O unitate CD-ROM tipică constă dintr-o placă de circuit imprimat cu electronică, un motor cu ax, un sistem de citire cu cap optic, un sistem de încărcare a CD-ului și un mecanism de mișcare a cadrului cu mecanică de antrenare. Placa electronica contine:

Toate circuitele de control al funcționării acționării;

Conector de interfață pentru conectarea la un computer;

Ieșire audio analogică (Analog Audio);

Ieșire audio digitală S/PDIF (Audio digital - este posibil să nu fie disponibil la unele modele).

Motorul axului este folosit pentru a roti discul la o viteză liniară constantă (CLV - Constant Linear Velocity) sau unghiulară (CAV - Constant Angular Velocity). Menținerea unei viteze liniare constantă necesită modificarea vitezei unghiulare a discului în funcție de poziția capului optic.

Un suport este atașat de axa motorului arborelui, împotriva căruia este apăsată partea inferioară a discului (pentru încărcare orizontală). Un vârf de metal magnetizat având o formă de con este atașat la capătul axei motorului axului. Pe cealaltă parte a discului - partea superioară în cazul încărcării orizontale, adică deasupra discului - se află un volant magnetizat, care atrage vârful metalic, în urma căruia discul este prins între suport și volantul, care asigură fixarea verticală a discului și o bună aderență a discului la suportul rotativ în timp ce unitatea funcționează.

Sistemul de citire constă dintr-un cap optic și un mecanism de poziționare a acestuia. Capul conține un emițător laser bazat pe un LED laser infraroșu cu o lungime de undă de la 770 la 830 nm (de obicei aproximativ 780 nm) și o putere de 0,2-0,5 mW, un sistem de focalizare a fasciculului laser, un fotodetector și un preamplificator. Sistemul de focalizare este un set de lentile în mișcare conduse de un sistem electromagnetic de „bobină vocală”, similar unui sistem de difuzoare în mișcare. Modificarea intensității câmpului magnetic face ca lentilele să se miște și punctul de focalizare al fasciculului laser să se miște.

Datorită inerției sale scăzute, un astfel de sistem urmărește eficient curgerea verticală a discului chiar și la viteze semnificative de rotație. Mecanismul de poziționare a capului optic are propriul motor, care antrenează căruciorul cu capul optic folosind un angrenaj sau un angrenaj melcat.

Există trei tipuri de sisteme de încărcare a discurilor:

Caddy - folosind o carcasă specială pentru disc, introdusă în orificiul de primire a unității;

Tava - folosind o tava extrabila pe care este asezat discul;

În unitățile Caddy și Slot-in, discul poate fi încărcat atât orizontal, cât și vertical - adică atunci când unitatea este montată orizontal și, în consecință, vertical.

După încărcare, discul nu atinge nicio parte a unității, cu excepția suportului și a volantului, după care poate fi deja destors.

Panoul frontal al unității conține de obicei:

Buton de evacuare pentru încărcarea/descărcarea unui disc;

Indicator de acces la disc Ocupat (la unele modele -Disk Pornit/Ocupat, indicatorul semnalează nu numai că discul este accesat, ci și că există un disc în unitate);

Mufă pentru căști cu control electronic sau mecanic al volumului.

Pentru a citi informațiile de pe disc, se folosește un laser semiconductor, care emite în domeniul infraroșu - lungimea de undă este de aproximativ 780 nm. Raza laser, care trece prin lentila de focalizare, cade pe stratul reflectorizant. Fasciculul reflectat este înregistrat de un fotodetector. Pe baza semnalului înregistrat, se determină trecerea capului optic peste gropile și golurile discului, iar calitatea focalizării spotului fasciculului laser pe suprafața discului și orientarea acestuia de-a lungul centrului pistei este, de asemenea, verificat.

Ieșirea fotodetectorului produce un flux digital de biți, care este decodificat prin eliminarea biților zero suplimentari. Rezultatul este un flux de biți care este fluxul de date original codificat CIRC cu subcoduri adăugate. Prin urmare, canalele de subcod sunt separate și decodificarea CIRC este efectuată în continuare. În stadiul de decodare CIRC, sunt detectate și corectate majoritatea erorilor cauzate de defecte de ștanțare, neomogenitatea materialelor discului, zgârieturile pe suprafața acestuia, definirea neclară a lite/decalajului în fotodetector etc. Fluxul de biți rezultat reprezintă informații utile stocate pe disc.

Tehnologia DVD

Dezvoltarea computerelor și a sistemelor de calcul a făcut posibilă începerea utilizării active a algoritmilor de compresie puternici, care fac posibilă încadrarea pe un disc nu o oră și un sfert, ci de la 5 la 10 ore de muzică, practic fără pierderi de muzică. calitate. Cu toate acestea, pentru industria video, dimensiunea unui disc era prea mică chiar și cu compresie, iar aplicațiile computerizate depășiseră deja capacitățile unităților CD. Tehnologia DVD a fost concepută pentru a rezolva toate aceste probleme.

În conformitate cu aceasta, a fost adoptat un singur standard, numit DVD sau Digital Video Disc (adoptat ulterior ca Digital Versatile Disc - disc digital multifuncțional). Apoi a fost publicată prima versiune a specificației pentru DVD-ROM și DVD-Video și a fost adoptată o schemă pentru protejarea copiilor digitale de duplicarea neautorizată.

În prezent există standarde pentru DVD-Video, DVD-ROM, DVD-Audio. Sunetul de pe DVD este acceptat de standardele Mono, PCM Stereo, Dolby Surround (Prologic), Dolby Digital AC-3, THX, DTS. Standardele de sunet Dolbv Digital AC-3, THX, DTS definesc sunetul pe șase canale, de ex. acompaniament sonor conform schemei: difuzoare frontale, difuzoare centrale, spate și subbuffer. De obicei, abrevierea „5.1” este folosită pentru a desemna sunetul cu șase canale, ceea ce înseamnă utilizarea principalelor cinci surse de sunet și o unitate separată de frecvență joasă - un subbuffer. Dolby ProLogic și Doiby Digital AC-3 diferă prin faptul că Dolby Digital AC-3 are șase piese audio înregistrate independent, în timp ce Dolby ProLogic procesează doar un semnal stereo într-un mod special și este o imitație a sunetului pe șase canale.

Astfel, audio pe DVD-uri este înregistrat într-o varietate de formate, toate reproducând mai multe canale independente de audio comprimat spațial, creând astfel o imagine realistă a ceea ce se întâmplă.

Video DVD este un videoclip digital comprimat folosind algoritmul MPEG-2 și înregistrat pe un disc DVD. Format - 25 de cadre pe secundă cu o rezoluție de 720 x 576 pixeli cu o adâncime de culoare de 24 de biți (PAL) sau 30 de cadre 720 x 480 x 24 de biți (NTSC). În formă necomprimată, acesta este un flux de 30 MB pe secundă, iar un film de două ore va ocupa mai mult de 100 de gigaocteți.

DVD-urile au capacități cuprinse între 4,7 Gb și 17 Gb, în ​​funcție de tip. În acest caz, nu densitatea de înregistrare se schimbă, ci tipul de plasare a informațiilor. Discurile sunt cu o singură față, cu un singur strat, cu o singură față, cu un singur strat, cu o singură față, cu un singur strat și cu două fețe, cu două straturi. În plus, există discuri combinate care au două straturi pe o parte și unul pe cealaltă.

Metoda de stocare a informațiilor pe un DVD-ROM este aproape aceeași cu cea a unui CD-ROM: de-a lungul substratului metalic, canelurile sunt situate într-o spirală, formând așa-numitele piste. Aceste caneluri transportă informații care sunt citite de un fascicul laser, transformând canelurile în unu și zero. Substratul reflectorizant în sine este acoperit cu un strat protector de plastic care protejează discul de deteriorare.

Diferența dintre un DVD și un CD este densitatea informațiilor înregistrate. De exemplu, un disc DVD cu o singură față, cu un singur nivel stochează aproximativ 4,7 GB de informații (tehnologia DVD-5), în timp ce un disc CD obișnuit stochează doar 650 MB. A fost dezvoltat un nou emițător laser cu semiconductor care utilizează o lungime de undă mai scurtă (650-635 nm) decât laserul unității CD-ROM (780 nm). După aceasta, distanța dintre piste a devenit mai mică, iar canelurile în sine de pe disc (dispozitive de stocare a informațiilor) au scăzut semnificativ în dimensiune.

În urma discurilor cu un singur nivel, au apărut discuri cu două niveluri, care dețin până la 8,54 GB de informații. Aici primul nivel a fost situat sub al doilea, iar citirea a avut loc prin focalizarea fasciculului laser de-a lungul nivelurilor (tehnologia DVD-9). Folosind tehnologia DVD-10, citirea are loc pe ambele părți la același nivel. Volumul stocat a ajuns la 9,4 GB. DVD-18 cu două niveluri oferă 17,08 GB de stocare. Citirea are loc din două părți, fiecare având două niveluri.

Importante sunt caracteristicile unității precum Timpul de acces (timpul de acces), Utilizarea CPU (încărcarea CPU), Rata de transfer în interior/exterior (ratele de transfer de date interne și externe).

Indicatorul Timp de acces reflectă suma timpului mediu de căutare necesar unei unități DVD-ROM pentru a se poziționa pe piesa dorită și timpul mediu de „întârziere” (latența) în timpul căruia discul este adus în sectorul dorit pentru citire. În consecință, cu cât valoarea Timp de acces este mai mică, cu atât mai bine. Indicatorul CPU Utilization vă spune cât de mult folosește DVD-ROM-ul resurselor procesorului.

Viteza de transfer de date este caracterizată de doi indicatori: viteza internă (în interior) și viteza externă (exterior). Rata de biți intern este transferul direct între discul DVD și tamponul intern al DVD-ROM-ului.

Este determinat de mulți parametri: calitatea și densitatea înregistrării, viteza de rotație etc. Acești parametri sunt influențați de caracteristica de proiectare a unității. Rata de transfer extern de date depinde în întregime de modul de transmisie utilizat.

Unități funcționale principale și principiu de funcționare.

TEMA 3.3 Unități CD

Următoarele suporturi CD (optice) sunt disponibile:

¾ CD-ROM - dispozitiv numai pentru citire

¾ CD-R – citiți și scrieți o dată

¾ CD-RW – pentru citire și scriere multiplă

¾ Unități magneto-optice

Unități: CD-R, CD-RW, CD-ROM, DVD-R, DVD-RW

Principiul de funcționare al tuturor dispozitivelor optice de stocare a informațiilor se bazează pe tehnologia laser: fasciculul laser este utilizat atât pentru citirea, cât și pentru scrierea informațiilor. Unități CD-ROM.

Suportul de stocare de pe un disc CD-ROM este un suport în relief. Înregistrarea informațiilor este un proces de formare a unui relief pe un substrat prin arderea loviturilor în miniatură cu un fascicul laser. Citirea se face prin înregistrarea reflexiei razei laser. Semnal de la cursa 1, de la suprafață fără cursă 0.

Unități CD-ROM

Dispozitiv de pornire

Unitate optic-mecanica

Sisteme de control al conducerii și control autonom

· Decodor universal

Bloc de interfață

Un dispozitiv electromecanic rotește un disc plasat în dispozitivul de încărcare. Un laser semiconductor generează un fascicul infraroșu de putere redusă care lovește o prismă de separare, este reflectat de o oglindă și este focalizat pe suprafața discului. Fasciculul se deplasează pe calea dorită după cum urmează: mai întâi, motorul, în urma unei comenzi de la microprocesorul încorporat, deplasează un cărucior mobil cu o oglindă reflectorizante și pista dorită. Fasciculul reflectat este focalizat de lentilă, reflectat de oglindă, lovește prisma de separare și direcționează fasciculul către a doua lentilă de focalizare, apoi fasciculul lovește fotosenzorul, transformă energia luminii în impulsuri electrice. Semnalele de la fotosenzor sunt trimise la un decodor universal, care este necesar pentru a converti impulsurile în informații digitale ușor de înțeles de un computer; este un procesor.

Sistem de urmărire autonom pentru suprafața discului și piesele de înregistrare a datelor oferă o precizie ridicată a citirii informațiilor. Semnalul de la fotosenzor sub formă de impulsuri intră în sistemul de control autonom, unde sunt detectate semnale de eroare de urmărire. Aceste semnale de la amplificator intră în sistemul de control autonom: focalizare, sistem de control autonom pentru puterea laserului emis, viteza de rotație a discului, alimentarea radială, puterea radiației laser, viteza liniară de rotație a discului .

unități DVD

Discurile DVD sunt proiectate cu o singură față sau cu două fețe.

Spre deosebire de CD-uri, DVD-urile au o distanță mai mică între piesele de înregistrare și dimensiuni mai mici ale cursei de înregistrare. Ca urmare, capacitatea este crescută. Numărul de imagini stocate în format DVD este comparabil cu calitatea înregistrărilor video profesionale de studio, iar calitatea sunetului nu este inferioară celei a unui studio.

Unități Write-Once și Write-Once

Pentru înregistrarea unică, se folosesc discuri CD-R, care sunt un disc al cărui strat de înregistrare este realizat dintr-un material care se întunecă la încălzire. Zonele întunecate și luminoase ale unui CD-R sunt similare cu dungile și suprafețele netede ale unui CD-ROM.

CD-RW sunt discuri reinscriptibile, al căror strat de înregistrare este format din compuși organici care își pot schimba starea de fază de la amorf la cristalin sub influența unui fascicul laser.

Când este încălzit de un fascicul laser peste o anumită temperatură critică, materialul stratului de înregistrare intră într-o stare amorfă și rămâne în el după răcire. Când este încălzit la o temperatură semnificativ sub critică, își restabilește starea inițială (cristalină).

Raz laser Raz laser

Strat reflectorizant Strat de înregistrare

CD-ROM Strat de lac protector

Secțiunea 4. DISPOZITIVE DE AFIȘARE INFORMAȚII

Unități CD

Pentru a rezolva o gamă largă de probleme de tehnologia informației, sunt utilizate următoarele dispozitive optice de stocare a informațiilor:

CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) - dispozitive de stocare doar pentru citirea informațiilor de pe acestea;

CD-WORM (Write Once Read Many) - dispozitive de stocare pentru citirea și scrierea informațiilor o dată;

CD-R (CD-Recordable) - dispozitive de stocare pentru citirea și scrierea repetată a informațiilor;

MO sunt dispozitive de stocare magneto-optice care pot fi scrise de mai multe ori.

Principiul de funcționare al tuturor dispozitivelor optice de stocare se bazează pe tehnologia laser. Raza laser este folosită atât pentru a scrie pe un purtător de informații, cât și pentru a citi date înregistrate anterior și este, de fapt, un fel de purtător de informații.

Unități CD-ROM

CD-ROM este un disc compact (CD) conceput pentru a stoca digital informațiile înregistrate anterior pe el și a le citi folosind un dispozitiv special numit driver CD-ROM - o unitate pentru citirea CD-urilor.

Sarcinile pentru care este destinat dispozitivul CD-ROM includ: instalarea și actualizarea software-ului; căutarea de informații în baze de date; lansarea și lucrul cu programe de jocuri și educaționale; vizionand videoclipuri; ascultand CD-uri muzicale.

Istoria creării CD-ROM-urilor începe în 1980, când Sony și Philips și-au unit forțele pentru a crea tehnologie pentru înregistrarea și producerea CD-urilor folosind lasere. Din 1994, unitățile CD-ROM au devenit o parte integrantă a configurației standard a PC-ului. Suportul de informații de pe un CD este un substrat în relief pe care se aplică un strat subțire de material care reflectă lumina, de obicei aluminiu. Înregistrarea informațiilor pe un CD este un proces de formare a unui relief pe un substrat prin „arderea” gropilor miniaturale cu un fascicul laser. Informațiile sunt citite prin înregistrarea unui fascicul laser reflectat de relieful substratului. Zona de reflexie a suprafeței discului dă un semnal „zero”, iar semnalul de la cursa dă un „unu”.

Stocarea datelor pe CD-uri, ca și pe discurile magnetice, este organizată în formă binară.

În comparație cu hard disk-urile, CD-urile sunt mult mai fiabile în transport. Volumul de date aflat pe un CD ajunge la 700 - 800 MB, iar dacă sunt respectate regulile de funcționare, CD-ul practic nu se uzează.

Procesul de fabricare a CD-ului include mai multe etape. În prima etapă, se creează un fișier de informații pentru înregistrarea ulterioară pe suport. În a doua etapă, folosind un fascicul laser, informațiile sunt înregistrate pe un mediu, care este un disc din fibră de sticlă acoperit cu un material fotorezistent. Informațiile sunt înregistrate sub forma unei secvențe de indentări (trăsuri) situate într-o spirală, așa cum se arată în Fig. 3.7. Adâncimea fiecărei curse (gropa) este de 0,12 µm, lățimea (în direcția perpendiculară pe planul desenului) este de 0,8 - 3,0 µm. Ele sunt aranjate de-a lungul unei căi elicoidale cu o distanță de 1,6 µm între spire adiacente, corespunzătoare unei densități de 16.000 TPI (625 TPI). Lungimea dungilor de-a lungul pistei de înregistrare variază de la 0,83 la 3,1 µm.

În etapa următoare, stratul fotorezistor este dezvoltat și discul este metalizat. Un disc realizat folosind această tehnologie se numește disc master. Pentru a reproduce CD-urile, se fac mai multe copii de lucru de pe discul master folosind galvanoplastie. Copiile de lucru sunt acoperite cu un strat de metal mai durabil (de exemplu, nichel) decât discul principal și pot fi folosite ca matrici pentru duplicarea CD-urilor de până la 10 mii de bucăți. din fiecare matrice. Replicarea se realizează prin ștanțare la cald, după care partea de informare a bazei discului, din policarbonat, este metalizată în vid cu un strat de aluminiu, iar discul este acoperit cu un strat de lac. Discurile realizate prin ștampilare la cald, în conformitate cu datele pașaportului, oferă până la 10.000 de cicluri de citire a datelor fără erori. Grosimea CD-ului este de 1,2 mm, diametrul - 120 mm.

Unitatea CD ROM conține următoarele unități funcționale principale:

Dispozitiv de pornire;

Unitate optic-mecanica;

Sisteme de control al conducerii și control automat;

Decodor universal și unitate de interfață.

În fig. 3.8 prezintă proiectarea unității optic-mecanice de unitate CD-ROM, care funcționează după cum urmează. Un dispozitiv electromecanic rotește un disc plasat în dispozitivul de încărcare. Unitatea optic-mecanică asigură că capul de citire optic-mecanic se deplasează de-a lungul razei discului și citește informații. Un laser semiconductor generează un fascicul infraroșu de putere redusă (lungime de undă tipică 780 nm, puterea radiației 0,2 - 5,0 mW), care lovește o prismă de separare, este reflectat de o oglindă și focalizat de o lentilă pe suprafața discului. Servomotorul, urmând comenzile de la microprocesorul încorporat, deplasează un cărucior mobil cu o oglindă reflectorizant către piesa dorită de pe CD. Fasciculul reflectat de disc este focalizat de o lentilă situată sub disc, reflectată de oglindă și lovește o prismă de separare, care direcționează fasciculul către o a doua lentilă de focalizare. Apoi, fasciculul lovește un fotosenzor, care transformă energia luminii în impulsuri electrice. Semnalele de la fotosenzor sunt trimise la un decodor universal

Sistemele automate de urmărire a suprafeței discului și pistele de înregistrare a datelor asigură o precizie ridicată a citirii informațiilor. Semnalul de la fotosenzor sub forma unei secvențe de impulsuri intră în amplificatorul sistemului de control automat, unde sunt izolate semnalele de eroare de urmărire. Aceste semnale intră în sistemele automate de control: focalizare, avans radial, puterea radiației laser, viteza liniară de rotație a discului.

Un decodor universal este un procesor pentru procesarea semnalelor citite de pe un CD. Este format din două decodoare, un dispozitiv de memorie cu acces aleatoriu și un controler de control al decodorului. Utilizarea dublei decodări face posibilă recuperarea informațiilor pierdute de până la 500 de octeți. Memoria cu acces aleatoriu servește ca memorie tampon, iar controlerul controlează modurile de corectare a erorilor.

Unitatea de interfață constă dintr-un convertor digital-analogic, un filtru trece-jos și o interfață pentru comunicarea cu un computer. La redarea informațiilor audio, DAC-ul convertește informațiile codificate într-un semnal analogic, care este trimis către un amplificator cu un filtru activ trece-jos și apoi către o placă de sunet care este conectată la căști sau difuzoare.

Următoarele sunt caracteristici de performanță pe care ar trebui să le luați în considerare atunci când selectați un CD-ROM pentru aplicația dumneavoastră specifică.

Data Transfer Rate (DTR) este viteza maximă la care datele sunt transferate de pe mediul de stocare în memoria RAM a computerului. Aceasta este cea mai importantă caracteristică a unei unități CD-ROM și este aproape întotdeauna menționată împreună cu numele modelului. Viteza de rotație a discului este direct legată de viteza de transfer de date. Primele unități CD-ROM transferau date la 150 KB/s, la fel ca și CD playerele audio. Viteza de transfer de date a următoarelor generații de dispozitive este de obicei un multiplu al acestui număr (150 KB/s). Astfel de unități se numesc unități cu viteză de două, trei, patru ori etc. De exemplu, o unitate CD-ROM cu 60 de viteze oferă citirea informațiilor la o viteză de 9000 KB/s.

Viteza mare de transfer de date a unei unități CD-ROM este necesară în primul rând pentru sincronizarea imaginii și a sunetului. Dacă viteza de transmisie este insuficientă, cadrele video pot fi scăpate și sunetul poate fi distorsionat.

Cu toate acestea, creșterea în continuare a vitezei de citire a unităților CD-ROM de peste 72 de ori este nepractică, deoarece cu o creștere suplimentară a vitezei de rotație a CD-ului, nivelul necesar de calitate a citirii nu este asigurat. Și, în plus, a apărut o tehnologie mai promițătoare - DVD-ul.

Calitatea citirii este caracterizată de rata de eroare (Eror Rate) și reprezintă probabilitatea de a primi un bit de informație distorsionat la citirea acestuia. Acest parametru reflectă capacitatea dispozitivului CD-ROM de a corecta erorile de citire/scriere. Valorile de pașaport ale acestui coeficient sunt 10~11-10~12. Când datele sunt citite dintr-o zonă murdară sau zgâriată a unui disc, se înregistrează grupuri de biți eronați. Dacă eroarea nu poate fi corectată utilizând codul anti-blocare (utilizat la citire/scriere), viteza de citire a datelor este redusă și citirea se repetă de mai multe ori.

Timp mediu de acces(Timp de acces - AT) este timpul (în milisecunde) de care unitatea are nevoie pentru a găsi datele necesare pe suport. Evident, atunci când lucrați pe zone interne ale discului, timpul de acces va fi mai mic decât atunci când citiți informații din zonele externe. Prin urmare, fișa de date a unității oferă timpul mediu de acces, definit ca valoarea medie atunci când se efectuează mai multe citiri de date din diferite părți ale discului. Pe măsură ce unitățile CD-ROM se îmbunătățesc, timpul mediu de acces scade, dar totuși acest parametru diferă semnificativ de cel pentru unitățile de disc (100 - 200 ms pentru CD-ROM și 7 - 9 ms pentru hard disk). Acest lucru se explică prin diferențele fundamentale de design: unitățile de hard disk folosesc mai multe capete magnetice, iar intervalul mișcării lor mecanice este mai mic decât domeniul de mișcare a capului optic al unei unități CD-ROM.

Capacitatea memoriei tampon este cantitatea de memorie cu acces aleatoriu de pe o unitate CD-ROM folosită pentru a crește viteza de acces la datele înregistrate pe suport. Memoria tampon (memoria cache) este un cip de memorie instalat pe placa unității pentru stocarea datelor citite. Datorită memoriei tampon, datele aflate în diferite zone ale discului pot fi transferate la computer cu o viteză constantă. Capacitatea memoriei tampon a modelelor individuale de unități CD-ROM este de 512 KB.

Timpul mediu dintre eșecuri- timpul mediu în ore care caracterizează funcționarea fără defecțiuni a unității CD-ROM. Timpul mediu dintre defecțiunile diferitelor modele de unități CD-ROM este de 50-125 de mii de ore sau 6-14,5 ani de funcționare non-stop, ceea ce depășește semnificativ uzura unității.

În procesul de dezvoltare a unităților de disc optice, au fost dezvoltate o serie de formate de bază pentru înregistrarea informațiilor pe CD-uri.

Format CD-DA (Digital Audio) - disc compact audio digital cu o durată de redare de 74 de minute.

Formatul ISO 9660 este cel mai comun standard pentru organizarea logică a datelor.

Formatul High Sierra (HSG) a fost introdus în 1995 și permite ca datele înregistrate pe disc în format ISO 9660 să fie citite de toate tipurile de unități, ceea ce a dus la replicarea pe scară largă a programelor pe CD și a contribuit la crearea de CD-uri care vizează diverse sisteme de operare.

Formatul Photo-CD a fost dezvoltat în 1990-1992. și este destinat înregistrării pe CD, stocării și redării informațiilor video statice sub formă de imagini fotografice de înaltă calitate. Un disc în format Photo-CD conține de la 100 la 800 de imagini fotografice cu rezoluțiile corespunzătoare - 2048x3072 și 256^384 și stochează, de asemenea, informații audio.

Orice disc CD-ROM care conține text și date grafice, informații audio sau video este clasificat drept multimedia. CD-urile multimedia există în diverse formate pentru diverse sisteme de operare: DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.

Formatul CD-I (intractive) a fost dezvoltat pentru o gamă largă de utilizatori ca un disc multimedia standard care conține diverse informații text, grafice, audio și video. Un disc în format CD-I vă permite să stocați o imagine video cu sunet (stereo) și o durată de redare de până la 20 de minute.

Formatul CD-DV (Digital Video) oferă înregistrare și stocare. video de înaltă calitate cu sunet stereo timp de 74 de minute. În timpul stocării, compresia este furnizată folosind metoda MPEG-1 (Motion Picture Expert Group).

Citirea discului este posibilă utilizând un decodor MPEG hardware sau software.

Formatul 3DO a fost dezvoltat pentru console de jocuri.

Unitățile CD-ROM pot funcționa fie cu o interfață IDE standard (E-IDE), fie cu o interfață SCSI de mare viteză.

Cele mai populare unități CD-ROM din Rusia sunt produsele cu mărcile Panasonic, Craetive, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.

• 
  discuri magnetice;
• 
  capete de citire/scriere;
• 
  mecanism de antrenare a capului;
• 
  motor de unitate de disc;
• 
  placa de circuit imprimat cu circuit de control electronic.

Blocul ermetic este umplut cu aer sub presiunea unei atmosfere. În capacele blocurilor ermetice ale unor hard disk-uri există un orificiu special, sigilat cu o peliculă filtrantă, care servește la egalizarea presiunii din interiorul și exteriorul blocului, precum și la absorbția prafului.

Figura 5 - Elemente de design de bază ale unui hard disk

Dimensiunile totale ale hard disk-urilor sunt standardizate conform unui parametru numit factor de formă (Form-Factor). De exemplu, toate HDD-urile cu un factor de formă de 3,5" au dimensiuni standard ale carcasei de 41,6x101x146 mm.

Substraturi de discuri magnetice Primele hard disk-uri au fost realizate din aliaj de aluminiu cu adaos de magneziu. Modelele moderne folosesc un material compozit din sticlă și ceramică cu un coeficient de dilatare termică scăzut ca material principal pentru plăcile de disc, ceea ce le face mai puțin susceptibile la schimbările de temperatură și mai durabile. Discurile magnetice sunt disponibile în următoarele dimensiuni: 3,5"; 5,25"; 2,5"; 1,8".

Discurile sunt acoperite cu o substanță magnetică - stratul de lucru. Poate fi pe bază de oxid sau de film subțire.

Capete de citire/scriere prevăzute pentru fiecare parte a discului. Când unitatea este oprită, capetele ating discul. Când discurile se desfășoară, presiunea aerodinamică a aerului pe capete crește, ceea ce duce la separarea acestora de suprafețele de lucru ale discurilor. Cu cât capul este mai aproape de suprafața discului, cu atât este mai mare amplitudinea semnalului reprodus.

Mecanism de antrenare a capului asigură deplasarea capetelor de la centrul discurilor spre margini și determină efectiv fiabilitatea unității, stabilitatea acesteia la temperatură și rezistența la vibrații. Toate mecanismele existente de antrenare a capului sunt împărțite în două tipuri principale: cu un motor pas cu pas și o bobină mobilă.

Motorul de antrenare determină rotirea pachetului de discuri, a cărui viteză, în funcție de model, este în intervalul 3600 - 7200 rpm (adică capetele se mișcă cu o viteză relativă de 60 - 80 km/h). Viteza de rotație a unor hard disk-uri ajunge la 15.000 rpm. Hard disk-ul se rotește continuu chiar și atunci când nu este accesat, așa că hard disk-ul trebuie instalat doar vertical sau orizontal.

Placa de circuit imprimat cu circuit electronic comenzile și alte componente ale unității (panoul frontal, elementele de configurare și părțile de montare) sunt detașabile. Pe placa de circuite imprimate sunt montate circuite electronice pentru controlul motorului și a antrenamentului capului și un circuit pentru schimbul de date cu controlerul. Uneori, controlerul este instalat direct pe această placă.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Unități de dischetă. Proiectare, principiu de funcționare, componente principale, caracteristici tehnice ale FDD;
2. 
   Structura logică a dischetelor;
3. 
   Unități de hard disk. Proiectarea și principiul de funcționare a HDD-ului, factori de formă, tipuri;
4. 
   Principalele caracteristici și moduri de funcționare ale hard disk-urilor. Controlere și conexiune HDD;
5. 
   Modele moderne de depozitare;
6. 
   Structura logică a hard disk-ului;
7. 
   Formatarea hard disk-urilor;
8. 
   Utilitare de întreținere a hard diskului.

Subiectul 4.2 Unități CD-R (RW). DVD-R (RW)

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre scopul unităților CD-R (RW). DVD-R (RW)

stiu:

• 
  principiul de funcționare și componentele principale ale unei unități CD-ROM;
• 
  Caracteristicile de performanță ale unității CD-ROM;
• 
  principiul de funcționare și componentele principale ale unei unități DVD;

a fi capabil să:

• 
  conectați unități CD și DVD;

Unități CD-R, (RW), DVD-R (RW): principiu de funcționare, design și componente principale, caracteristici tehnice.

Instrucțiuni

Unități CD-ROM

CD-ROM este un disc compact (CD) conceput pentru a stoca digital informațiile înregistrate anterior pe el și a le citi folosind un dispozitiv special numit driver CD-ROM - o unitate pentru citirea CD-urilor.

Procesul de fabricare a CD-ului include mai multe etape.

În prima etapă, se creează un fișier de informații pentru înregistrarea ulterioară pe suport. În a doua etapă, folosind un fascicul laser, informațiile sunt înregistrate pe un mediu, care este un disc din fibră de sticlă acoperit cu un material fotorezistent. Informațiile sunt înregistrate sub forma unei secvențe de adâncituri (trăsuri) dispuse spiralat, așa cum se arată în Figura 6. Adâncimea fiecărei curse (groapă) este de 0,12 µm, lățimea (în direcția perpendiculară pe planul desenului) este 0,8 - 3,0 µm. Ele sunt aranjate de-a lungul unei căi elicoidale cu o distanță de 1,6 µm între spire adiacente, corespunzătoare unei densități de 16.000 TPI (625 TPI). Lungimea dungilor de-a lungul pistei de înregistrare variază de la 0,83 la 3,1 µm.

Figura 6 - Caracteristicile geometrice ale unui disc compact (a) și secțiunea transversală a acestuia (b)

În etapa următoare, stratul de fotorezist este dezvoltat și discul este metalizat. Un disc realizat folosind această tehnologie se numește disc master. Pentru a reproduce CD-urile, se fac mai multe copii de lucru de pe discul master folosind galvanoplastie. Copiile de lucru sunt acoperite cu un strat de metal mai durabil (de exemplu, nichel) decât discul principal și pot fi folosite ca matrici pentru duplicarea CD-urilor de până la 10 mii de bucăți. din fiecare matrice. Replicarea se realizează prin ștanțare la cald, după care partea de informare a bazei discului, din policarbonat, este metalizată în vid cu un strat de aluminiu, iar discul este acoperit cu un strat de lac. Discurile realizate prin ștampilare la cald, în conformitate cu datele pașaportului, oferă până la 10.000 de cicluri de citire a datelor fără erori. Grosimea CD-ului este de 1,2 mm, diametrul - 120 mm.

Unitatea CD-ROM conține următoarele unități funcționale principale:

• 
  Dispozitiv de pornire;
• 
  unitate optic-mecanica;
• 
  sisteme de control al conducerii și control automat;
• 
  decodor universal și unitate de interfață.

Figura 9 - Proiectarea unității optic-mecanice de unitate CD-ROM

Sistemele automate de urmărire a suprafeței discului și pistele de înregistrare a datelor asigură o precizie ridicată a citirii informațiilor. Semnalul de la fotosenzor sub forma unei secvențe de impulsuri intră în amplificatorul sistemului de control automat, unde sunt izolate semnalele de eroare de urmărire. Aceste semnale intră în sistemele automate de control: focalizare, avans radial, puterea radiației laser, viteza liniară de rotație a discului.

Un decodor universal este un procesor pentru procesarea semnalelor citite de pe un CD. Este format din două decodoare, un dispozitiv de memorie cu acces aleatoriu și un controler de control al decodorului. Utilizarea dublei decodări face posibilă recuperarea informațiilor pierdute de până la 500 de octeți. Memoria cu acces aleatoriu servește ca memorie tampon, iar controlerul controlează modurile de corectare a erorilor.

Unitatea de interfață constă dintr-un convertor digital-analogic, un filtru trece-jos și o interfață pentru comunicarea cu un computer. La redarea informațiilor audio, DAC-ul convertește informațiile codificate într-un semnal analogic, care este trimis către un amplificator cu un filtru activ trece-jos și apoi către o placă de sunet care este conectată la căști sau difuzoare.

Următoarele sunt caracteristici de performanță pe care ar trebui să le luați în considerare atunci când selectați un CD-ROM pentru aplicația dumneavoastră specifică.

Rata de transfer de date (DTK) - Viteza maximă la care datele sunt transferate de pe mediul de stocare în memoria RAM a computerului. Viteza mare de transfer de date a unei unități CD-ROM este necesară în primul rând pentru sincronizarea imaginii și a sunetului. Dacă viteza de transmisie este insuficientă, cadrele video pot fi scăpate și sunetul poate fi distorsionat.

Calitatea citirii este caracterizată de rata de eroare (Eror Rate) și reprezintă probabilitatea de a primi un bit de informație distorsionat la citirea acestuia.

Timpul mediu de acces (AT) este timpul (în milisecunde) necesar unității pentru a găsi datele de care are nevoie pe suport.

Capacitatea tampon este cantitatea de memorie cu acces aleatoriu dintr-o unitate CD-ROM utilizată pentru a crește viteza de acces la datele înregistrate pe suport. Memoria tampon (memoria cache) este un cip de memorie instalat pe placa unității pentru stocarea datelor citite.

Timpul mediu dintre defecțiuni este timpul mediu în ore care caracterizează funcționarea fără defecțiuni a unei unități CD-ROM.

În procesul de dezvoltare a unităților de disc optice, au fost dezvoltate o serie de formate de bază pentru înregistrarea informațiilor pe CD-uri.

Format CD-DA (Digital Audio) - disc compact audio digital cu o durată de redare de 74 de minute.

Formatul ISO 9660 este cel mai comun standard pentru organizarea logică a datelor.

Formatul High Sierra (HSG) a fost propus în 1995. și permite ca datele scrise pe disc în format ISO 9660 să fie citite de toate tipurile de unități, ceea ce a condus la replicarea pe scară largă a programelor pe CD și a contribuit la crearea de CD-uri care vizează diverse sisteme de operare.

Formatul Photo-CD a fost dezvoltat în 1990-1992. și este destinat înregistrării pe CD, stocării și redării informațiilor video statice sub formă de imagini fotografice de înaltă calitate. Un disc în format Photo-CD conține de la 100 la 800 de imagini fotografice cu rezoluțiile corespunzătoare - 2048 x 3072 și 256 x 384 și stochează, de asemenea, informații audio.

Orice disc CD-ROM care conține text și date grafice, informații audio sau video este clasificat drept multimedia. CD-urile multimedia există în diverse formate pentru diverse sisteme de operare: DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.

Formatul CD-I (Jntractive) a fost dezvoltat pentru o gamă largă de utilizatori ca un disc multimedia standard care conține diverse informații text, grafice, audio și video. Un disc în format CD-I vă permite să stocați o imagine video cu sunet (stereo) și o durată de redare de până la 20 de minute.

Formatul CD-DV (Digital Video) asigură înregistrarea și stocarea videoclipurilor de înaltă calitate cu sunet stereo timp de 74 de minute. În timpul stocării, compresia este furnizată folosind metoda MPEG-1 (Motion Picture Expert Group).

Citirea discului este posibilă utilizând un decodor MPEG hardware sau software.

Formatul 3DO a fost dezvoltat pentru console de jocuri.

Unitățile CD-ROM pot funcționa fie cu o interfață IDE standard (E-IDE), fie cu o interfață SCSI de mare viteză.

Cele mai populare unități CD-ROM din Rusia sunt produsele cu mărcile Panasonic, Craetive, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.

unități DVD

Rezolvarea problemei creșterii capacității mediilor optice de stocare bazată pe îmbunătățirea tehnologiei de producție a CD-urilor și unităților, precum și a soluțiilor științifice și tehnice existente în domeniul video digital de înaltă calitate, a condus la crearea de CD-uri cu capacitate crescută.

Calitatea imaginii stocate în format DVD este comparabilă cu calitatea înregistrărilor video profesionale de studio, iar calitatea sunetului nu este, de asemenea, inferioară calității studioului. Informațiile audio în format DVD sunt citite cu o viteză de 384 KB/s, ceea ce face posibilă organizarea audio multicanal.

Astfel de capacități ale discurilor în format DVD se datorează parametrilor îmbunătățiți ai suprafeței de lucru a discurilor. La fel ca CD-urile, DVD-urile au un diametru de 120 mm. Unitatea DVD folosește un laser semiconductor cu o lungime de undă vizibilă de 0,63 - 0,65 microni. Această reducere a lungimii de undă (comparativ cu 0,78 microni pentru o unitate CD convențională) a făcut posibilă reducerea dimensiunii liniilor de înregistrare (gropi) cu aproape jumătate, iar distanța dintre piesele de înregistrare - de la 1,6 la 0,74 microni. Gropile sunt aranjate în spirală, ca pe discurile de vinil de lungă durată.

Unitățile DVD-ROM vin atât cu un decodor hardware MPEG-2 sub forma unei plăci de expansiune pentru magistrala PCI, cât și cu un decodor software. Unitățile de înregistrare DVD-R și de rescriere DVD-RW sunt capabile să funcționeze cu discuri cu un singur strat, cu o singură față, cu o capacitate de până la 4,7 - 5,2 GB la o viteză de scriere a informațiilor de aproximativ 1 MB/s.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Unități CD-R, (RW), principiu de funcționare, design și componente principale, caracteristici tehnice;
2. 
   DVD-R (RW): principiu de funcționare, design și componente principale, caracteristici tehnice.

Subiectul 4.3 Dispozitive de stocare magneto-optice. Unități de disc magnetice. Dispozitive de stocare externe

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre scopul unităților CD;
• 
  în scopul dispozitivelor de stocare magneto-optice;
• 
  despre scopul unităților de disc magnetice;
• 
  în scopul dispozitivelor de stocare externe

stiu:

• 
  formate de discuri optice si magneto-optice;
• 
  cum funcționează streamerul

a fi capabil să:

• 
  scrieți informații pe discuri optice și magneto-optice

Unități CD: formate pentru înregistrarea informațiilor, procesul de fabricare a CD-urilor, unități cu scriere unică și multiplă. Dispozitive de stocare magneto-optice: principii de funcționare, proiectare și componente principale, caracteristici tehnice. Structura logică și formatul discurilor magneto-optice. Unități de bandă magnetică. Principiul plasării informațiilor pe benzi magnetice. Proiectarea mecanismelor de unitate de bandă. Structura datelor pe benzi magnetice. Dispozitive de înregistrare pentru citirea informațiilor de pe benzi magnetice. Cartușe cu benzi magnetice. Modele moderne de streamere. Dispozitive de stocare externe: unități flash, unități ZIP. Principiul de funcționare și principalele caracteristici tehnice.

Instrucțiuni

Unități de discuri magneto-optice

Tehnologia de fabricație a unui disc magneto-optic este următoarea. Un strat de aluminiu (sau aur) este aplicat pe substratul din fibră de sticlă pentru a asigura reflectarea fasciculului laser. Straturile dielectrice care înconjoară stratul magneto-optic pe ambele părți sunt realizate din polimer transparent și protejează discul de supraîncălzire, cresc sensibilitatea la înregistrare și reflectivitatea la citirea informațiilor. Stratul magneto-optic este creat pe baza de pulbere dintr-un aliaj de cobalt, fier si terbiu. Proprietățile unei astfel de acoperiri se modifică atât sub influența temperaturii, cât și sub influența unui câmp magnetic. Dacă încălziți discul peste o anumită temperatură, este posibil să schimbați polarizarea magnetică printr-un câmp magnetic mic. Stratul de protecție superior din polimer transparent, realizat prin întărire ultravioletă, protejează suprafața de lucru de deteriorarea mecanică. Datorită acestei tehnologii și plasării într-un plic special din plastic - un cartuș, discurile magneto-optice au o fiabilitate sporită și nu se tem de expunerea la condiții de mediu nefavorabile.

Datele sunt scrise pe discul MO folosind tehnologia laser. Un fascicul laser, focalizat pe suprafața stratului magneto-optic într-un punct cu un diametru de aproximativ 1 micron, este direcționat în stratul magneto-optic și îl încălzește la punctul de focalizare la temperatura punctului Curie (aproximativ 200 ° C ). La această temperatură, permeabilitatea magnetică scade brusc, iar schimbarea stării magnetice a particulelor este realizată de un câmp magnetic relativ mic al capului magnetic. După răcirea materialului, se menține orientarea magnetică a domeniilor la un punct dat. În funcție de orientarea magnetică a unei secțiuni de material magnetic, aceasta este interpretată ca un zero logic sau unul logic. Datele sunt scrise în blocuri de 512 octeți.

Pentru a schimba o parte din informațiile dintr-un bloc, este necesar să o rescrieți complet, prin urmare, în timpul primei treceri, întregul bloc este inițializat (încălzit), iar atunci când sectorul se apropie de capul magnetic, sunt înregistrate date noi.

Datele sunt citite de pe disc folosind un fascicul laser polarizat de putere redusă, care nu este suficient pentru a încălzi stratul de lucru: puterea laserului la citire este de 25% din puterea laserului la scriere. Impactul fasciculului asupra particulelor magnetice ale discului, care sunt orientate ordonat în timpul înregistrării datelor, duce la faptul că câmpul lor magnetic modifică ușor polarizarea fasciculului, adică. se observă efectul Kerr.

Capacități standard ale discurilor MO: discuri cu o singură față de 3,5" - 128, 230 și 640 MB, cu două fețe - 600 și 650 MB. Discurile de 5,25" sunt disponibile în capacități de la 1,7 la 4,6 GB.

Performanța unităților MO este mai mică decât cea a unităților media magnetice amovibile, deși performanța noilor modele crește constant. Unul dintre motivele performanței relativ scăzute a unităților MO este că viteza de rotație a discului este de numai 2000 rpm. În plus, unitățile MO folosesc un cap de citire/scriere destul de masiv, care combină componente optice și magnetice într-un singur dispozitiv.

Timpul mediu de acces la date în unitățile MO este de aproximativ 30 ms, iar perioada de garanție (timpul mediu dintre defecțiuni) este de 75.000 de ore.

Tehnologia de înregistrare magneto-optică este în mod constant îmbunătățită. Mai multe companii produc unități MO cu o viteză de rotație a discului MO de 3600 rpm, dar costul lor este destul de mare. Liderii de pe piața de stocare pe disc MO sunt Sony, Fujitsu și Hewlett-Packard.

Discurile și unitățile magneto-optice de la majoritatea producătorilor respectă standardele internaționale și sunt disponibile atât ca dispozitive încorporate, cât și în versiuni externe de sine stătătoare cu interfețe IDE și SCSI.

Pe lângă unitățile de disc convenționale, s-au răspândit așa-numitele biblioteci optice cu schimbare automată a discului, a căror capacitate ajunge la sute de gigaocteți și chiar câțiva teraocteți. Timpul de schimbare automată a discului este de câteva secunde, iar timpul de acces și viteza de schimb de date sunt aceleași ca la unitățile de disc convenționale.

Unități de bandă

Unitățile de bandă magnetică sunt utilizate în sistemele de rezervă. Salvarea datelor este necesară dacă capacitatea hard disk-ului utilizat este mică și pe acesta sunt stocate multe programe; rezultatele muncii sunt prezentate în seturi mari de date; Nu există spațiu liber pe hard disk.

Unitățile bobină la bobină, similare cu casetofonele de uz casnic, au fost utilizate pentru prima dată ca dispozitive pentru înregistrarea datelor pe bandă magnetică (streamere). În 1972, ZM a dezvoltat prima casetă cu dimensiunile 15x10x1,6 cm, concepută pentru stocarea datelor. În interiorul casetei erau două role pe care banda era înfășurată printr-un mecanism de antrenare a benzii în timpul procesului de citire/scriere. În 1983, a fost lansat primul QIC standard (Quarter-Inch-Catridge - unitate de bandă magnetică), a cărui capacitate era de 60 MB. Datele au fost înregistrate pe nouă piste, iar banda magnetică avea o lungime de aproximativ 90 m. Ulterior, a fost dezvoltat un standard pentru minicasete (format MS). Dimensiunile minicasetei, conform acestui standard, sunt de 8,25 x 6,35 x 1,5 cm Baza stratului magnetic al benzilor QIC este oxidul de fier.

Dispozitive de stocare externe

Soluția la această problemă este asociată cu crearea unor unități precum LS-120, SyQuest, Zip, Jaz, MO, ORB etc. Cel mai important parametru pentru evaluarea acestor dispozitive este compatibilitatea cu FDD, adică. capacitatea dispozitivului de a citi și scrie date pe o dischetă de 3,5" cu o capacitate de 1,44 MB. Toate dispozitivele enumerate sunt incompatibile cu FDD, deoarece funcționează numai cu propriile discuri. Excepția este unitatea LS-120 , care este capabil să citească în plus față de dischetele sale de 120 MB dischete standard cu o capacitate de 1,44 MB.

Unitățile LS-120 sunt produse de companii ca dispozitive externe cu o interfață LPT sau dispozitive interne cu o interfață IDE. Avantajul incontestabil al unității LS-120 este capacitatea mare a dischetei (120 MB) la un preț destul de mic al unei unități cu interfață IDE. În același timp, viteza de citire/scriere este de câteva ori mai mare decât cea a FDD (80-100 KB/s în DOS și 200-300 KB/s în Windows față de 60 KB/s pentru FDD). Unitățile LS-120 sunt dispozitive de stocare magnetică și au aceleași dezavantaje ca toate mediile de stocare magnetice: sensibilitate la câmpuri magnetice, praf și deformare mecanică.

Hard disk-urile înlocuibile sunt folosite atunci când este necesar să stocați cantități mari de date pe medii de dimensiuni mici. Cu un hard disk detașabil, nu numai mediul de stocare este portabil, ci și întreaga unitate, care este scoasă din ghidajele sale în carcasa PC-ului. Cel mai adesea acestea sunt unități IDE care sunt instalate în carcasa computerului. Există un mâner special pe panoul frontal pentru a scoate unitatea. Pe reversul său există un adaptor, care asigură de obicei sursa de alimentare și comunicare pentru primirea/transmiterea datelor. Folosirea unui hard disk amovibil de acest fel pentru schimbul frecvent de informații între computerele la distanță nu dă rezultatele dorite din cauza protecției insuficiente împotriva influențelor externe care apar în timpul transportului acestora. Se recomandă utilizarea hard disk-urilor amovibile în primul rând pentru arhivarea datelor.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Unități CD: formate pentru înregistrarea informațiilor, procesul de fabricare a CD-urilor, unități cu scriere unică și multiplă.
2. 
   Dispozitive de stocare magneto-optice: principii de funcționare, proiectare și componente principale, caracteristici tehnice.
3. 
   Structura logică și formatul discurilor magneto-optice.
4. 
   Unități de bandă magnetică.
5. 
   Principiul plasării informațiilor pe benzi magnetice. Proiectarea mecanismelor de unitate de bandă. Structura datelor pe benzi magnetice.
6. 
   Dispozitive de înregistrare pentru citirea informațiilor de pe benzi magnetice. Cartușe cu benzi magnetice. Modele moderne de streamere.
7. 
   Dispozitive de stocare externe: unități flash, unități ZIP. Principiul de funcționare și principalele caracteristici tehnice.

Secțiunea 5. Subsistem video: monitoare, adaptoare video, proiectoare video

Subiectul 5.1 Monitoare CRT

Studentul trebuie:

am o idee:

stiu:

• 
  principiul de funcționare al monitoarelor bazate pe CRT;
• 
  principalele caracteristici ale monitoarelor CRT.

a fi capabil să:

• 
  conectați monitoare bazate pe CRT;
• 
  setați moduri de funcționare pentru monitoarele bazate pe CRT;

Monitoare bazate pe tub catodic (CRT): principii de bază de funcționare, tipuri de CRT, design, caracteristici tehnice. Standardele TCO. Revizuirea principalelor modele.

Instrucțiuni

Monitoarele bazate pe CRT sunt cele mai comune dispozitive de afișare a informațiilor. Tehnologia folosită în acest tip de monitor a fost dezvoltată cu mulți ani în urmă și a fost creată inițial ca un instrument special pentru măsurarea curentului alternativ, adică pentru un osciloscop.

Designul unui monitor CRT este un tub de sticlă cu un vid în interior. Pe partea din față, interiorul tubului de sticlă este acoperit cu fosfor. Compozițiile destul de complexe pe bază de metale pământuri rare - ytriu, erbiu etc. sunt folosite ca fosfori pentru CRT-urile colorate.Un fosfor este o substanță care emite lumină atunci când este bombardată cu particule încărcate. Pentru a crea o imagine, un monitor CRT folosește un pistol de electroni care emite un flux de electroni printr-o mască sau o rețea de metal pe suprafața interioară a ecranului de sticlă al monitorului, care este acoperită cu puncte de fosfor multicolore. Electronii lovesc stratul de fosfor, după care energia electronilor este transformată în lumină, adică. Fluxul de electroni face ca punctele de fosfor să strălucească. Aceste puncte luminoase de fosfor formează imaginea de pe monitor. De obicei, un monitor CRT color folosește trei tunuri de electroni, spre deosebire de un singur pistol folosit la monitoarele monocrome.

De-a lungul traseului fasciculului de electroni există de obicei electrozi suplimentari: un modulator care reglează intensitatea fasciculului de electroni și luminozitatea imaginii asociată; un electrod de focalizare care determină dimensiunea punctului luminos; bobine de sistem de deviere plasate pe baza CRT, care schimbă direcția fasciculului. Orice text sau imagine grafică de pe ecranul unui monitor constă din multe puncte de fosfor discrete, numite pixeli, care reprezintă elementul minim al unei imagini raster.

Rasterul este format în monitor folosind semnale speciale furnizate sistemului de deviere. Sub influența acestor semnale, fasciculul este scanat pe suprafața ecranului de-a lungul unui traseu în zig-zag din colțul din stânga sus spre dreapta jos. Deplasarea orizontală a fasciculului este efectuată de un semnal de scanare orizontal (orizontal) și vertical - de un semnal de scanare vertical (vertical). Fasciculul este transferat din punctul cel mai din dreapta al liniei în punctul cel mai din stânga al următoarei linii (retragerea fasciculului orizontal) și din poziția cea mai din dreapta a ultimei linii a ecranului în poziția cea mai din stânga a primei linii (retracțiunea fasciculului vertical) este efectuate folosind semnale speciale de mers invers. Monitoare de acest tip sunt numite monitoare raster. În acest caz, fasciculul de electroni scanează periodic ecranul, formând pe el linii de scanare apropiate. Pe măsură ce fasciculul se mișcă de-a lungul liniilor, semnalul video furnizat modulatorului modifică luminozitatea punctului de lumină și formează o imagine vizibilă pe ecran. Rezoluția unui monitor este determinată de numărul de elemente de imagine pe care le poate reproduce orizontal și vertical, de exemplu, 640x480 sau 1024 x 768 pixeli.

Tubul cu raze catodice al unui monitor color conține trei tunuri de electroni cu circuite de control independente, iar pe suprafața interioară a ecranului este aplicat un fosfor de trei culori primare: roșu, albastru și verde.

Fasciculul de electroni de la fiecare pistol excită punctele de fosfor, iar acestea încep să strălucească. Punctele strălucesc diferit și formează o imagine mozaică, fiecare element având dimensiuni extrem de mici. Intensitatea strălucirii fiecărui punct depinde de semnalul de control al pistolului cu electroni. În ochiul uman, punctele cu cele trei culori primare se intersectează și se suprapun. Prin modificarea raportului intensităților punctelor celor trei culori primare se obține pe ecranul monitorului nuanța dorită. Pentru ca fiecare pistol să direcționeze fluxul de electroni numai către punctele de fosfor de culoarea corespunzătoare, fiecare cinescop de culoare are o mască specială de separare a culorilor.

În funcție de locația pistoalelor cu electroni și de designul măștii de separare a culorilor (Figura 8), există patru tipuri de CRT utilizate în monitoarele moderne:

CRT-urile cu mască de umbră (Shadow Mask) (vezi Figura 8, a) sunt cele mai comune la majoritatea monitoarelor fabricate de LG, Samsung, Viewsonic, Hitachi, Belinea, Panasonic, Daewoo, Nokia;

CRT cu masca de umbra imbunatatita (EDP - Enhanced Dot Pitch) (vezi Figura 8, 6);

CRT cu o mască de slot (Slot Mask) (vezi Figura 8, c), în care elementele fosfor sunt situate în celule verticale, iar masca este făcută din linii verticale. Dungile verticale sunt împărțite în celule care conțin grupuri de trei elemente fosforice de trei culori primare. Acest tip de mască este folosit de NEC și Panasonic;

CRT cu o grilă de deschidere de linii verticale (Aperture Grill) (vezi Figura 8, d). În loc de puncte cu elemente de fosfor de trei culori primare, grila de deschidere conține o serie de fire formate din elemente de fosfor dispuse în dungi verticale de trei culori primare. Tuburile Sony și Mitsubishi sunt produse folosind această tehnologie.

Figura 8 - Tipuri de măști de separare a culorilor CRT: a – CRT cu mască de umbră; b – CRT cu o mască de umbră îmbunătățită; c- CRT cu masca cu fanta; d – CRT cu o deschidere a rețelei

Monitoarele CRT au următoarele caracteristici principale.

Diagonala ecranului monitorului este distanța dintre colțurile din stânga jos și din dreapta sus ale ecranului, măsurată în inchi.

Dimensiunea granulației ecranului determină distanța dintre cele mai apropiate găuri ale tipului de mască de separare a culorilor utilizată. Distanța dintre găurile măștii se măsoară în milimetri. Cu cât distanța dintre găurile din masca de umbră este mai mică și cu cât sunt mai multe găuri, cu atât calitatea imaginii este mai mare.

Rezoluția unui monitor este determinată de numărul de elemente de imagine pe care le poate reproduce orizontal și vertical.

Tipul de tub catodic trebuie luat în considerare atunci când alegeți un monitor. Cele mai preferate tipuri de tuburi de imagine sunt Black Trinitron, Black Matrix sau Black Planar. Aceste tipuri de monitoare au un strat special de fosfor.

Consumul de energie al monitorului este indicat în specificațiile sale tehnice. Pentru monitoarele de 14 inchi, consumul de energie nu trebuie să depășească 60 W.

Acoperirile ecranului sunt necesare pentru a-i conferi proprietăți anti-orbire și antistatice. Învelișul antireflex vă permite să observați doar imaginea generată de computer pe ecranul monitorului și să nu vă obosiți ochii observând obiectele reflectate. Există mai multe modalități de a obține o suprafață antireflex (nereflectorizantă). Cea mai ieftină dintre ele este gravura. Oferă rugozitate suprafeței. Cu toate acestea, grafica de pe un astfel de ecran pare neclară, iar calitatea imaginii este scăzută. Cea mai populară metodă este aplicarea unui strat de cuarț care împrăștie lumina incidentă; Această metodă este implementată de Hitachi și Samsung. Acoperirea antistatică este necesară pentru a preveni lipirea prafului de ecran din cauza acumulării de electricitate statică.

Un ecran de protecție (filtru) ar trebui să fie un atribut indispensabil al unui monitor CRT, deoarece studiile medicale au arătat că radiațiile care conțin raze într-o gamă largă (raze X, radiații infraroșii și radio), precum și câmpurile electrostatice care însoțesc funcționarea aparatului. monitor, poate avea un efect foarte negativ asupra sănătății umane.

Conform tehnologiei de fabricație, filtrele de protecție sunt împărțite în plasă, film și sticlă.

Siguranța monitorului pentru oameni este reglementată de standardele TCO: TCO 92, TCO 95, TCO 99, propuse de Confederația Sindicatelor Suedeze. TCO 92, lansat în 1992, determină parametrii radiațiilor electromagnetice, oferă o anumită garanție a siguranței la incendiu, asigură securitatea electrică și determină parametrii de economisire a energiei. În 1995, standardul a fost extins semnificativ (TSO 95), inclusiv cerințele pentru ergonomia monitoarelor. În TCO 99, cerințele pentru monitoare au fost înăsprite și mai mult. În special, cerințele privind radiațiile, ergonomia, economisirea energiei și siguranța la incendiu au devenit mai stricte. Există, de asemenea, cerințe de mediu care limitează prezența diferitelor substanțe și elemente periculoase, cum ar fi metalele grele, în părțile monitorului.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Principiul de funcționare al monitoarelor CRT;
2. 
   Principalele caracteristici ale monitoarelor CRT.
3. 
   Conectarea unui monitor bazat pe CRT;
4. 
   Setarea modurilor de operare pentru monitoarele bazate pe CRT

Subiectul 5.2 Monitoare LCD

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre dispozitivele de afișare a informațiilor

stiu:

• 
  principiul de funcționare al monitoarelor cu cristale lichide;
• 
  principalele caracteristici ale monitoarelor cu cristale lichide.

a fi capabil să:

• 
  conectați monitoare bazate pe LCD;
• 
  setați moduri de funcționare ale monitoarelor cu cristale lichide.

Monitoare LCD. Principiul de funcționare și tehnologia monitoarelor LCD. Controler cu ecran LCD. Caracteristicile tehnice ale monitoarelor LCD. Analiza comparativă a monitoarelor LCD și a monitoarelor bazate pe CRT. Revizuirea principalelor modele. Monitoare cu ecran plat: monitoare cu plasmă, monitoare electroluminiscente, monitoare cu emisii electrostatice, monitoare LED organice. Principiul de funcționare, principalele avantaje și dezavantaje.

Instrucțiuni

Monitoarele LCD (LCD - Liquid Crystal Display) alcătuiesc cea mai mare parte a pieței monitoarelor cu ecran plat cu o dimensiune a ecranului de 13-17". Cristalele lichide au fost folosite mai întâi în afișaje pentru calculatoare și în ceasurile cu quartz, apoi au început să fie folosite. în monitoarele pentru computere laptop.Astăzi Ca urmare a progreselor în acest domeniu, monitoarele LCD pentru computerele desktop devin din ce în ce mai comune.

Elementul principal al unui monitor LCD este ecranul LCD, care este format din două panouri din sticlă, între care este așezat un strat de substanță lichidă cristalină, care se află în stare lichidă, dar are în același timp unele proprietăți inerente cristalinului. corpuri. De fapt, acestea sunt lichide care au anizotropie a proprietăților (în special, cele optice) asociate cu ordinea orientării moleculare. Moleculele de cristale lichide sub influența energiei electrice își pot schimba orientarea și, ca urmare, modifică proprietățile fasciculului de lumină care trece prin ele. Prin urmare, formarea imaginii pe monitoarele LCD se bazează pe relația dintre modificarea tensiunii electrice aplicată substanței cu cristale lichide și schimbarea orientării moleculelor acesteia.

Un ecran de monitor LCD este format dintr-o serie de celule individuale (numite pixeli) ale căror proprietăți optice se pot schimba pe măsură ce informațiile sunt afișate. Panourile de monitor LCD au mai multe straturi, printre care rolul cheie il au doua panouri din material sticla fara sodiu si foarte pur, intre care se afla un strat subtire de cristale lichide. Panourile au caneluri paralele de-a lungul cărora sunt orientate cristalele. Panourile sunt aranjate astfel încât canelurile de pe substraturi să fie perpendiculare între ele. Tehnologia de producere a canelurilor constă în aplicarea unor filme subțiri de plastic transparent pe suprafața sticlei. În contact cu șanțurile, moleculele din cristalele lichide sunt orientate identic în toate celulele.

Panoul cu cristale lichide este iluminat de o sursă de lumină (în funcție de locul în care se află, panourile cu cristale lichide funcționează prin reflectarea sau transmiterea luminii). Ca surse de lumină sunt folosite lămpi electroluminiscente speciale cu catod rece, caracterizate printr-un consum redus de energie. Moleculele uneia dintre varietățile de cristale lichide (nematice), în absența tensiunii pe substraturi, rotesc vectorul intensității electrice a câmpului electromagnetic în unda luminoasă care trece prin celulă cu un anumit unghi în plan perpendicular pe axa de propagare a fasciculului. Aplicarea canelurilor permite aceleași unghiuri de rotație pentru toate celulele. De fapt, fiecare celulă LCD este un filtru de lumină controlat electronic, al cărui principiu de funcționare se bazează pe efectul de polarizare a undei de lumină.

Pentru a se asigura că rotația planului de polarizare al fasciculului de lumină este vizibilă pentru ochi, două straturi, care sunt filtre polarizante, sunt aplicate suplimentar pe panourile de sticlă. Aceste filtre îndeplinesc funcțiile de polarizator și analizor.

Principiul de funcționare al celulei monitorului LCD este următorul. În absența tensiunii între substraturi, celula monitorului LCD este transparentă, deoarece datorită dispoziției perpendiculare a canelurilor pe substraturi și răsucirii corespunzătoare a axelor optice ale cristalelor lichide, vectorul de polarizare a luminii se rotește și trece fără modificare. prin sistemul polarizator-analizator. Celulele în care șanțurile de orientare, care asigură răsucirea corespunzătoare a moleculelor substanței cristaline lichide, se află la un unghi de 90°, se numesc nematice răsucite. Când se creează o tensiune de 3-10 V între substraturi, moleculele substanței cristaline lichide sunt situate paralel cu liniile de câmp. Structura răsucită a substanței cristaline lichide este perturbată, iar rotația planului de polarizare a luminii care trece prin aceasta nu are loc. Ca urmare, planul de polarizare al luminii nu coincide cu planul de polarizare al analizorului, iar celula LCD se dovedește a fi opac. Tensiunea aplicată fiecărei celule LCD este generată de computer.

Pentru a afișa o imagine color pe ecran, monitorul este iluminat din spate, astfel încât lumina să fie generată în spatele afișajului LCD. Culoarea se formează prin combinarea celulelor LCD în triade, fiecare dintre acestea fiind echipată cu un filtru de lumină care transmite una dintre cele trei culori primare.

Tehnologia în care moleculele sunt răsucite la 90° se numește nematic răsucit (TN - Twisted Nematic). Dezavantajele monitoarelor LCD care implementează această tehnologie sunt asociate cu performanțe scăzute; dependența calității imaginii (luminozitate, contrast) de iluminarea externă; influență reciprocă semnificativă a celulelor; unghi limitat de vedere sub care imaginea este clar vizibilă, precum și luminozitate scăzută și saturație a imaginii.

Următorul pas în îmbunătățirea monitoarelor LCD a fost creșterea unghiului de răsucire al moleculelor substanței LCD de la 90 la 270° folosind tehnologia STN (Super-Twisted Nematic). Utilizarea a două celule care rotesc simultan planurile de polarizare în direcții opuse, conform tehnologiei DSTN (Dual Super-Twisted Nematic), a îmbunătățit semnificativ performanțele monitoarelor LCD.

Pentru a crește performanța celulelor LCD, se utilizează tehnologia de scanare dublă (DSS-Dual Scan Screens), atunci când întregul ecran LCD este împărțit în linii pare și impare, care sunt actualizate simultan. Scanarea dublă, combinată cu utilizarea mai multor molecule mobile, a redus timpul de reacție al celulei LCD de la 500 ms (pentru monitoarele LCD care utilizează tehnologia TN) la 150 ms și a crescut semnificativ rata de reîmprospătare a ecranului.

Pentru a obține rezultate mai bune în ceea ce privește stabilitatea, calitatea, rezoluția și luminozitatea imaginii, se folosesc monitoare cu matrice activă, spre deosebire de cele folosite anterior cu matrice pasivă. Termenul de matrice pasivă se referă la un design de monitor în care monitorul este împărțit în celule individuale, fiecare dintre acestea funcționând independent de celelalte, astfel încât fiecare element poate fi iluminat individual pentru a crea o imagine. Matricea se numește pasivă deoarece tehnologiile de creare a monitoarelor LCD discutate mai sus nu pot oferi performanțe de mare viteză la afișarea informațiilor pe ecran. Imaginea este formată linie cu linie prin aplicarea secvenţială a tensiunii de control celulelor individuale. Datorită capacității electrice mari a celulelor individuale, tensiunea pe ele nu se poate schimba suficient de repede, astfel încât imaginea nu apare fără probleme și apare agitată pe ecran. În acest caz, apare o influență reciprocă între electrozii vecini, care pot apărea sub formă de inele pe ecran.

Matricea activă folosește elemente de amplificare separate pentru fiecare celulă de ecran, compensând efectul capacității celulei și permițând o performanță semnificativ crescută. O matrice activă are următoarele avantaje față de o matrice pasivă:

• 
  luminozitate ridicată;
• 
  unghi de vizualizare ajungând la 120-160°, în timp ce la monitoarele cu matrice pasivă, o imagine de înaltă calitate poate fi observată doar din poziție frontală față de ecran;
• 
  performanta ridicata datorita timpului de reactie al monitorului de aproximativ 50 ms.

Tranzistoarele de memorie sunt realizate din materiale transparente care permit luminii să treacă prin ele și sunt amplasate pe spatele display-ului, pe un panou de sticlă care conține cristale lichide. Deoarece tranzistoarele de memorie sunt fabricate folosind tehnologia cu peliculă subțire, astfel de monitoare LCD sunt numite monitoare TFT (Thin Film Transistor). Tranzistorul cu peliculă subțire are o grosime cuprinsă între 0,1 și 0,01 microni. Tehnologia TFT a fost dezvoltată de specialiștii Toshiba. A făcut posibilă nu numai îmbunătățirea semnificativă a performanței monitoarelor LCD (luminozitate, contrast, unghi de vizualizare), dar și crearea unui monitor color bazat pe o matrice LCD activă.

Principalele caracteristici ale monitoarelor LCD includ următoarele.

Dimensiunea ecranului monitoarelor LCD variază de la 13 la 16". Spre deosebire de monitoarele CRT, dimensiunea nominală a ecranului și dimensiunea zonei sale vizibile (raster) sunt aproape aceleași.

Orientarea ecranului unui monitor LCD, spre deosebire de un monitor CRT, poate fi fie portret, fie peisaj. În timp ce ecranele tradiționale ale monitoarelor CRT și ecranele LCD ale computerelor de tip Notebook au doar orientare peisaj, datorită faptului că câmpul vizual al unei persoane în direcția orizontală este mai larg decât în ​​direcția verticală, într-un număr de cazuri (lucruri cu mari dimensiuni). texte, pagini Web) este mult mai convenabil să lucrezi cu un ecran de orientare portret. Monitorul LCD poate fi rotit cu ușurință la 90°, în timp ce orientarea imaginii rămâne aceeași.

Câmpul vizual al monitoarelor LCD este de obicei caracterizat prin unghiuri de vizualizare a, măsurate de la perpendicular pe planul ecranului pe orizontală și verticală.

Rezoluția unui monitor LCD este determinată de dimensiunea celulei LCD individuale, de ex. dimensiune fixă ​​a pixelilor.

Metoda de centrare folosește doar numărul de pixeli necesar pentru a produce o imagine cu rezoluție mai mică pentru a afișa o imagine. Drept urmare, imaginea nu umple întregul ecran, ci doar la mijloc: toți pixelii neutilizați rămân negri, formând un cadru negru larg în jurul imaginii.

Metoda de extindere se bazează pe întinderea imaginii pe întregul ecran, ceea ce duce la o anumită distorsiune și deteriorare a clarității.

Luminozitatea este cel mai important parametru atunci când alegeți un monitor LCD. Luminozitatea tipică a unui monitor LCD este de 150 - 200 cd/m2. În acest caz, luminozitatea monitorului LCD din centru poate fi cu 25% mai mare decât la marginile ecranului.

Contrastul imaginii unui monitor LCD arată de câte ori se modifică luminozitatea acestuia atunci când nivelul semnalului video se schimbă de la minim la maxim. Redarea acceptabilă a culorilor este asigurată cu un contrast de cel puțin 130:1 și de înaltă calitate - cu un contrast de 350:1.

Inerția unui monitor LCD este caracterizată de timpul minim necesar pentru a-și activa celula și este de 30 - 70 ms, corespunzând unor parametri similari ai monitoarelor CRT.

Paleta de monitoare LCD, comparativ cu cele convenționale, este limitată la un anumit număr de nuanțe de culoare reproduse pe ecran. Dimensiunea tipică a paletei monitoarelor LCD moderne este de 262.144 sau 16.777.216 de nuanțe de culori.

Caracteristicile de greutate și dimensiune și consumul de energie disting monitoarele LCD de monitoarele CRT. Greutatea majorității modelelor nu depășește câteva kilograme, iar grosimea ecranului este de 20 mm. Consumul de energie în modul de funcționare nu depășește 35-40 W.

Afișaje cu plasmă(Plasma Display Panel - PDF) sunt create prin umplerea spațiului dintre două suprafețe de sticlă cu un gaz inert, cum ar fi argonul sau neonul. Apoi, electrozi transparenți miniaturali sunt aplicați pe suprafața de sticlă, la care se aplică tensiune de înaltă frecvență. Sub influența acestei tensiuni, se produce o descărcare electrică în regiunea de gaz adiacentă electrodului. Plasma cu descărcare în gaz emite lumină în domeniul ultravioletei, ceea ce face ca particulele de fosfor să strălucească în intervalul vizibil pentru oameni.

Monitoare electroluminiscente(Electric Luminescent Displays - ELD) sunt similare ca design cu monitoarele LCD. Principiul de funcționare al monitoarelor electroluminiscente se bazează pe fenomenul de emisie de lumină atunci când are loc un efect de tunel într-o joncțiune p-n semiconductoare. Astfel de monitoare au frecvențe de scanare și luminozitate ridicate, în plus, sunt fiabile în funcționare. Cu toate acestea, sunt inferioare monitoarelor LCD în ceea ce privește consumul de energie, deoarece celulele sunt alimentate cu o tensiune relativ ridicată - aproximativ 100 V. În lumină puternică, culorile monitoarelor electroluminescente se estompează.

Monitoare de emisii electrostatice(Field Emission Displays - FED) sunt o combinație între tehnologia tradițională CRT și tehnologia LCD. Monitoarele FED se bazează pe un proces care este oarecum similar cu cel utilizat în monitoarele CRT, deoarece ambele metode folosesc un fosfor care strălucește atunci când este expus la un fascicul de electroni. Pixelii folosiți sunt aceleași granule de fosfor ca într-un monitor CRT, ceea ce vă permite să obțineți culori pure și bogate, tipice monitoarelor convenționale. Cu toate acestea, aceste boabe sunt activate nu de un fascicul de electroni, ci de chei electronice, similare celor folosite la monitoarele LCD construite folosind tehnologia TFT. Aceste taste sunt controlate de un circuit special, al cărui principiu de funcționare este similar cu principiul de funcționare al controlerului monitorului LCD.

Monitoare LED organice(Organic Light-Emitting Diode Displays - OLED-uri) sau monitoarele LEP (Light Emission Plastics - light-emitting plastic), sunt similare ca tehnologie cu monitoarele LCD și ELD, dar diferă prin materialul din care este realizat ecranul: monitoarele LEP folosesc un polimer organic special (plastic) cu proprietatea de semiconductivitate. Când trece un curent electric, un astfel de material începe să strălucească.

Principalele avantaje ale tehnologiei LEP în comparație cu cele considerate:

• 
  consum redus de energie (tensiunea furnizată pixelului este mai mică de 3 V);
• 
  simplitatea proiectării și tehnologiei de fabricație;
• 
  ecran subțire (aproximativ 2 mm);
• 
  inerție scăzută (mai puțin de 1 μs).

Alegerea unuia sau altuia model de monitor depinde de natura informațiilor cu care va lucra utilizatorul și de sarcinile pe care și le stabilește, precum și de suma de fonduri alocate pentru achiziționarea monitorului. Piața de monitoare din Rusia este actualizată constant cu modele noi. Dacă ați selectat deja un model, este util să urmați instrucțiunile de mai jos atunci când selectați o anumită instanță.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Principiul de funcționare al monitoarelor cu cristale lichide;
2. 
   Principalele caracteristici ale monitoarelor cu cristale lichide;
3. 
   Conectarea monitoarelor LCD;
4. 
   Setarea modurilor de funcționare ale monitoarelor cu cristale lichide;
5. 
   Principiul de funcționare al afișajelor cu plasmă;
6. 
   Principiul de funcționare al monitoarelor electroluminiscente;
7. 
   Cum funcționează monitoarele de emisii electrostatice;
8. 
   Principiul de funcționare al monitoarelor LED organice.

Tema 5.3 Dispozitive de proiecție

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre dispozitivele de afișare a informațiilor

stiu:

Dispozitive de proiectie. Retroproiectoare și panouri LCD. Proiectoare multimedia: principiu de funcționare și clasificare. Diagrame schematice ale proiectoarelor TFT, proiectoarelor din polisiliciu, D-ILA, proiectoarelor DMD/DLP. Avantajele și dezavantajele lor. Principiul de funcționare al proiectoarelor 3D. Principalele caracteristici ale proiectoarelor multimedia.

Instrucțiuni

Aparat de proiectie(proiector) (din latinescul projicio - arunca înainte) - un dispozitiv optic-mecanic pentru proiectarea imaginilor mărite ale diferitelor obiecte pe un ecran.

Principiul de funcționare al dispozitivelor de proiecție este de a proiecta, folosind un sistem optic, pe ecran o imagine a unui obiect imprimată pe o peliculă subțire translucidă, iluminată de o lampă de proiecție puternică. Ca rezultat, imaginea poate fi prezentată unui public numeros.

Dispozitivele moderne de proiecție sunt folosite pentru a demonstra obiecte transparente: diapozitive (proiectoare de cod), benzi de film (reproiectoare), opace (epiproiectoare) și ambele (proiectoare epidia). Dispozitivele de proiecție sunt folosite pentru prezentări și ca suport tehnic de predare. Deoarece în prezent o parte semnificativă a informațiilor este în formă electronică, a devenit necesară proiectarea imaginilor de pe ecranul monitorului pe ecran.

Design-urile și principiile de funcționare ale modulatoarelor sunt foarte diverse, deși sunt construite în principal pe baza panourilor LCD. Toate proiectoarele de calculator pot fi împărțite în două grupe:

Proiectoare universale (reproiectoare) de uz general; Ei folosesc un modulator extern special - un panou LCD - ca sursa de imagine;

proiectoare multimedia cu modulator încorporat.

Proiectorul computerului primește un semnal RGB preluat de la ieșirea adaptorului video pentru PC, precum și un semnal video obișnuit, a cărui sursă poate fi echipament video de uz casnic sau semi-profesional. Proiectoarele care folosesc doar video ca intrare se numesc proiectoare video.

Proiector(Over Head Projector - un proiector situat deasupra capului) este un dispozitiv de proiecție în care imaginea de la sursă este proiectată pe ecran folosind o oglindă de proiecție înclinată. Din punct de vedere structural, în funcție de locația lămpii de proiecție, retroproiectoarele sunt împărțite în reflectorizante și translucide.

Proiectoarele reflectorizante sunt dispozitive de dimensiuni mici concepute pentru a proiecta imagini imprimate pe o folie transparenta speciala. Proiectoarele reflectorizante nu pot fi utilizate cu panouri LCD, deoarece puterea lămpii lor de proiecție este scăzută.

Proiectoarele translucide se disting prin faptul că lampa lor de proiecție este plasată sub suprafața de lucru a dispozitivului în interiorul bazei sale, puterea lămpii este crescută de zeci de ori și este forțată să fie răcită cu ajutorul unui ventilator, așa cum se arată în imaginea optică. diagrame. Acest lucru vă permite să utilizați nu numai filme transparente ca sursă de imagine, ci și panouri LCD mai puțin transparente.

Panoul LCD conectat la adaptorul video PC este instalat pe suprafața de lucru transparentă a proiectorului ca o peliculă transparentă. Fluxul luminos de la lampa de proiecție luminează panoul LCD printr-o lentilă specială de focalizare și, trecând prin acesta și prin lentila difuzorului, intră în oglinda de proiecție.

Din punct de vedere al designului și al dimensiunilor, panoul LCD amintește de afișajul unui PC de tip Notebook, iar comenzile pentru parametrii imaginii sunt amplasate pe corpul său.

Calitatea imaginii generate de un retroproiector conectat la un computer este determinată de caracteristicile panoului LCD, care sunt similare cu caracteristicile monitoarelor LCD cu ecran plat: dimensiune, rezoluție maximă, număr de nuanțe de culoare reproduse, luminozitate. În funcție de rezoluția ecranului, se disting următoarele tipuri de panouri LCD cu rezoluția maximă corespunzătoare a ecranului: panouri VGA (640x480); panouri SVGA (800 x 600); panouri XGA (1024x768); Panouri SXGA (1280x1024).

Panourile VGA, concepute pentru publicul restrâns, folosesc ca ecran o matrice LCD pasivă, bazată pe utilizarea tehnologiei DSTN; Panourile de calitate superioară folosesc un ecran TFT activ.

Într-un proiector multimedia, lampa de proiecție, matricea LCD și sistemul optic sunt amplasate structural într-o singură carcasă, ceea ce le face similare cu retroproiectoarele concepute pentru vizionarea diapozitivelor sau a benzilor de film. Conform principiului de funcționare, un proiector multimedia nu este diferit de un retroproiector: imaginea este creată folosind o lampă de proiecție puternică și un modulator electro-optic încorporat în proiector, controlat de un semnal de la adaptorul video pentru computer, apoi proiectat pe un ecran extern folosind un sistem optic. Principala diferență în proiectoarele multimedia este designul modulatorului și metodele de construire și transferare a imaginii pe ecran. În funcție de designul modulatorului, proiectoarele sunt de următoarele tipuri: proiectoare TFT; proiectoare din polisiliciu și proiectoare DMD/DLP.

În funcție de metoda de iluminare a modulatorului, proiectoarele multimedia sunt împărțite în proiectoare transmisive și reflectorizante.

Proiectoarele TFT, clasificate ca proiectoare de tip transmisiv, folosesc o matrice LCD activă color de dimensiuni mici, realizată folosind tehnologia TFT ca modulator.

Elementul principal al instalației este o matrice LCD în miniatură realizată folosind tehnologia TFT, precum ecranul LCD al unui monitor color cu ecran plat. Iluminarea uniformă a suprafeței matricei LCD este realizată prin utilizarea unui sistem de lentile numit condensator.

Proiectoarele multimedia din polisiliciu sunt si proiectoare de tip translucid si sunt folosite atunci cand este necesar pentru a obtine o imagine mai luminoasa. Acestea folosesc nu o matrice TFT color, ci trei matrice LCD miniaturale monocrome cu dimensiunea de aproximativ 1,3". Fiecare dintre matrice formează o imagine monocromă în roșu, verde sau albastru. Sistemul optic al proiectorului asigură combinarea a trei imagini monocrome, rezultând într-o imagine color se formează. Această tehnologie se numește polisiliciu (p-Si). Fiecare element al matricei din polisiliciu conține doar un singur tranzistor cu peliculă subțire, astfel încât dimensiunea sa este mai mică decât dimensiunea elementului matricei TFT, ceea ce permite o imagine crescută. claritate.

Sistemul de separare a culorilor al unui proiector din polisiliciu, format din două oglinzi dicroice (D u D 2) și una convențională (Ni), este utilizat pentru a împărți lumina albă a lămpii de proiecție în trei componente de culori primare (roșu, verde, albastru). ). Separarea culorilor trebuie efectuată pentru a furniza fiecăreia dintre cele trei matrice monocrome un flux luminos de culoarea corespunzătoare. O oglindă dicroică (separarea culorilor) transmite lumină cu o singură lungime de undă (o culoare) și este un substrat de sticlă foarte lustruit acoperit cu o peliculă subțire de material dielectric.

Sistemul de amestecare a culorilor al unui proiector din polisiliciu constă din două oglinzi dicroice (D 3, D 4) și una reflectorizante (N 2) și este utilizat pentru a obține o imagine color prin suprapunerea a trei imagini monocrome create de matrice LCD corespunzătoare.

Proiectoarele din polisiliciu oferă o calitate mai mare a imaginii, luminozitate și saturație a culorii în comparație cu proiectoarele TFT. Sunt mai fiabile și mai durabile, deoarece trei matrice LCD funcționează într-un regim termic mai puțin intens decât unul. Datorită acestui fapt, proiectoarele din polisiliciu pot fi utilizate atunci când se proiectează imagini pe un ecran mare în săli precum sălile de conferințe și cinematografele.

Proiectoarele LCD reflectorizante sunt concepute pentru a fi utilizate în sălile mari și diferă prin principiul lor de funcționare: nu lumina transmisă este modulată, ci fluxul de lumină reflectat.

În prezent, cele mai utilizate modele de proiectoare LCD reflectorizante sunt tehnologia DMD/DLP dezvoltată de Texas Instruments.

În proiectoarele DMD/DLP reflectorizante, emisia sursei de lumină este modulată de imagine atunci când este reflectată din matrice. Proiectoarele DMD/DLP folosesc o matrice formată din multe microoglinzi controlate electronic, fiecare cu dimensiunea de aproximativ 1 micron, ca suprafață reflectorizante. Fiecare microoglindă are capacitatea de a reflecta lumina incidentă asupra ei fie în lentilă, fie în absorbant, care este determinată de nivelul semnalului electric aplicat acesteia. Când lumina atinge obiectivul, se formează un pixel luminos al ecranului, iar unul întunecat se formează în absorbant. Astfel de matrici sunt desemnate prin abrevierea DMD (Digital Micromirror Device - digital micromirror device), iar tehnologia pe care se bazează principiul lor de funcționare este DLP (Digital Light Processing).

Pentru a obține o imagine color, se folosesc două tipuri de proiectoare: cu trei sau o matrice DMD.

În proiectoarele DMD/DLP cu o singură matrice, un cadru plin de culoare este creat prin suprapunerea secvenţială a trei cadre monocrome care se schimbă rapid: negru-roşu, negru-verde şi negru-albastru. Schimbarea cadrelor monocrome de pe ecran este imperceptibilă din cauza inerției vederii umane. Cadrele monocrome sunt formate prin iluminarea secvențială a matricei DMD cu un fascicul de culori roșu, verde și albastru. Fasciculul fiecărei culori este format prin trecerea fluxului luminos de la lampa de proiecție printr-un disc rotativ cu filtre de lumină roșie, verde și albastră. Controlul microoglinzii este sincronizat cu rotirea filtrului de lumină.

În comparație cu tehnologiile LCD, tehnologia DLP are următoarele avantaje: absența aproape completă a granulării imaginii, luminozitatea ridicată și uniformitatea distribuției sale. Dezavantajele proiectoarelor DMD cu o singură matrice includ pâlpâirea vizibilă a cadrelor.

Întrebări pentru autocontrol:

1. 
   Dispozitive de proiectie;
2. 
   Retroproiectoare și panouri LCD;
3. 
   Proiectoare multimedia: principiu de funcționare și clasificare;
4. 
   Scheme schematice ale proiectoarelor TFT;
5. 
   Scheme schematice ale proiectoarelor din polisiliciu;
6. 
   Scheme schematice ale proiectoarelor D-ILA, DMD/DLP. Avantajele și dezavantajele lor;
7. 
   Principiul de funcționare al proiectoarelor 3D;
8. 
   Principalele caracteristici ale proiectoarelor multimedia.

Lucrări practice 6. Dispozitive de proiecție

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre dispozitivele de afișare a informațiilor

stiu:

• 
  scopul, tipurile, funcțiile dispozitivelor de proiecție;
• 
  scopul și principiul de funcționare al unui retroproiector și al panoului LCD;
• 
  scopul și principiul de funcționare al unui proiector multimedia.

a fi capabil să:

• 
  conectați dispozitive de proiecție;
• 
  reglați dispozitivele de proiecție;
• 
  lucrul cu dispozitive de proiecție.

Subiectul 5.4 Dispozitive de imagistică volumetrică

Studentul trebuie:

am o idee:

• 
  despre dispozitivele de afișare a informațiilor

stiu:

• 
  scop, tipuri de dispozitive pentru formarea imaginilor tridimensionale

Dispozitive pentru formarea imaginilor tridimensionale: scopul, principiul de funcționare a unui stereoscop, metode de selecție. Căști VR. ochelari 3D. monitoare 3D. Proiectoare 3D

Instrucțiuni

Dispozitivele pentru formarea imaginilor tridimensionale (tridimensionale) au apărut ca elemente foarte scumpe și insuficient avansate ale unui sistem de realitate virtuală. Cu toate acestea, în prezent, aceste dispozitive sunt intens îmbunătățite, transformându-se treptat într-un atribut indispensabil al unui PC multimedia acasă, deoarece natura tridimensională a imaginii este de cea mai mare importanță pentru a crea în utilizator un sentiment subconștient al realității scena observata.

În designul lor, astfel de dispozitive sunt fundamental diferite de monitoarele tradiționale, deoarece se bazează pe o metodă de generare a imaginilor tridimensionale bazată pe efectul vederii binoculare sau al vederii stereo.

Căști de realitate virtuală (căști VR)

Căștile de realitate virtuală (casțile VR), numite și căști cibernetice, sunt în prezent cele mai avansate dispozitive pentru generarea de imagini tridimensionale. Pe lângă faptul că au două ecrane individuale pentru fiecare ochi, căștile VR, datorită designului lor, asigură tăierea câmpului vizual periferic al unei persoane, ceea ce sporește efectul pătrunderii într-o lume virtuală a computerelor.

Căștile VR folosesc ecrane miniaturale bazate pe matrice LCD active. Fiecare dintre matricele LCD formează o imagine color, care, datorită designului special al căștii, este văzută de un singur ochi. Pe lângă ecrane, casca VR este echipată cu căști stereo și microfon. Ansamblul cască care combină aceste matrice și comenzile de reglare se numește vizor, care face posibilă reglarea distanței orizontale dintre matrice, care ar trebui să corespundă distanței dintre pupilele utilizatorului, numită IPD (Inter Pupil Distance). Vizoarele unor modele de căști sunt echipate cu un sistem optic special pentru detectarea automată a IPD, eliminând necesitatea ajustării individuale a căștii.

Principalul dezavantaj al unei căști VR este rezoluția insuficient de mare a imaginii stereoscopice. Acest lucru se datorează numărului limitat de elemente ale matricei LCD și distanței mici dintre ochi și vizor, ceea ce face vizibilă granulația matricei LCD.

Cea mai importantă caracteristică a căștilor VR este prezența așa-numitului sistem de orientare virtuală (VOS), care urmărește mișcarea capului și ajustează imaginea de pe ecrane în conformitate cu aceasta. Dacă vă întoarceți capul într-o direcție, imaginea panoramică „defilează” prin matricele LCD în direcția opusă. Ca urmare, utilizatorul are iluzia de stabilitate a imaginii observate, un sentiment al realității imaginii. În funcție de principiul de funcționare și de tipul de câmp utilizat, se disting SVO magnetice, ultrasonice și inerțiale. SVO-urile magnetice sunt cele mai răspândite. Ei folosesc senzori magnetici miniaturali (inductori). SVO magnetic include un bloc de transmițătoare fixe externe care acționează ca radiofaruri; senzor-receptor situat pe cască; o unitate electronică de sistem care generează semnale electrice primite de emițător și procesează semnalele primite de receptor. Intensitatea și faza semnalelor recepționate depind de distanța dintre bobinele de emisie și de recepție, precum și de orientarea relativă a acestora. Prin procesarea semnalelor transmise și recepționate, unitatea electronică a sistemului calculează coordonatele spațiale ale receptorului în raport cu transmițătorul. Rezultatele calculului sunt transmise la PC printr-o interfață serială standard RS-232 cu o frecvență de 50 - 60 Hz.

În SVO-urile cu ultrasunete, în locul celor magnetice, se folosesc traductoare piezoceramice de dimensiuni mici, care îndeplinesc funcțiile de emițător și receptor. În mod obișnuit, se folosesc trei emițătoare și receptoare, situate în cască. Unitatea de sistem trimite un semnal electric la emițătoare și înregistrează un semnal ultrasonic. Măsurând întârzierea dintre semnalul transmis și recepționat, precum și cunoașterea vitezei de propagare a undei sonore (aproximativ 330 m/s), distanța dintre emițător și receptor poate fi determinată destul de precis. Prin prelucrarea rezultatelor măsurătorilor distanței dintre trei perechi de senzori, se calculează poziția și orientarea căștii (capului utilizatorului) în spațiu.

IVR-urile inerțiale sunt utilizate în căștile VR concepute în principal pentru uz profesional. Și-au primit numele datorită utilizării senzorilor inerțiali în ele - giroscoape și accelerometre, care nu necesită câmpuri magnetice sau ultrasonice pentru funcționarea lor. Cu ajutorul lor, este creat un sistem de coordonate inerțial independent în care este urmărită poziția capului utilizatorului.

Semnalul de intrare pentru casca VR poate fi fie un semnal video de la echipamentul video de uz casnic, fie un semnal RGB de la un adaptor video pentru PC. Căștile VR cu viziere capabile să ofere o rezoluție de cel puțin 640 x 480 sunt de obicei proiectate pentru a se conecta direct la un adaptor video pentru PC.

Pe lângă vizor, casca VR este echipată cu un sistem audio stereo de înaltă calitate. Sursa de sunet poate fi fie un televizor (VCR), fie o placă de sunet a computerului.

3 D-ochelari sunt cele mai comune și mai accesibile dispozitive de imagistică tridimensională. Principiul funcționării lor se bazează pe utilizarea unei metode de declanșare pentru separarea elementelor unei perechi stereo. Ochelarii 3D sunt folosiți ca adaos la un monitor obișnuit și pot fi conectați la un adaptor video pentru computer folosind un cablu flexibil de 2-3 m lungime.

Principiul de funcționare al ochelarilor 3D este că atunci când părțile din stânga și din dreapta ale unei perechi stereo sunt afișate secvențial pe monitor, transparența lentilelor ochelarilor se schimbă sincron. Ca rezultat, fiecare ochi vede doar partea sa din perechea stereo, ceea ce oferă un efect stereo. Pentru ca lentilele ochelarilor 3D să „și piardă transparența” conform comenzilor computerului, acestea sunt realizate folosind tehnologia celulelor LCD translucide care utilizează efectul de polarizare. De aceea, ochelarii 3D sunt uneori numiți ochelari polarizați. Deoarece transparența ochelarilor ochelarilor 3D se modifică sincron cu schimbarea imaginii de pe ecran datorită controlului semnalelor adaptorului video, acestea sunt numite active.

Astfel, termenii „ochelari polarizați activi” și „ochelari 3D” sunt sinonimi; ele desemnează dispozitive care funcționează pe același principiu.

Există diferențe fundamentale între ochelarii 3D și căștile de realitate virtuală:

Ochelarii 3D nu creează imagini, deși conțin și lentile LCD care sunt folosite ca filtru (obturator) controlat electronic, astfel încât calitatea imaginii generate este determinată de monitor;

Ochelarii 3D nu au un sistem de orientare virtuală, așa că imaginea de pe ecranul monitorului nu este ajustată în niciun fel în funcție de poziția capului observatorului. În acest sens, atunci când folosiți ochelari 3D, nu are rost să blocați zona de vedere periferică, așa că sunt fabricați sub forma unor ochelari obișnuiți. Conectarea ochelarilor 3D la un PC se face în cele mai multe cazuri folosind un dispozitiv suplimentar - un controler, care generează un semnal de ceas pentru ochelarii 3D care controlează diminuarea secvențială a ochelarilor și convertește (dacă este necesar) semnalul video de ieșire și semnalele de ceas. a adaptorului video în așa fel încât să asigure elemente de pereche stereo de afișare secvențială separate pe ecranul monitorului.

În majoritatea modelelor de ochelari 3D, controlerul este implementat ca o unitate externă separată, deși acum au apărut multe adaptoare video cu controlere integrate pentru ochelari 3D.

Piața modernă a ochelarilor 3D este destul de diversă. În cea mai mare parte, sunt utilizate modele fără fir care asigură comunicarea cu un PC utilizând un transmițător în infraroșu, similar unei telecomenzi pentru televizor.

Eseu

Completat de elevul în anul I Mișakov Andrey

Academia Financiară sub Guvernul Federației Ruse

Moscova 2001

Introducere

La începutul anilor 80, compania olandeză Philips a anunțat o revoluție în domeniul reproducerii sunetului. Inginerii săi au venit cu ceva care acum este extrem de popular - discuri laser și playere.

În ultimii câțiva ani, cititoarele de disc compacte (CD), numite CD-ROM-uri, au devenit o parte aproape esențială a oricărui computer (sau rețea). Acest lucru s-a întâmplat deoarece diverse produse software (în primul rând jocuri și baze de date) au început să ocupe o cantitate semnificativă de spațiu, iar livrarea lor pe dischete s-a dovedit a fi prohibitiv de costisitoare și de nesigură. Prin urmare, acestea au început să fie furnizate pe CD-uri (la fel ca și cele cu muzică obișnuită), iar majoritatea jocurilor și bazelor de date moderne funcționează direct de pe CD-uri, fără a necesita copierea pe un hard disk.

Scrierea pe un CD folosind CD-ROM-uri convenționale este imposibilă (există, totuși, dispozitive CD-R și CD-RW cu care sunt posibile citirea-scriere și, respectiv, citire-scriere-rescrire).

CD-ROM-urile nu numai că pot citi CD-uri de date, ci și pot reda CD-uri cu muzică. (Totuși, unele modele nu o au, iar dacă ai nevoie, verifică-l.) Pentru a face acest lucru, au o ieșire pentru căști pe panoul frontal, dar redarea se poate face și prin amplificatorul plăcii de sunet, dacă este disponibil. Redarea unui disc muzical este controlată de computer, dar unele CD-ROM-uri au butoane pe panoul frontal în acest scop. Calitatea sunetului produsă de CD-ROM-uri este semnificativ mai scăzută chiar și decât cea a simplelor CD playere portabile.

Folosind un CD-ROM, un computer poate reda și CD-uri video și CD-I (a nu se confunda cu discurile video laser LDV, care au un diametru mult mai mare decât CD-urile).

DISPOZITIV DE STOCARE CD-ROM

Dispozitiv de unitate CD-ROM

O unitate tipică constă dintr-o placă electronică, un motor cu ax, un sistem optic de citire și un sistem de încărcare a discurilor.

Placa electronică conține toate circuitele de control al unității, interfața cu controlerul computerului, conectorii de interfață și ieșirea semnalului audio. Majoritatea unităților folosesc o singură placă electronică, dar unele modele au circuite separate pe plăci auxiliare mici.

Motorul axului este folosit pentru a antrena discul în rotație la o viteză liniară constantă sau variabilă. Menținerea unei viteze liniare constantă necesită modificarea vitezei unghiulare a discului în funcție de poziția capului optic. La căutarea fragmentelor, discul se poate roti cu o viteză mai mare decât la citire, deci este necesar un răspuns dinamic bun de la motorul axului; Motorul este folosit atât pentru accelerarea, cât și pentru decelerația discului.

Pe axa motorului arborelui este fixat un suport, pe care discul este apăsat după încărcare. Suprafața suportului este de obicei acoperită cu cauciuc sau plastic moale pentru a preveni alunecarea discului. Discul este presat pe suport folosind o șaibă situată pe cealaltă parte a discului; Suportul și șaiba conțin magneți permanenți, a căror forță de atracție apasă șaiba prin disc spre suport.

Sistemul de cap optic este format din capul însuși și sistemul său de mișcare. Capul conține un emițător laser bazat pe un LED laser cu infraroșu, un sistem de focalizare, un fotodetector și un preamplificator. Sistemul de focalizare este o lentilă în mișcare condusă de un sistem de bobină electromagnetică, similar cu un sistem de difuzoare în mișcare. Modificările intensității câmpului magnetic determină mișcarea lentilei și reorientarea fasciculului laser. Datorită inerției sale scăzute, un astfel de sistem urmărește eficient curgerea verticală a discului chiar și la viteze semnificative de rotație.

Sistemul de mișcare a capului are propriul său motor de antrenare, care antrenează căruciorul cu capul optic folosind un angrenaj sau un angrenaj melcat. Pentru a elimina jocul, se folosește o conexiune cu o tensiune inițială: cu un angrenaj melcat - bile cu arc, cu un angrenaj - perechi de angrenaje încărcate cu arc în direcții diferite.

Sistemul de încărcare a discurilor se realizează în două versiuni: folosind o carcasă specială pentru disc (caddy), introdusă în orificiul de primire a unității și folosind o tavă retractabilă (tavă), pe care este plasat discul în sine. În ambele cazuri, sistemul conține un motor care antrenează tava sau carcasa, precum și un mecanism de deplasare a cadrului pe care este montat întregul sistem mecanic, împreună cu motorul axului și antrenarea capului optic, în poziția de funcționare atunci când discul se sprijină pe suportul motorului arborelui.

Când utilizați o tavă obișnuită, unitatea nu poate fi instalată într-o altă poziție decât orizontală. În unitățile care permit instalarea în poziție verticală, designul tăvii include zăvoare care țin discul atunci când tava este extinsă.

Panoul frontal al unității conține de obicei un buton Eject pentru încărcarea/descărcarea unui disc, un indicator de acces la unitate și o mufă pentru căști cu control electronic sau mecanic al volumului. Un număr de modele au adăugat un buton Play/Next pentru a începe redarea discurilor audio și a comuta între melodiile audio; Butonul Eject este de obicei folosit pentru a opri redarea fără a scoate discul. La unele modele cu un control mecanic al volumului realizat sub forma unui buton, redarea și tranziția sunt efectuate prin apăsarea capătului comenzii.

Majoritatea unităților au, de asemenea, un mic orificiu pe panoul frontal conceput pentru îndepărtarea de urgență a discului în cazurile în care acest lucru nu se poate face în mod obișnuit - de exemplu, dacă unitatea tavă sau întregul CD-ROM se defectează, dacă există o alimentare eșec, etc. Trebuie să introduceți un știft sau o agrafă îndreptată în orificiu și să apăsați ușor - acest lucru va elibera blocarea de pe tavă sau carcasa discului și poate fi scos manual.

Dispozitiv CD

Un disc standard este format din trei straturi: un substrat de policarbonat pe care este ștanțat relieful discului, un strat reflectorizant din aluminiu, aur, argint sau alt aliaj aplicat cu săpun și un strat protector mai subțire din policarbonat sau lac pe care sunt inscripționate și desene. se aplica. Unele discuri de la producători „subteran” au un strat protector foarte subțire sau nu îl au deloc, ceea ce face ca stratul reflectorizant să fie destul de ușor de deteriorat. Relieful informațional al discului constă într-un traseu spiralat care merge de la centru la periferie, de-a lungul căruia există depresiuni (gropi). informația este codificată prin alternarea gropilor și a spațiilor dintre ele.

Citirea informațiilor de pe disc are loc prin înregistrarea modificărilor intensității radiației laser de putere redusă reflectată de stratul de aluminiu. Receptorul sau fotosenzorul determină dacă fasciculul a fost reflectat de pe o suprafață netedă, dacă a fost împrăștiat sau absorbit. Imprăștirea sau absorbția fasciculului are loc în locurile în care au fost făcute indentări (trăsuri) în timpul procesului de înregistrare. Reflexia puternică a fasciculului are loc acolo unde aceste adâncituri nu există. Un senzor foto situat într-o unitate CD-ROM percepe un fascicul împrăștiat reflectat de pe suprafața discului. Aceste informații sunt apoi trimise sub formă de semnale electrice către un microprocesor, care convertește aceste semnale în date binare sau sunet.

Adâncimea fiecărei curse pe disc este de 0,12 µm, lățimea este de 0,6 µm. Ele sunt situate de-a lungul unei căi elicoidale, a cărei distanță dintre spirele adiacente este de 1,6 microni, ceea ce corespunde unei densități de 16.000 de spire pe inch sau 625 de spire pe milimetru. Lungimea liniilor de-a lungul pistei de înregistrare poate varia de la 0,9 la 3,3 µm. Pista începe la o anumită distanță de gaura centrală și se termină la aproximativ 5 mm de marginea exterioară.

Dacă este necesar să se găsească un loc în care anumite date sunt înregistrate pe un CD, atunci coordonatele sale sunt mai întâi citite din cuprinsul discului, după care dispozitivul de citire se deplasează la rotația dorită a spiralei și așteaptă o anumită secvența de biți care urmează să apară.

Fiecare bloc al unui disc înregistrat în format CD-DA (disc audio compact) conține 2352 de octeți. Pe un disc CD-ROM, 304 dintre ei sunt utilizați pentru sincronizarea, identificarea și corectarea codurilor de eroare, iar restul de 2048 de octeți sunt folosiți pentru a stoca informații utile. Deoarece sunt citite 75 de blocuri pe secundă, viteza de citire a datelor de pe unitățile CD - ROM este de 153.600 octeți / s (CD - ROM cu o singură viteză), ceea ce este egal cu 150 KB / s.

Deoarece un CD poate conține o cantitate maximă de date care poate fi citită în 74 de minute și se citesc 75 de blocuri de 2048 de octeți pe secundă, este ușor de calculat că capacitatea maximă a unui disc CD ROM va fi de 681.984.000 de octeți (aproximativ 650 de octeți). MB).

Algoritmul de funcționare al unei unități CD-ROM

Un laser cu semiconductor generează un fascicul infraroșu de putere redusă care lovește o oglindă reflectorizantă.

Servomotorul, urmând comenzile de la microprocesorul încorporat, deplasează căruciorul mobil cu o oglindă reflectorizant către piesa dorită de pe CD.

Fasciculul reflectat de disc este focalizat de o lentilă situată sub disc, reflectat de oglindă și lovește prisma de separare.

Prisma de separare direcționează fasciculul reflectat către o altă lentilă de focalizare.

Această lentilă direcționează fasciculul reflectat către un fotosenzor, care transformă energia luminii în impulsuri electrice.

Semnalele de la fotosenzor sunt decodificate de microprocesorul încorporat și transmise computerului sub formă de date.

Cursurile aplicate pe suprafața discului au lungimi diferite. Intensitatea fasciculului reflectat se modifică, modificând în mod corespunzător semnalul electric care intră în fotosenzor. Biții de date sunt citiți ca tranziții între nivelurile de semnal ridicat și scăzut, care sunt înregistrate fizic ca începutul și sfârșitul fiecărei curse.

Deoarece fiecare bit contează în fișierele de program și de date, unitățile CD-ROM utilizează algoritmi foarte sofisticați de detectare a erorilor și de corectare a erorilor.

Datorită unor astfel de algoritmi, probabilitatea citirii incorecte a datelor este mai mică de 0,125. Cu alte cuvinte, două cvadrilioane de discuri sunt citite corect, ceea ce corespunde unui teanc de CD-uri înalt de aproximativ două miliarde de kilometri.

Pentru a implementa aceste metode de corectare a erorilor, se adaugă 288 de octeți de control la fiecare 2048 de octeți utili. Acest lucru vă permite să recuperați chiar și secvențe de date puternic deteriorate (până la 1000 de biți eronați în lungime). Utilizarea unor astfel de metode complexe de detectare și corectare a erorilor se datorează, în primul rând, faptului că CD-urile sunt foarte susceptibile la influențe externe și, în al doilea rând, deoarece astfel de medii au fost dezvoltate inițial doar pentru înregistrarea semnalelor audio, ale căror cerințe de precizie nu sunt atât de sus.

SETĂRI DE STOCARE CD-ROM

Timpul de acces

Timpul de acces la date pentru unitățile CD-ROM este determinat exact în același mod ca și pentru unitățile hard disk. Este egal cu întârzierea dintre primirea comenzii și momentul citirii primului bit de date. Timpul de acces este măsurat în milisecunde, iar valoarea nominală standard pentru unitățile cu 4 viteze este de aproximativ 200 ms. Aceasta se referă la timpul mediu de acces, deoarece timpul real de acces depinde de locația datelor de pe disc. Evident, atunci când lucrați pe pistele interne ale discului, timpul de acces va fi mai mic decât atunci când citiți informații de pe pistele externe. Prin urmare, foile de date ale unității oferă un timp mediu de acces, definit ca valoare medie atunci când se efectuează mai multe citiri aleatorii ale datelor de pe disc.

Evident, cu cât timpul de acces este mai scurt, cu atât mai bine, mai ales în cazurile în care datele trebuie găsite și citite rapid. Timpul de acces la datele de pe CD-ROM scade constant. Rețineți că acest parametru pentru unitățile CD-ROM este mult mai rău decât pentru hard disk (85-500 ms pentru CD-ROM și 10 ms pentru hard disk).O astfel de diferență semnificativă se explică prin diferențele fundamentale de design: hard disk-urile folosesc mai multe capete iar raza lor de mișcare mecanică este mai mică. Unitățile CD-ROM utilizează un singur fascicul laser și se deplasează de-a lungul întregului disc. În plus, datele de pe un CD sunt scrise de-a lungul unei spirale și, după ce ați mutat capul de citire pentru a citi o anumită pistă, mai trebuie să așteptați până când fasciculul laser lovește zona cu datele necesare. Când citiți piese externe, timpul de acces este mai lung decât atunci când citiți piese interne.

De obicei, atunci când rata de transfer de date crește, timpul de acces scade în mod corespunzător.

Rata de transfer de date (dats-rata de transfer)

La viteza de rotație standard, viteza de transfer de date este de aproximativ 150 kb/s. În CD-ROM-urile cu două și mai mari viteze, discul se rotește cu o viteză proporțional mai mare, iar viteza de transfer crește proporțional (de exemplu, 1200 kb/s pentru un cu 8 viteze).

Datorită faptului că parametrii fizici ai discului (eterogenitatea masei, excentricitatea etc.) sunt standardizați pentru viteza de rotație principală, la viteze mai mari de 4-6, apar deja fluctuații semnificative ale discului și fiabilitatea citirii, în special pentru discuri produse ilegal, se poate înrăutăți. Unele CD-ROM-uri pot reduce viteza de rotație a discului atunci când apar erori de citire, dar cele mai multe dintre ele nu pot reveni la viteza maximă până când discul este schimbat.

La viteze de peste 4000-5000 rpm, citirea fiabilă devine aproape imposibilă, astfel că cele mai recente modele de CD-ROM-uri cu 10 viteze sau mai mari limitează limita superioară a vitezei de rotație. Totodată, pe piste externe viteza de transmisie atinge cea nominală (de exemplu, 1800 kb/s pentru modelele cu 12 viteze, iar pe măsură ce se apropie de cele interne scade la 1200-1300 kb/s.

Pentru a indica viteza de citire a unui CD în comparație cu standardul Audio CD (CD-DA) se folosesc de obicei numerele 24x, 32x, 34x etc.. Cu toate acestea, recent tehnologia s-a schimbat puțin. Primele modele de CD-ROM au folosit viteză liniară constantă de citire (CLV). Acest lucru a necesitat schimbarea vitezei de rotație a discului pe măsură ce capul se mișca. Pentru dispozitivele 1x (150 kb/s) această viteză a fost în intervalul 200-530 rpm. Dispozitivele cu viteză de 2x - 12x pur și simplu au crescut viteza de rotație. Cu toate acestea, creșterea vitezei la 12x necesită o viteză de rotație de 2400-6360 rpm, care este foarte mare pentru un suport amovibil (adesea și slab aliniat). În plus, vitezele de rotație diferite pentru diferite zone ale discului cresc timpul de acces, deoarece Când mutați capul, este necesar să schimbați viteza de rotație a discului în consecință. Creșterea în continuare a vitezei în acest fel este foarte problematică, așa că producătorii au trecut la tehnologiile P-CAV și CAV. Primul implică o tranziție de la viteza liniară constantă la viteza unghiulară constantă (CAV) pe pistele exterioare ale discului, iar al doilea folosește viteza unghiulară constantă pentru întregul disc. În acest sens, numere precum 32x își pierd puțin sensul, pentru că de obicei se referă la partea exterioară a discului, iar informațiile de pe CD sunt scrise pornind de la piesele interne, iar pe discuri complet goale această viteză nu este atinsă deloc.

Dimensiunea blocului de date

Dimensiunea blocului de date se referă la numărul minim de octeți care sunt transferați către computer prin intermediul cardului de interfață. Cu alte cuvinte, aceasta este o unitate de informații cu care funcționează controlerul de unitate. Dimensiunea minimă a blocului de date în conformitate cu specificația MPC este de 16 KB. Deoarece fișierele de pe un CD sunt de obicei destul de mari, decalajele dintre blocurile de date sunt neglijabil de mici.

Dimensiunea memoriei tampon

Multe unități CD-ROM au buffer-uri încorporate sau memorie cache. Aceste tampoane sunt cipuri de memorie instalate pe placa de unitate pentru înregistrarea datelor citite, ceea ce permite transferul unor cantități mari de date către computer într-un singur mesaj. De obicei, capacitatea buffer-ului este de 256 KB, deși modelele sunt disponibile atât cu volume mai mari, cât și cu volume mai mici (cu cât este mai mare, cu atât mai bine!). De regulă, dispozitivele mai rapide au o capacitate tampon mai mare. Acest lucru se face pentru a obține rate mai mari de transfer de date.

Unitățile care au un buffer au o serie de avantaje. Datorită tamponului, datele pot fi transferate la computer cu o viteză constantă. De exemplu, datele de citit sunt de obicei împrăștiate pe disc și, deoarece unitățile CD-ROM au timpi de acces relativ mari, acest lucru poate face ca datele citite să ajungă la computer cu întârzieri. Acest lucru este aproape de neobservat atunci când lucrați cu texte, dar dacă unitatea are un timp de acces lung și nu are un buffer de date, pauzele care apar la ieșirea imaginilor sau audio sunt foarte enervante. În plus, dacă se folosesc programe driver destul de complexe pentru a gestiona unitățile, atunci cuprinsul discului poate fi preînregistrat în buffer, iar accesarea unui fragment din datele solicitate este mult mai rapidă decât atunci când se caută de la zero.

Suport pentru redare CD audio

Suportul CD audio înseamnă că puteți asculta CD-uri cu muzică obișnuite folosind unitatea CD-ROM. Aproape toate modelele moderne de propulsie au această capacitate. Unele modele nu necesită programe speciale pentru aceasta - redarea CD-ului audio se realizează la nivel „hardware”. Pentru a activa acest mod, există un buton special pe panoul frontal al unității.

Suport format CD-ROM/XA

Aceasta implică utilizarea de discuri în format XA, care acceptă stocarea datelor audio și video ca un singur bloc, care include și informații despre sincronizarea audio. Datele de pe discuri audio și CD-ROM-uri sunt stocate pe piese care conțin „cadre” de 24 de octeți redate la 75 de cadre pe secundă. Datele stocate pot include sunet, text, imagini statice și dinamice. Când conținutul este într-un format obișnuit, fiecare tip trebuie să fie localizat pe o pistă separată, în timp ce în formatul XA, datele de diferite tipuri pot fi stocate pe o singură pistă.

Mecanism de încărcare a discului

Există două tipuri fundamental diferite de mecanisme de încărcare a CD-urilor: în containere de depozitare și în tăvi de extragere. Astăzi produc și unități în care puteți încărca mai multe CD-uri simultan. Aceste dispozitive sunt similare cu playerele multi-disc pentru mașini.

Containere - Acest mecanism de încărcare a discurilor este utilizat în majoritatea unităților CD de înaltă calitate. Discul este instalat într-un recipient special închis etanș, cu o clapă metalică mobilă. Are un capac care se deschide numai cu scopul de a introduce discul sau de a-l scoate din recipient; în restul timpului capacul rămâne închis. La instalarea containerului în unitate, clapeta metalică este mutată în lateral printr-un mecanism special, deschizând calea pentru raza laser către suprafața CD-ului. Containerele sunt cel mai convenabil mod de a încărca discuri. Dacă toate discurile dvs. au containere, atunci tot ce trebuie să faceți este să îl selectați pe cel de care aveți nevoie și să-l introduceți în unitate. Puteți ridica containerul în siguranță, fără teama de a păta sau de a deteriora suprafața CD-ului. Pe lângă faptul că containerul protejează discul de contaminare și deteriorări, cu această metodă este instalat în unitate mai precis. Acest lucru reduce erorile de poziționare a cititorului și, în cele din urmă, reduce timpul de acces la date. Singurul dezavantaj al containerelor este costul lor ridicat. Un alt avantaj important al unităților proiectate pentru discuri în containere este că pot fi instalate chiar și lateral. Această operațiune nu poate fi efectuată cu unități cu tăvi de sertare.

Tavi extensibile. Cele mai multe unități CD simple folosesc tăvi extragă pentru a instala discul. Acestea sunt aceleași dispozitive care sunt utilizate în playerele audio compact disc din clasa CD - DA. Deoarece discurile nu trebuie plasate în containere separate, mecanismul de încărcare este mai ieftin. Adevărat, de fiecare dată când instalați un nou disc, trebuie să-l ridicați, iar acest lucru crește riscul de a-l murdari sau zgâriat.

Tava în sine este un design foarte nesigur. Este destul de ușor de spart, de exemplu, lovindu-l neglijent cu cotul sau scăzând ceva de sus în momentul în care este scos din unitate. În plus, orice murdărie care ajunge pe disc sau pe tavă este atrasă în dispozitiv atunci când mecanismul revine în poziția sa de funcționare. Prin urmare, unitățile cu tăvi nu pot fi utilizate în condiții industriale sau în alte condiții externe nefavorabile. În plus, discul nu sta la fel de bine pe tavă ca într-un container. Dacă un CD este plasat pe o tavă înclinat, încărcarea acestuia poate deteriora atât discul, cât și unitatea.

Citirea CD-RW

Pe lângă dispozitivele de scriere o singură dată pentru discuri de aur, care pot fi citite pe orice dispozitiv CD-ROM, au apărut recent și dispozitive pentru citirea și scrierea CD-urilor reinscriptibile (CD-RW = CD ReWritabe). Datorită reflectivității lor diferite, citirea lor necesită utilizarea unei tehnologii speciale, a fost numită MultiRead. Trebuie luată în considerare capacitatea dispozitivelor CD-ROM de a citi astfel de discuri (următoarele CD-ROM-uri au această capacitate: Hitachi CDR-8335; Samsung SCR-3230; Sony CDU-711; Teac CD-532E; NEC CDR-1900A; ; ASUS CD-S340 etc.). Pentru o funcționare completă, sistemul de operare necesită și suport pentru sistemul de fișiere CD-RW UDF 1.5.

Rezistent la praf

Principalii inamici ai unui dispozitiv CD sunt praful și murdăria. Dacă intră într-un dispozitiv sau mecanism optic, aceasta duce la erori de citire a datelor sau, în cel mai bun caz, la o scădere a performanței. În unele unități, lentilele și alte componente verticale sunt amplasate în compartimente separate sigilate, în altele, pentru a preveni pătrunderea prafului în unitate, sunt folosite „gateway” unice formate din două amortizoare (externă și internă). Toate aceste măsuri ajută la prelungirea duratei de viață a dispozitivului. Unitățile de disc din containere sunt mult mai bine protejate de factorii adversi decât modelele cu tăvi extrabile. În condiții industriale, numai acestea pot fi folosite.

Curățare automată a lentilelor

Dacă lentila dispozitivului laser este murdară, citirea datelor este mai lentă, deoarece este nevoie de mult timp pentru a căuta și a citi în mod repetat operațiunile (în cel mai rău caz, este posibil ca datele să nu fie citite deloc). În astfel de cazuri, este necesar să folosiți discuri speciale de curățare. Unele modele moderne de unitate de înaltă calitate au un dispozitiv de curățare a lentilelor încorporat. Este foarte util atunci când computerul funcționează în condiții externe dificile sau nu vă puteți păstra zona de lucru curată.

Stocare externă și internă

Atunci când alegeți un model de unitate CD (externă sau internă), trebuie să luați în considerare modul în care va fi utilizat și dacă intenționați să vă actualizați computerul. Fiecare dintre aceste tipuri de unități are propriile avantaje și dezavantaje. Iată câteva dintre ele: unități externe - aceste dispozitive portabile sunt mai puternice și mai mari decât cele încorporate; este recomandat să le achiziționați numai dacă există o lipsă de spațiu în interiorul computerului sau dacă trebuie să conectați unitatea la un singur computer sau alt. Dacă fiecare dintre ele are un adaptor SCSI, atunci această procedură se reduce la deconectarea unității de la un computer și conectarea acesteia la altul. Unități interne - se recomandă achiziționarea acestor dispozitive dacă computerul are un compartiment liber sau dacă unitatea este planificată să fie utilizată pe un singur computer. Toate computerele moderne au unități CD-ROM.

Interfețe

Destul de des, producătorii furnizează o unitate CD-ROM cu un card de controler obligatoriu, care implementează așa-numita interfață proprie (proprie). De obicei, aceasta este o implementare proprietară a uneia dintre versiunile interfețelor IDE sau SCSI. Adesea, atunci când achiziționați o unitate CD-ROM ca parte a Kit-ului Multimedia, placa de sunet conține o interfață proprietară. Standardele de facto pentru interfețele unității CD au devenit specificațiile Mitsumi, Panasonic și Sony. Una dintre interfețele populare pentru toate unitățile, inclusiv unitățile CD-ROM, este SCSI sau SCSI-2.

După cum știți, o caracteristică distinctivă a interfeței IDE este implementarea funcției de controler în unitatea în sine. De aceea, astfel de unități sunt conectate la un computer printr-o placă adaptoare destul de simplă. Această interfață acceptă de obicei I/O software. Unitatea este conectată la placa de interfață folosind un cablu plat, care de obicei diferă ca număr de contacte în funcție de producătorul unității (Sony - 34-pini, Panasonic - 40-pini cablu).

Western Digital a dezvoltat așa-numita specificație Enhanced IDE. Acest document a fost susținut de aproape toate companiile de stocare de top. Această interfață vă permite să conectați până la patru hard disk-uri simultan. Dar, cel mai important, specificația Enchanced IDE permite nu numai creșterea numărului de dispozitive conectate, ci și utilizarea altor tipuri de dispozitive, cum ar fi unități CD-ROM sau unități de bandă. În special, Western Digital oferă protocolul ATAPI (ATA Packed Interface) pentru a suporta unități CD-ROM cu o interfață IDE. ATAPI este o extensie a protocolului ATA și necesită modificări minore ale BIOS-ului sistemului. În general, se folosește un driver special. Recent, au apărut unități care suportă nu doar interfața IDE, ci și EIDE/ATAPI.

După cum știți, interfața SCSI a devenit unul dintre cele mai importante standarde industriale pentru conectarea dispozitivelor periferice precum hard disk-uri, unități de bandă, imprimante laser, unități CD-ROM etc. Trebuie remarcat faptul că SCSI este o interfață de nivel mai înalt decât IDE. Din punct de vedere fizic, magistrala SCSI este un cablu plat cu conectori cu 50 de pini prin care puteți conecta până la opt dispozitive periferice.Standardul SCSI definește două metode de transmisie a semnalului - modul comun și diferențial.Versiuni ale magistralei SCSI cu transmisie diferenţială a semnalului vă permit să măriți lungimea magistralei Pentru a asigura calitatea semnalelor pe magistrala SCSI, liniile de magistrală trebuie să fie terminate pe ambele părți (un set de rezistențe de terminare sau un terminator).

Versiunea de interfață SCSI-2 vă permite să creșteți debitul magistralei prin creșterea frecvenței de ceas și reducerea parametrilor critici de sincronizare ai magistralei, folosind cele mai recente LSI-uri și cabluri de înaltă calitate. Astfel, este implementată versiunea „de mare viteză” a SCSI-2 - Fast SCSI-2. Versiunea „Wide” (Wide SCSI-2) a magistralei oferă 24 de linii de date suplimentare datorită conectării unui al doilea cablu cu 68 de fire (nu este utilizat pentru unitățile CD-ROM). De obicei, viteza de transfer de date pe magistrala SCSI(-2) pentru unitățile CD-ROM ajunge de la 1,5-2 la 3-4 MB/s.

În ciuda standardizării interfeței SCSI, problema compatibilității unităților cu adaptoarele SCSI rămâne încă.

Dacă implementați propria interfață, conectarea altor dispozitive decât o unitate CD-ROM este destul de problematică. Trebuie remarcat aici că există o specificație ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), care a fost dezvoltată de Adaptec, un producător de top de adaptoare SCSI. ASPI definește o interfață de programare standard pentru adaptorul SCSI gazdă. Modulele software ASPI se potrivesc destul de ușor. Principalul modul software ASPI este managerul gazdă ASPI. Programele driver ASPI sunt asociate cu acesta, de exemplu, pentru dispozitive precum unități CD-ROM, hard disk-uri floptice și amovibile, scanere etc.

Dacă producătorul dispozitivului SCSI oferă un driver compatibil ASPI, acesta este compatibil cu toate adaptoarele gazdă sau plăcile de interfață de la Adaptec și majoritatea celorlalți producători.

Din păcate, în unele cazuri, producătorii de unități CD-ROM își furnizează cardul de controler propriul driver (non-compatibil ASPI), apelând interfața SCSI. Acesta este ceva de reținut dacă doriți să conectați alte dispozitive la SCSI.

Ce interfață este de preferat să fie utilizată pe computerele IBM compatibile cu PC-uri pentru unitățile CD-ROM? Deși teoretic interfața SCSI poate oferi o viteză de transfer puțin mai mare decât IDE, în practică totul este ceva mai complicat. Nu trebuie să uităm, de exemplu, faptul că interfața IDE folosește în principal intrarea/ieșirea programelor, iar dispozitivele SCSI folosesc în majoritatea cazurilor transferul de date prin acces direct la memorie. Pe sistemele cu un singur utilizator, I/O software este adesea mult mai eficient. Acest lucru este valabil mai ales atunci când utilizați algoritmi îmbunătățiți de stocare în cache. Avantajul adaptoarelor SCSI este incontestabil, în primul rând în sistemele multitasking și multi-utilizator. Faptul este că comenzile pentru un dispozitiv SCSI pot fi puse în coadă, ceea ce eliberează procesorul pentru a efectua alte operațiuni. În plus, dacă o unitate CD-ROM este utilizată într-o rețea locală ca dispozitiv partajat, probabil că nu există încă o alternativă la SCSI.

Pe de altă parte, instalarea unei unități IDE este destul de simplă. În cele mai multe cazuri, se aplică principiul „plug and play”. Pentru funcționarea normală, de obicei nu este necesar să adăugați niciun driver software suplimentar la fișierele de configurare a sistemului.

Pentru un adaptor SCSI, procesul de instalare este mai complicat. În primul rând, ar trebui să vă amintiți despre resursele de sistem partajate: porturi I/O, IRQ-uri, canale DMA, zonele din memoria superioară UMB. În al doilea rând, trebuie să determinați corect ID-ul SCSI pentru un anumit dispozitiv; în al treilea rând, nu trebuie să uitați semnalul de paritate (interzice sau activat), instalați terminatori etc. În plus, fișierele de configurare trebuie completate cu driverele software adecvate pentru adaptor și dispozitive.

În ceea ce privește costul, un adaptor SCSI de obicei nu este inclus în computer și trebuie să îl cumpărați suplimentar.

CONECTAREA UNĂȚILOR CD-ROM

Astăzi, există mai multe moduri de a conecta unități CD-ROM. Prima metodă se bazează pe faptul că un canal de interfață IDE poate suporta două dispozitive încorporate. Unitatea CD-ROM este conectată la placa I/O prin interfața IDE împreună cu hard disk-ul conform principiului master/slave. Cu toate acestea, în acest caz, viteza de schimb de date cu hard disk-ul este redusă. O modalitate de a rezolva această problemă este conectarea dispozitivelor CD-ROM la canale diferite ale aceleiași interfețe EIDE sau la două controlere IDE diferite. Dacă CD-ROM-ul are o interfață SCSI, atunci acesta este conectat la controlerul SCSI corespunzător. O altă abordare este să folosiți drivere de unitate CD-ROM pe 32 de biți în locul celor pe 16 biți utilizate în prezent. De asemenea, este posibil să conectați unități CD-ROM prin controlerul plăcii de sunet. De asemenea, nu trebuie să uităm că plăcile de bază moderne pot conține controlere SCSI și IDE încorporate, ceea ce elimină, în general, necesitatea unui card I/O suplimentar pentru conectarea unităților CD-ROM.

CONECTAREA CANALELOR AUDIO

Aproape fiecare unitate CD-ROM are un convertor digital-analogic (DAC) încorporat, precum și o mufă de ieșire pentru ieșirea semnalelor stereo. Pe panoul extern, unitățile CD-ROM (atât externe, cât și interne) au și un conector pentru căști (căști). Dacă există informații audio pe CD, DAC-ul le convertește în formă analogică și furnizează semnalul conectorului destinat căștilor, precum și conectorilor de ieșire audio ai unității, de la care semnalul merge la amplificator și sistem de difuzoare direct sau prin placa de sunet. Avantajul ieșirii active este că semnalul audio de pe CD-ROM este procesat suplimentar de placa de sunet.

Una dintre principalele probleme întâlnite atunci când lucrați cu semnale audio este incompatibilitatea fizică a conectorilor audio pentru unitatea CD-ROM încorporată și placa de sunet. De obicei, atât unitatea, cât și placa de sunet au conectori audio cu patru pini (două canale stereo și un pin de masă pentru fiecare). Atribuțiile de pin sunt de obicei aceleași pe ambele tipuri de dispozitive, cu toate acestea, problema este că acești conectori pot avea dimensiuni diferite. O altă problemă este că, dacă DAC-ul este amplasat structural în interiorul unității, acest lucru poate afecta negativ calitatea reproducerii sunetului. La rândul său, separarea fizică a unității CD-ROM și a DAC-ului cu care funcționează evită zgomotul suplimentar.

Bibliografie

www.site - secțiunea „Enciclopedia unui computer personal”

http://zstu.edu.ua/base/home/rpf/lib/periph/hole/Spr/cdrom.htm -

ZSTU, Departamentul de Electronică Radio