1 kHz (22050 Hz на канал) при 16 бита. Ако поставим шест отделни стойности​​​във всеки микрокадър и тези микрокадри се четат със скорост от 7350 части/сек (числото 7350 може да се получи и чрез умножаване на числата, дадени по-рано: 98 по 75), тогава чрез просто умножаване на 7350 по 6 получаваме 44100 прочетени стойности за секунда. Тоест получаваме желаната честота на дискретизация.

Продължение на екскурзията в историята - CD-ROM

Така че, нека вземем калкулатора и да видим колко блокови сегмента трябва да бъдат включени в продължителността от 74 минути. Получаваме това по формулата 74x60 (преведено в секунди) x75 (скорост на четене на блок). Общо получаваме 333 000. Това е колко блок-сегмента може да съдържа един компактдиск въз основа на технологичните стандарти, предвидени за четящите устройства.

Philips и Sony разработиха нова спецификация за съхраняване на цифрови данни върху CD носител. Стандартът започва да се нарича "Жълта книга", а самите носители - CD-ROM (Read Only Memory). Блоков сегмент от 2352 байта е преобразуван. Тоест, според стандарта, бяха осигурени типове Mode 1, предназначени за съхраняване на цифрови компютърни данни, и Mode 2 - компресирана графика,текстови и звукови данни. Блоковият сектор от типа Mode 1 съхранява информация за корекцията и коригирането на грешки EDC / ECC (Код за откриване на грешки / Код за коригиране на грешки) и е най-често срещаният. 288 байта са разпределени за корекция и коригиране на грешки във всеки сектор. В резултат остават 2064 байта за информация, 12 от които са разпределени за синхронизация и 4 байта за заглавката на сектора. Получаваме желаните 2048 байта, предназначени директно за съхраняване на информация.

Ако всеки блок ви позволява да съхранявате 2048 байта информация, тогава е лесно да се изчисли капацитетът на компактдиска. За целта вземаме намерения брой блокове, умножаваме по количеството информация и превеждаме в мегабайти - 650,39 MB, ако се преброят правилно, и 681,984, ако се преброят неправилно, забравяйки, че има 1024 байта в килобайт и 1024 килобайта в мегабайт. Защо се съсредоточих върху тази грешка? Мисля, че мнозина често са срещали 680 MB матрици, които всъщност не са. И така, изчислено е, че 74 минути аудио е 650 MB съхранение на цифрови данни.

Ако говорим за тип Mode 2, тогава той не осигурява корекция на грешки и сегментът може да побере 2336 байта. Корекция не е предоставена, тъй като разработчиците основателно са преценили, че методът за коригиране на грешки ще бъде вграден в самите данни или ще бъде внедрен на ниво CIRC. Самият стандарт е рядък, въпреки че няколко други са разработени от него, като XA.

Ако основната минимална единица в CD-DA формат е песен, то в CD-ROM това е сегмент.

Диск със смесен режим

High Sierra и ISO-9660

Три години по-късно (1988 г.) беше приет международният стандарт ISO-9660, чиито основни положения бяха много подобни на представянето на HSG. Този стандарт описва файловата система на CD-ROM и има три нива.Първото ниво изглежда така:

- имената на файловете могат да съдържат до 8 знака;

- в имената на файловете се използват само главни букви, цифри и символа "_";

- специални знаци не са разрешени в имената на файловете - "-,

- имената на директориите не могат да имат разширения;

- файловете не могат да бъдат фрагментирани.

Второто и третото ниво на ISO-9660 само улесняват и разширяват възможностите на първото. По-специално, на второ ниво са премахнати ограниченията за имената на файлове и директории (например вече е разрешено да се създават имена с дължина 32 знака), на третото ниво вече е разрешено фрагментирането на файлове. Заслужава да се отбележи, че ISO-9660 от първо ниво стандартизира главно форматите на файловата система MS-DOS и HFS (Apple Macintosh). Второто ниво в тези системи вече не се чете.

За Apple Macintosh има отделен стандарт за формата на файловата система HFS (Йерархична файлова система). Тази компютърна платформа има своя специална йерархия на файловата система, поради което този стандарт е в търсенето. Няколко формата на файловата система могат да бъдат записани на един диск едновременно.

Windows стандарти - Joliet и Romeo

Стандартът за формат ISO-9660 е много неудобен и тромав и преди всичко ограничава операционните системи. Но знаете, че MS-DOS и Windows файловите системи са съвместими. Почти всеки е преживявал, че дългите имена на Windows се съкращават в режим MS-DOS, символът "

" и число. В този случай имаме работа със спецификацията на Joliet. Самият стандарт на Joliet позволява използването на имена, състоящи се от 64 знака, и е внедрена поддръжка за създаване на алтернативни имена в MS-DOS. Възможно е също така да запазвате имена в стандарта Unicode. Тоест, реализирана е многоезична поддръжка.написани на този стандарт са идеално четими на системи с Windows 9.x/NT, въпреки че има ограничения за по-ранни версии на NT. Тоест Joliet е най-универсалният стандарт.

Мнозина често могат да се натъкнат на друг стандарт, който има подходящо романтично име - Ромео. Този стандарт позволява имена от 128 знака, но не създава алтернативни DOS имена и не поддържа Unicode. Този стандарт се прилага само за операционни системи Windows 9.x/NT.

Продължение на екскурзията в историята - CD-I,

CD-I-Ready, CD-I Bridge, CD-ROM-XA

Приблизително по същото време, 1988-1990 г., се създава стандартът за разширена CD архитектура, CD-XA (eXtended Architec-ture). Създаден съвместно от Philips, Microsoft и Sony и описан в Зелената книга. Той беше предназначен да комбинира стандартите CD-I и CD-ROM. Както казахме, типът Mode 2, описан в Жълтата книга, не се използва широко никъде, въпреки че позволява съхраняването на аудио и графични данни в компресирана форма и по този начин формира основата на технологията XA. За съхранение на данни се използват два типа сектори (описани в Зелената книга): Form 1 за компютърни данни - с корекция на грешки (сегментно пространство за данни - 2048 байта), Form 2 за мултимедийни данни - без корекция на грешки (сегментно пространство за данни - 2324 байта). Най-важната характеристика на стандарта е възможността за вплитане на различни видове сектори с данни на една писта. На базата на XA също е възможно да се записват смесени данни, например след Form1 да се запише една или повече песни на CD-I или CD-DA. За да можете да записвате CD-I формат на XA дискове, както и да можете да възпроизвеждате CD-I формат на обикновен компютър, беше предоставена спецификацията CD-I Bridge.

ОтделноБих искал да отбележа възможността за използване на компресирана аудио информация в CD-ROM/XA. Когато говорихме за CD-DA, си спомнихме PCM (импулсна кодова модулация), или на английски PCM (импулсна кодова модулация), при която всяка отделна точка се описва с определен брой стойности. След PCM е изобретена нова технология DPCM (Differential PCM), според която не е необходимо да се описва всяка точка, а е достатъчно да се посочат стойностите на разликата в сравнение с предишната. След това се появи друга технология ADPCM (Adaptive Differential PCM), която включва фактори за мащабируемост, тъй като, както разбирате, има максимални и минимални стойности. Най-новата технология позволи, като същевременно запази качеството, да разшири обхвата на възможното време за възпроизвеждане на аудио от 74 минути до няколко часа.

1991 - CD-R, CD-E, CD-RW

Спецификацията, разработена през 1991 г., беше издадена като Orange Books. Двама са. Първият стандартизира магнитно-оптични устройства за съхранение, които могат да изтриват и презаписват информация. Втората книга е за еднократно записващи устройства, на които може само да се пише. Тоест във втората книга говорим за CD-R (Recordable). Те включват вече познатите стандарти PhotoCD и CD-ROM/XA. Постепенно модерните технологии започнаха да позволяват презаписване на дискове. Говорим за CD-RW (Rewritable) или CD-E (Erasable), които всъщност са едно и също. Тези медии и устройства най-вероятно попадат в първата от "Оранжевите книги".

Видео CD - развлекателната индустрия го изискваше

Подобрен CD - отне време. и шоубизнеса

Когато говорихме за стандарта CD-ROM/XA, не споменахме нито един съществен проблем. Който? Както винаги - съвместимост. този път със CD плейъри. Първоима песен с данни и след това с аудио, което или не се възприема от играчите, или се възприема неадекватно. Стандартът Enhanced CD позволява да се записват аудио записи в първата сесия и компютърни данни във втората. Стандартът се появи през 1994 г. и в допълнение към това има други имена, като CD Plus, Extra CD.

---