Дисковод флоппи-дисков

Дисковод (Floppy Disk Drive – FDD) является периферийнымустройством, в котором накопителями информации являются дискеты (Floppy).

Наиболее распространены 3,5" и 5,25" дисководы. Их скорость вращения около 300 об/мин, время доступа 100 мс, скорость обмена данными –до 500 Кбайт/с. Кроме наиболее встречающихся дисководов, используют также комбинированные 3,5" и 5,25" дисководы в одном корпусе, дисководы на 2,88 Мбайта. Дискеты 3,5" имеют емкость до 1,44 Мбайт, 5,25" до 1,2 Мбайт. Дискету 5,25" можно защитить от записи, если заклеить соответствующий вырез, дискета 3,5" имеет механическую защитную задвижку.

Для того, чтобы воспользоваться дискетой, её следует отформатировать. Компьютер размещает все дорожки дискеты для точной идентификации той части диска, которая находится в текущий момент под головками чтения/записи.

На смену 1,44 Мбайт дисководам постепенно приходят устройства, например Zip, имеющие ёмкость 100 и более Мбайт. Данные устройства позволяют отказаться от отдельных контроллеров для нескольких физических устройств. Ведущие поставщики компьютерной техники включили Zip-устройства в состав конфигураций своих ПК.

Альтернативой Iomega Zip являются LS-120 (Imation), имеющие ёмкость 120 Мбайт, поддерживающие совместимость по чтению и записи со стандартными дискетами и загрузку операционной системы [216;28]. Цена дисководов LS-120 и дискет идентична продукции Iomega Zip.

Другой конкурент Zip и LS-120 – разработанный в 1998 г. дисковод HiFD (High-Capacity Floppy Disk). Такие дисководы имеют емкость 200 Мбайт, скорость передачи данных до 3,6 Мбайт/с (при угловой скорости вращения носителя 3600 об/мин), они также совместимы со стандартными 3,5"-дискетами.

Дисководы HiFD разработаны совместно корпорациями – Sony и Fuji Photo Film. Новая дискета HiFD по внешнему виду очень напоминает обычную на 1,44 Мб, которая разработана Sony ещё в 1980 г., её конструкция разработана так, чтобы попытка использования ее в обычном дисководе не привела к выходу из строя ни дискеты, ни дисковода. Подобно накопителю на жестком диске, головка в технологии HiFD парит над поверхностью пластины, что значительно снижает износ как самой головки, так и носителя. Специальная конструкция Т-образной шторки предотвращает попадание внутрь дискеты пыли. В будущем емкость дискет HiFD планируется увеличить. Согласно заявленным Sony характеристикам, HiFD будет превосходить другие аналогичные системы. В частности, по скорости передачи данных оно опережает LS-120 в семь раз, a Zip- в 2,5 раза [29;8]. К выпуску HiFD уже приступили крупнейшие производители компьютерной техники, например, фирма ТЕАС.

Характеристики современных популярных дисководов с дискетами большой ёмкости представлены в табл. 16.

Таблица 16

Сравнение характеристик дисководов Zip, LS-120 и HiFD

Дисководы CD-ROM

CD-ROM-дисководы являются сейчас стандартным комплектующим почти в каждом ПК. Широкое распространение таких устройств объясняется их низкой стоимостью (в основном до 100 USD) и большой ёмкостью (640 Мбайт). Практически все программные продукты поставляются на CD-дисках. Все компьютерные CD-ROM-дисководы совместимы с CD-Audio-дисками, которые воспроизводятся на скорости около 150 Кбайт/с. CD-ROM-диски считываются минимум с удвоенной скорости (300 Кбайт/с). Скорость передачи данных (data transfer) – важнейшая характеристика дисководов CD-ROM.

Основной путь повышения скорости CD-ROM увеличение скорости вращения шпинделя. Дисководы CD-ROM пришли из мира музыкальной техники, где требовалась постоянная скорость передачи данных независимо от того, с каких областей диска в данный момент производится считывание – с внешних или внутренних. Поскольку платность записи везде одинакова, поддерживать передачу данных в постоянном темпе можно только увеличивая скорость вращения при приближении к центру диска. В настоящее время разные компании применяют различный подход к определению скорости своих дисководов CD-ROM [10;123]. Большинство фирм исходит из показателя максимальной скорости передачи данных. К примеру, если для CD-ROM Acer этот показатель достигает 4800 Кбайт/с, то дисковод маркируется как «32х max».

Максимальная скорость передачи данных у дисководов «20х max» и более быстрых достигается лишь на дорожках, записанных ближе к внешнему краю диска. Например, дисководы «24х max» работают на внутренних дорожках приблизительно при скорости, аналогичной «10х» [221; 102]. А если учесть, что не каждый CD-ROM-диск записан полностью, то реальное быстродействие таких дисководов соответствует в среднем быстродействию 14-16-скоростных CD-ROM с постоянной скоростью передачи данных.

В современной литературе часто не делается никакого различия между временем доступа и поиска в CD-ROM. На самом деле это две разные характеристики и, хотя время поиска – составная часть времени доступа, связаны эти две величины не жестко. Второй составной частью среднего времени доступа является средняя задержка (average latency), которая зависит исключительно от угловой скорости вращения и равна половине времени, требуемого для полного оборота диска. В современных дисководах CD-ROM вследствие огромной скорости вращения шпинделя, сравнимой с показателями средних жестких дисков, вклад средней задержки в общее время доступа заметно уменьшился по сравнению с 2-х скоростными устройствами, но и теперь пренебрегать им не следует: скажем, дисковод CD-ROM со временем доступа 90 мс при прочих равных условиях, скорее всего, будет предпочтительнее устройства со временем поиска 80 мс. Еще один неизбежный источник замедления доступа связан со временем, требуемым для коррекции ошибок, причем, в отличие от предыдущей составляющей времени доступа, оно не так легко предсказуемо [10;123]. Выясняя эти характеристики, сложно пользоваться паспортными данными, так как данные разных производителей могут быть просто несопоставимы. Объективные сведения могут быть получены только сравнительным тестированием специализированными пакетами.

Дисководы CD-ROM производятся двух классов – с загрузкой CD-диска в выдвижной лоток или специальную кассету. Кроме того, для многих пользователей важно наличие ряда дополнительных кнопок на панели CD-ROM для прослушивания аудиодисков без специализированного ПО.

Как и винчестеры дисководы CD-ROM производятся с интерфейсами IDE и SCSI. При этом для SCSI CD-ROM характерен ряд достоинств и недостатков, как и для SCSI HDD.

Среди производителей дисководов можно отметить: Acer, Aztech, Elitegroup, Hitachi, Matsushita, Philips, Pioneer, Plextor, Sony, Techmedia, Teac, Wearnes.

Дисководы CD-R

Ещё не так давно CD-R – устройство для записи компакт-дисков стоило слишком дорого и было настолько неудобным, что применять его в работе было нецелесообразно. Однако, за достаточно короткое время производители устранили ряд существенных недостатков, и сегодня для таких накопителей характерны низкая стоимость и значительная функциональность. Всё это заставляет обратить внимание на данный класс устройств. При стоимости накопителя 100 USD диски с возможностью однократной записи стоят менее 1 USD. Дисковод для перезаписываемых дисков CD-RW стоит приблизительно на 100 USD дороже, чем CD-R, но при этом пользователь получает возможность многократно записывать и стирать информацию. Перезаписывать информацию можно не менее 1000 раз на дисках стоимостью около 2 USD.

У дисководов CD-R или CD-RW много общего с CD-ROM, но есть и ряд особенностей:

• больший объём буферной памяти (1-2 Мбайт);

• меньшая скорость передачи данных при работе с дисками CD-ROM (4-6х);

• только дисководы CD-ROM стандарта Multiread «читают» диски CD-RW;

• чистые диски CD-R и CD-RW должны поддерживать скорость записи соответствующего устройства.

Специалистылаборатории PC Labs провели испытания 14 накопителей CD-R и 10 –типа CD-RW. Комплекс тестов был разработан таким образом, чтобы выявить различие возможностей разных комплектов, функционирующихпод управлением Windows 95. Специалисты определяли, насколько хорошо сможет каждая система записывать на диски большие объемы информации, когда количество файлов исчисляется тысячами, в формате CD-ROM XA (Режим 2, Форма 1), выполнять запись пакетами (при наличии подобной возможности), копировать аудиозаписи, копировать стандартные компакт-диски, осуществлять запись в фоновом режиме одновременно с выполнением типичных операций в среде приложений. Тест 300МВ Data Archive определяет время, которое необходимо накопителю на запись каталогов сложной структуры, содержащих 16045 тестовых файлов различных размеров и типов, фрагментированных для того, чтобы имитировать обычную ситуацию. Тест Packet-Writing Backup, в котором используется та же структура файлов, служит для оценки способности накопителя создавать резервные копии больших групп файлов с помощью программного обеспечения для записи пакетами. Тест CD-Copy измеряет время, необходимое для изготовления точной копии эталонного игрового компакт-диска, причем в качестве источника применяется накопитель CD-ROM, имеющийся на нашей испытательной установке. На тестах производительности накопителей CD-ROM – ZD CD-ROM Access Time, CD-ROM WinMark 98 и CD-ROM CPU Utilization – выполняются точные измерения быстродействия при чтении стандартного компакт-диска, помещенного в накопители CD-R и CD-RW [167;56-57]. Результаты тестов представлены в табл. 17.

Таблица 17

Источник: Стам Н., Валентайн М. Накопители CD-R и CD-RW // PC' Magazine/Russian Edition. – 1998. – № 7. – С.57.

Дисководы DVD

DVD (Digital Versatile Disk) «цифровой многоцелевой диск» имеет те же размеры, что и обычный компакт-диск, но вмещает до 17 Гб информации(в зависимости от стандарта), что позволяет намного расширить сферу его применения. Технологически увеличения ёмкости диска и скорости чтения/записи удалось достичь благодаря уменьшению в два раза размера элемента данных (лунок на поверхности DVD-диска, считываемых лазером) и расстояния между дорожками. Процесс чтения DVD-дисков полностью идентичен процессу чтения CD-ROM. Однако, для чтения и записи DVD-дисков необходим лазер с другой длиной волны, лежащей не в инфракрасном, а в красном диапазоне – 650 и 635 нм вместо 780 нм у приводов CD-ROM, из-за чего и возникают проблемы при чтении компакт-дисков на DVD-приводах – для этого требуется установка либо второго лазера, либо специальной микросхемы. Изначально DVD-диск разрабатывался как преемник диска Video-CD, т. е. для записи видеофильмов. Его ёмкость и скорость передачи данных рассчитаны для хранения и воспроизведения стандартного полнометражного художественного фильма – 4,7 Гб или 133 мин высококачественного видеоизображения в формате MPEG-2 со звуковым сопровождением на восьми языках в стандарте Dolby Digital (AC-3) и с субтитрами на 32 языках. Использованный в DVD-видеодисках алгоритм сжатия видеоинформации MPEG-2 отличается от использованного в Video-CD MPEG-1 более высоким качеством изображения, близким к студийному формату CCIR-601 (D-1) – 500 линий на кадр. Стандарт VHS предусматривает разрешение только в 320 линий на кадр. Формат записи аудиоданных Dolby Digital AC-3 также имеет значительные преимущества по сравнению со своим предшественником Dolby ProLogic: во-первых, это полностью цифровой формат, во-вторых, Dolby Digital AC-3 предусматривает запись и воспроизведение звука по шести полностью раздельным каналам – передний левый и правый, задний левый и правый, фронтальный и басовый (subwooler) – согласно алгоритму Dolby Surround 5.1. Одновременно, новый стандарт устанавливает более высокие требования к качеству записи и воспроизведения звука – частота дискретизации возросла с 44 до 48 или 96 кГц. Однако, при отсутствии необходимого оборудования звук, записанный в формате Dolby Digital AC-3, может воспроизводиться и в двух-канальном варианте в соответствии с более ранним стандартом Dolby ProLogic. Для воспроизведения DVD-видеодисков требуется специальный DVD-проигрыватель либо DVD-привод и DVD-адаптер (декодер MPEG-2 и Dolby Surround AC-3) для ПК. В настоящее время большинство производителей DVD-приводов выпускают свои устройства со встроенным декодером, кроме того, многие современные видеоплаты поддерживают декомпрессию MPEG-2, а аудиоплаты – Dolby Digital AC-3 на аппаратном уровне [2;46].

Как следует из названия «DVD», кроме видеофильмов на DVD-диск могут быть записаны и обычные программы для ПК. Уже далеко не редкость мультимедийные игры и энциклопедии, занимающие несколько дисков CD-ROM. Куда удобнее и дешевле разместить их на одном DVD-диске, тем более, что для их запуска не требуется дополнительное аппаратное обеспечение, кроме самого DVD-привода. При этом DVD может заменить стандартный привод CD-ROM.

История возникновения и развития DVD-стандарта очень примечательна. Как было объявлено 2 апреля 1997 г. в Токио, японские, американские и европейские электротехнические фирмы договорились о едином мировом стандарте для цифровых видеодисков (DVD). Стандартизация новых компактных дисков позвола бы производителям в самое ближайшее время приступить к широкому производству персональных компьютеров с невиданным до сих пор объемом «памяти» и принципиально нового аудиовизуального оборудования. По оценкам экспертов, современные кассетные видеомагнитофоны, например, очень скоро были бы вытеснены новыми устройствами, способными воспроизводить аудиовизуальную информацию с DVD. В компьютерной технике применение этих дисков позволило бы значительно увеличить количество обрабатываемой информации. Предполагалось, что DVD по объему в 4 раза превысит применяемые сейчас в компьютерах оптико-магнитные диски.

Первый вариант (версия 0.9) формата DVD-RAM был объявлен в апреле 1997 г., после чего рабочая группа занялась проверкой совместимости DVD-RAM с другими форматами DVD-дисков. В тестировании приняло участие более 20 производителей из разных стран. Удостоверившись в совместимости, надежности и расширяемости нового формата до уровня 4,7 Гб, DVD Forum принял в конце июля версию 1.0. В середине августа организация DVD Forum, объединяющая компании Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Victor Company of Japan, Pioneer, Sony, Toshiba, Philips, Thomson Multimedia и Time Warner, представила на рассмотрение международного органа стандартизации European Computer Manufacturers Association (ECMA) версию 1.0 формата перезаписываемого цифрового видеодиска DVD-RAM с емкостью одной стороны 2,6 Гб [204;29].

Через некоторое время компании Sony, Philips и Hewlett-Packard сообщили о своем выходе из DVD-ассоциации. Теперь они будут пытаться внедрить свой собственный стандарт на записываемый DVD-диск. Как заявила Sony, она предложит DVD-диски объемом 3 Гб, тогда как принятый ассоциацией DVD-RAM позволяет записывать лишь 2,6 Гб информации. К тому же стандарт, предлагаемый Sony, будет лучше совместим с уже существующими DVD-ROM-устройствами. Sony объявила также о собственной технологии хранения на одной стороне стандартного диска от 8 до 12 Гб информации.

Также много разногласий в компьютерной индустрии возникло относительно спецификациидля дисков DVD, которые могут читать, записывать и стирать данные. Победивший стандарт не только посягнет на область резервного копирования данных и создания архивов на сменных накопителях с быстрым физическим доступом (near-line), он сможет также послужить основой следующего поколения систем записи и воспроизведения видео, заменив широко используемые в настоящее время видеомагнитофоныстандарта VHS. Приведем краткий итоговый обзор различных форматов DVD [149;48-49]:

• DVD-RAM. Первый формат для перезаписываемых дисков, который получил одобрение консорциума компаний, установившего первоначальную спецификацию DVD. Версия 1.0 DVD-RAM предусматривает запись с изменением фазового состояния, при которой сторона одно- или двусторонних дисков может хранить 2,6 Гбайта данных. Диски поставляются в специальных картриджах, односторонние диски можно вынимать из картриджей, а двусторонние должны находиться в них постоянно – в целях защиты чувствительного записывающего слоя. По крайней мерe один изготовитель накопителей DVD-RAM –компания Matsushita, которая производит изделия с маркой Panasonic, – обещает, что накопители смогут также читать диски, записанные методом изменения фазового состояния и удовлетворяющие стандарту PD/CD. Стандартом предусмотрено не менее 1 млн циклов записи. Стоимость двустороннего диска с неформатированной ёмкостью 5,2 Гбайт составляет40 USD.

• DVD+RW. Самую крупную фракцию, отколовшуюся от тех, кто продолжает следовать первоначальной спецификации, возглавляют компании Hewlett-Packard, Philips и Sony, совместно разработавшие формат DVD+ReWritable или DVD+RW. Фирмы Philips и Sony являются также членами DVD Forum и выразили одобрение спецификации DVD-RAM. Они поддерживают спецификацию DVD+RW, поскольку, по их мнению, она лучше подойдет для некоторых программ. Например, по утверждению компании Philips, будущие поколения ее накопителя DVD+RW смогут, вероятно, осуществлять запись и на диски CD-R, а это означает, что пользователи получат возможность создавать диски для огромного множества установленных накопителей CD-ROM. Формат DVD+RW не требует помещения дисков в картридж.

• DVD-R/W. Фирма Pioneer предложила свою собственную спецификацию под названием DVD-R/W. Эта спецификацияпредставляет собой результат эволюционного развития существующей технологии CD-RW и предусматривает использование носителей с произвольным доступом, имеющих емкость до 3,95 Гбайт. Одной из основных характеристик технологии DVD-R/W является более высокая отражательная способность ее дисков (записываемых методом изменения фазового состояния) по сравнению с носителями типа DVD-RAM или DVD+RW. Вследствие этого диски DVD-R/W могут без проблем читаться существующими накопителями DVD-ROM и проигрывателями DVD. Поэтому накопители DVD-R/W предназначены не для конечных пользователей, а для разработчиков, создающих диски, которые будут читаться стандартными накопителями.

• MMVF (MultiMedia Video File) фирмы NEC. Диски данного стандарта были разработаны такой ёмкости (5,2 Гбайт), чтобы на одну сторону можно было бы записать двухчасовой фильм. Диски MMVF появились в 1999 г.

Один из первых DVD-дисководов (DVD-R/W) с функцией записи был представлен фирмой Pioneer. DVR-S101 обеспечивает лишь однократную запись на диск, не предоставляя пользователю второй попытки. Как только на чистый диск DVD нанесены данные, ни изменить, ни дополнить их уже невозможно. Полная емкость диска составляет 3,95 Гб, и чтобы использовать ее с наибольшим эффектом, мы советуем сразу же готовить к записи как можно больший объем информации. Срок хранения дисков, записанных на DVR-S101, по оценкам Pioneer, превышает 30 лет. В ходе тестирования дисковода для записи 1,6 Гб данных потребовалось 23 минуты. Это полностью согласуется с утверждением Pioneer, что DVR-S101 способен заполнить весь диск емкостью 3,95 Гб за 50 минут. Пользователю предлагается три способа записи содержимого: его можно скопировать с другого диска DVD, перенести из файла на жестком диске или из образа в формате UDF (Universal Disk Format универсальный формат диска). В дисководе DVR-S101 для записи материала применяется стандарт UDF, однако в нем предусмотрен и программныймост UDF Bridge, обеспечивающий совместимость со стандартом ISO-9660. Но за такие возможности приходится платить, причем довольно дорого [66;20].

Таким образом, конкурирующие стандарты перезаписываемых DVD-дисков и их совместимость с дисками различных стандартов можно кратко представить в табл. 18 [149;48].

Таблица 18

Постепенно дисководы DVD вытесняют с рынка CD-ROM дисководы. Однако, скорой замены CD на DVD не произойдет. Причина того – высокая стоимость устройств и носителей. По мере роста объемов производства DVD произойдет медленное и постепенное снижение цен. Кроме того, катализаторами внедрения DVD являются новые технологии мультимедиа, все больше внедряющиеся во все сферы бизнеса и развлечений и требующие все больше и больше места для хранения.

Своеобразной «переходной» модификацией можно считать DVD-ROM/CD-RW комбайны. Приобретение таких устройств резонно: во-первых, одно устройство вместо трех (дисководы CD-ROM для наилучшего чтения CD-дисков, DVD-ROM и CD-RW) позволяет экономить место в системном блоке, потребляет меньше электроэнергии, вызывает меньшее нагревание, издает меньше шума и значительно удобнее. При переходе на массовое производство у данных устройств есть реальная возможность занять свою рыночную нишу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: