Rokiškio J-Tumo Vaižganto
Vidurinė mokykla
Informatikos referatas:
Optiniai įrenginiai ir diskai
Atliko:
9b klasės mokinys
Kęstas Puriuškis
Tikrino:
R.Malinovskaja
Rokiškis 2004
Turinys
Trumpa istorija apie optiniį diską
3
Magnetiniai įrenginiai priš optinius
3-4
Diskų sukimosi greitis ir informacijos perdavimo greitis
4
Kelių lazerio pluoštų optiniai įrenginiai
4
Optinių įrenginių sasaja
4
SCSI prieš IDE
4-5
ATAPI CD-ROM’o sąsaja
5
SCSI CD-ROM’o sąsaja
5
CD (Compact Disk) kompaktinis diskas
5
Kompaktinio disko struktūra
5-6
Pagrindio (Master) kompaktinio disko gamyba
6
Kompaktinio disko klausymas ir įrašymas
6-7
Universalus disko standartas (UDF)
7
Standartai ir techninės specifikacijos
7
Raudonoji knyga
7
Geltonoji knyga
7-8
Oranžinė knyga
8
Baltoji knyga
8-9
Žalioji knyga
9
Mėlynoji knyga
9
Skaisčiai Raudona knyga
10
Violetinė knyga
10
ISO 9660
10-11
Joliet
11
Trumpa istorija
Pirmasis optinis diskas, kuris buvo nuskaitomas ir įrašomas naudojant optinius įrenginius (lazerius) buvo sukurtas vėlyvaisiais 1960. Džeimsas
Raselas (James T. Russel) sukūrė sistemą, kuri galėjo įrašyti ir skaityti audio/video diskus naudojant šviesą, t.y. be tiesioginio kontakto tarp disko ir nuskaitymo (įrašymo) galvutės. Raselas sukūrė šviesai jautrų diską, kuris sugebėjo saugoti informaciją vieno mikrono platumo takeliuose, kuriuose buvo šviesūs-tamsūs taškeliai. Taškeliai buvo nuskaitomi lazerio ir paverčiami į elektrinį signalą, kurį įgarsindavo arba atvaizduodavo specialios sistemos – dekoderiai. Raselo įkurta kompanija pirmajį diskų grotuvą pagamino 1980 metais. Tačiau ši technologija taip ir nepaplito iki tol, kol jos nepradėjo plėtoti SONY ir PHILIPS. 1982 metais, SONY ir
PHILIPS išleido pirmajį kompaktinių diskų formatą (CD), kuris buvo pavadintas CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Bėgant metams, kompanijos sukūrė naujų standartų, reikalingų vis didėjantiems poreikiams patenkinti.
Digatal Versatile disc (DVD) buvo sukurtas 1994 metais, kai buvo pristatyti dar du formatai – Super Diskas (SD) ir daugialypės terpės formatas
(Multimedia CD arba MMCD). Gamintojams niekaip nepavyko susitarti dėl vieningo formato iki pat 1996 metų. Tais metais DVD buvo pasirinktas kaip bendras ir visiems gamintojams tinkamas standartas. Po kelių metų DVD
pasivijo ir aplenkė savo galimybėmis jau nusistovejusį CD formatą, buvo sukurti ir vis dar kuriami nauji formatai ir jų modifikacijos.
Magnetiniai įrenginai prieš optinius
Optiniai įrenginiai – įrašo ir skaito informaciją naudodami lazerį.
Optiniai įrenginiai turi daugybę privalumų prieš magnetinius, pvz.
lanksčiuosius diskelius (floppy disks). Optinių įrenginių talpa svyruoja nuo kelių šimtų megabaitų iki keliolikos gigabaitų, kai tuo tarpu lankstusis diskelis gali įrašyti tik 1.44 megabaito. Optiniai įrenginiai pasižymi ir ilgaamžiškumu. Tyrimais nustatyta, kad optiniai įrenginiai yra
7 kartus ilgaamžiškesniai už magnetinius. Optinių įrenginiu asociacija
(OSTA) yra tarptautinė kompanija, kuri patvirtina sukuriamus standartus.
OSTA nariai yra : Adaptec, Hewllet-Packard, Philips ir Sony. Kietieji diskai (HDD), lankstieji diskeliai ir skaitmeninės audio juostos (DAT arba digital audio tape) yra magnetiniu principu veikiantys įrenginiai. Jų veikimo principas paprastas: yra nuskaitymo – įrašymo galvutės, kurios sukuria ir įrašo magnetinius impulsus į diską. Tokiu būdu sukuriami mikroskopiniai magnetukai gali talpinti dviejų tipų informaciją – vienetą arba nulį. Tai yra vienintelis kompiuteriui suprantamas standartas. CD ir
DVD įrenginiai priklauso optinių įrenginių grupei. CD ir DVD diskai yra nuskaitomi lazerio spinduliais, t.y. lazerio galvutė spinduliuoja raudonos spalvos koncentruotas šviesos bangas ir, pagal atsispindėjusio spindulio intensyvumą, sprendžia ar įrašytas vienetas, ar nulis. Iš tikrųjų tai ne lazeris sprendžia – yra labai tiksli ir sudėtinga sistema, kuri verčia šviesos intensyvumą į elektrinius signalus. Kaip jau minėjau ankščiau, pagrindinis optinių įrenginių privalumas lyginant su magnetiniais įrenginiais yra ilgaamžiškumas (nenaudojamas magnetinis diskas po penkių metų tampa nebeperskaitomas). Ir dar vienas pagrindinis privalumas – talpa.
Dėl labai trumpų lazerio bangų informacija gali būti įrašoma labai tiksliai, o tai ženkliai padidina talpumą.
Diskų sukimosi greitis ir informacijos perdavimo greitis
Sukimosi greitis parodo, kiek kartų diskas apsisuka per minutę. Nuo sukimosi greičio tiesiogiai priklauso ir informacijos perdavimo greitis.
Optinių įrenginių skaitymo greičiai, maksimalus perduodamų duomenų srautas ir apsisukimų skaičius:
1X CD-ROM 150 KB/sekundę 200 – 530
2X CD-ROM 300 KB/sekundę 400 – 1060
4X CD-ROM 600 KB/sekundę 800 – 2120
8X 12X CD-ROM 1.2 MB/sekundę 1600 – 4240
24X 50X 2.4 – 6 MB/sekundę 2400 – 6360 apytiksliai
Kuo didesniu sukimosi greičiu buvo įrašyti diskai – tuo prastenė jų kokybė.
T.y. didinant sukimosi greitį atsiranda papildomos vibracijos, kurios yra skirtingos kiekvienam įrenginiui. Taip didėja triukšmas dirbant su pačiu įrenginiu.
Kelių lazerio pluoštų optiniai įrenginiai
Naujoje technologijoje yra naudojami septyni lazerio pluoštai (įprastiniuose įrenginiuose naudojamas tik vienas lazerio pluoštas). Ir tuomet 36x skaitymo greitis yra pasiekiamas sukant kompaktinį diską tik 6x greičiu. Šeši lazerio spinduliai yra naudojami skaityti informaciją, o vienas spindulys yra naudojamas klaidų korekcijai. Hi Val plėtojamas CD-
ROM’as naudoja septynis lazerio pluoštus, skaitančius informaciją vienu metu. Šeši iš jų – skaito, o vienas taiso klaidas. Naudojant tokią technologiją yra pasiekiamas 6MB per sekundę greitis, tačiau diskas yra sukamas tik 6x greičiu. Tai atstoja paprastą CD-ROM’ą, kuris skaito 40x greičiu.
Optinių įrenginių sąsaja
Sąsaja – tai jungtis tarp įrenginio ir kompiuterio. Kitaip tariant, norint prijungti CD-ROM’ą prie kompiuterio, reikia sąsajos, t.y. papildomų įrenginių, kurie komunikuotų tarp norimų sujungti įrenginių.
SCSI prieš IDE
SCSI (Small Computer System Interfase) – mažų kompiuterinių sistemų sąsaja.
IDE (Integrated Drive Electronics) – integruotos diske elektroninės detalės. Prieš renkantis patį optinį įrenginį, reikėtų pagalvoti, kokį įrenginį pirkti, kokią sąsają jis naudos ir t.t. Pirmiausia sąsają rinktis reikėtų atsižvelgiant į tai, kokios sąsajos jau yra naudojamos jūsų kompiuteryje. Jeigu jūsų kompiuteryje yra lizdas su papildoma IDE jungtimi, tai jums reikėtų rinktis ATAPI optinį įrenginį. Jeigu savo sistemoje jau naudojate SCSI adapterį, arba turite garso plokštę su SCSI jungtimi, aišku reikėtų naudoti SCSI DVD įrenginį.
ATAPI CD-ROM’o sąsaja
ATAPI yra AT Attachment Packet Interface trumpinys. Šią sąsają pristatė
Western Digital 1994 metais, kaip dalį papildomų galimybių IDE
specifikacijose. Pirminis panaudojimas buvo kietuosiuose diskuose, tačiau šią technologiją naudoja ir CD-ROM’ai. ATAPI įrenginys jungiasi tiesiogiai prie IDE jungties kompiuteryje. ATAPI įrenginiai yra labai paprastai įdiegiami ir konfigūruojami, yra gerokai greitesni už atskiras, kiekvienos kompanijos kuriamas sąsajas ir yra beveik tokie pat greiti, kaip ir SCSI
optiniai įrenginiai.
Kiekvienos kompanijos patentuotos atskiros sąsajos
Kiekvienas gamintojas turi savo atskirą sąsają. Pvz. Mitsumi, Panasonic,
Sony yra trys kompanijos, kurios pačios projektuoja, gamina ir naudoja savo sąsajas. Taip yra sutaupoma pinigų. Tokių įrenginių savikaina yra gerokai mažesnė už analogiškų ATAPI arba SCSI įrenginių kainas. Minusas – optinis įrenginys turi būti naudojamas su to paties gamintojo papildoma korta-
sąsaja.
SCSI CD-ROM’o sąsaja
SCSI CD-ROM’ai šiandien yra labai populiarūs. Jie yra patys greičiausi ir brangiausi CD-ROM’ai. SCSI įrenginys jums puikiai tiks, jeigu jūs jau naudojate SCSI diskinį kaupiklį. Jeigu jūs neturite SCSI kietojo disko, tai jums reikės SCSI apdapterio – papildomos kortos jungiamos į PCI arba IDE
jungtį. SCSI jungtys yra labai greitos ir patogios – galima sujungti iki septynių SCSI įrenginių prie vieno SCSI adapterio.
CD (Compact Disk) kompaktinis diskas
Kompaktinis diskas – optinė informacijos saugojimo laikmena, kuri 1982
metais buvo sukurta Philips ir Sony. CD-DA buvo sukurtas saugoti muzikinę informaciją, kuri buvo suskaitmeninta į 44100 dažnį ir 16 bitų gylį (65536
įmanomas reikšmes), CD-DA talpa buvo 650 MB. CD-DA specifikacijos buvo standartizuotos dviejų kompanijų 1980 metais ir pavadintos “raudonąja knyga”. Sekantys CD formatai (įskaitant ir DVD) buvo aprašyti panašiai kaip ir raudonoji knyga. CD technologijų pasikeitimai buvo aprašomi kaip papildomi raudonosios knygos priedai (buvo įtraukta ir geltonoji knyga, kuri aprašo CD-ROM’o ir CD-ROM XA specifikacijas). Buvo išleista oranžinė knyga, kuri aprašo CD-R, CD-WO, CD-RW ir CD-MO standartus. Baltoji knyga aprašo daugialypės terpės diskus (Video CD, Super Video CD ir t.t.).
Žalioji knyga aprašo CD-i, mėlynoji knyga aprašo papildomas CD galimybes.
Scarlet (raudonos spalvos) knyga aprašo Super Audio diskus. Violetinė knyga aprašo dvigubo tankio diskus (duoble density CD).
Kompaktinio disko struktūra
Pagal raudonąją knygą, standartinis kompaktinis diskas turi būti 120
milimetrų skersmens ir 1.2 milimetro storio. Didžiąją dalį viso storio sudaro polikarbonatas arba plastikas, dar yra vienas arba daugiau metalinis (paprastai naudojama aliuminio folija) sluoksnis, nuo kurio atsispindi lazerio spinduliai, ir lako sluoksnis dengiantis visus anksčiau išvardintus sluoksnius. Kompaktinis dikas yra padalalintas į tris zonas:
LEAD IN. Ši zona saugo visą informaciją apie disko struktūrą angliškai –
TOC (Table Of Contents).
Programinė zona. Joje yra saugomi visi duomenys.
LEAD OUT zona. Joje nėra jokių duomenų.
Paprastas audio diskas gali talpinti iki 74 minučių muzikos ir iki 99
atskirų takelių (dainų). Informacija diske yra suskirstoma į sektorius (antroje disko zonoje) – mažiausius galimus adresuojamus blokelius.
Sektoriai yra skirtomi į loginius blokus, kurie yra mažesni už sektorius ir gali būti pasiekiami tik pagal loginį bloko numerį (LBN –Logical Block
Number) esantį bloko antraštėje. Yra keletas skirtingo dydžio blokų 512,
1024, 2048, kurie gali būti naudojami skirtinguose kompaktiniuose diskuose, tačiau aišku viena – loginio bloko dydis negali būti didesnis už fizinį sektoriaus dydį. Audio informacija diskuose yra saugoma kadruose. Kadro ilgis – 1/75 sekundės. Audio srautas koduojamas 44100 dažniu ir 16 bitų gyliu per sekundę. Šiame sraute yra koduojami du kanalai – kairysis ir dešinysis. Taip užkoduoto sektoriaus dydis yra 2352 batai viename kadre.
Toks sektorius atitinka fizinį bloko dydį kompaktiniame diske.
Pagrindio (Master) kompaktinio disko gamyba
Pagrindinio disko gamyboje yra naudojama skaitmeninė juosta, pagal kurią specialiai tam skirta sistema reguliuoja lazerio stiprumą, kuris išdegina takelius stikliniame diske, padengtame šviesai jautria medžiaga.
Kintanti elektromagnetinė srovė yra naudojama sukurti kintamo stitprumo lazerio spinduliui, kuris šviesai jautriame paviršiuje palieka arba duobutes (kai lazerio spindulys stipresnis) arba kauburėlius (kai lazerio spindulys silpnesnis). Stiklinis diskas vadinamas pagrindiniu stikliniu disku.
Jis yra naudojamas sukurti metalinius pagrindinius diskus (kartais jie vadinami tėveliais). “Tėveliai” yra padaryti padengiant pagrindinį stiklinį diską nikeliu. Masinei diskų gamybai yra naudojami diskai vadinami „mamytėmis”, kurie yra daromi iš pagrindinių metalinių diskų. “Motininiai” diskai yra naudojami keliems diskų “štamperiams” (kartais vadinamais sūnumis).
Štamperiai yra naudojami kaip formos sukurti polikarbonato sluoksniui (jau iškart gaunamas plasmasinis diskas su duobutemis ir iškilimais), kuris yra padengiamas akrilo sluoksniu (akrilo dažais).
Kompaktinio disko klausymas ir įrašymas
Informacija kompaktiniame diske plastiko sluoksnyje yra įrašoma koncentriniame apskritime, prasidedančiame kompaktinio disko viduryje.
Takelio plotis yra nuo 1.6 iki 2.2 mikrono pločio. Duobutės takelyje yra
0.6 mikrono pločio. Plonas metalinis sluoksnis labai gerai prisitaiko prie plastiko disko ir yra padengiamas akrilo dažais (laku). Kai kompaktinis diskas yra įdedamas į CD grotuvą, irašytas takelis skaitomas mažo intensyvumo raudonos spalvos lazeriu. Kad būtų įmanoma nuskaityti informaciją vienodu greičiu, disko sukimosi greitis kinta nuo 500 iki 200
apsisukimų per minutę. Kartais naudojami du papildomi lazeriai, padedantys kontroliuoti pirmojo lazerio fokusavimą. Duobutės ir “lygumos” yra perskaitomos lazerio, kai diskas sukasi. Duobutės ir “lygumos” skirtingai atspindi lazerio spindulius, tas skirtingas atsispindėjimas ir yra dvejetainė informacija. Spindulys krentantis į “lygumą” atsispindi tiesiai i fotodiodą, kuris sukuria elektrinį impulsą, o kai spindulys krenta į duobutę, spindulys lūžta (nukrypsta nuo tiesaus kelio) ir todėl gaunamas silpnesnis atsispindėjęs spindulys, kuris nesugeba aktyvuoti fotodiodo.
Tuomet fotosrovės nėra. Priklausomai nuo duobutės ilgio, duobutė yra nulinis bitas. Skaitmeninis (vienetų ir nulių) standartas specialių įrenginių pagalba yra paverčiamas į analoginį signalą, kuris yra perduodamas audio sistemoms.
Universalus disko standartas (UDF)
Universalus disko standartas išsprendžia daugybę nesuderinamumo problemų.
Asociacija OSTA (Optical Storage Technology Association) pristatė universlų disko formatą, kuris būtų suprantamas bet kokiai optinių įrenginių sistemai, pvz., CD-ROM’ui, CD grotuvui ar Video CD grotuvui. Standartas turėjo būti pritaikytas tiek muzikai, tiek informacijai, tiek filmams saugoti. Buvo protinga pritaikyti šį formatą jau egzistuojančioms operacinėms sistemoms, kurios naudojo ISO 9660 CD standartą failų struktūrai ir pavadinimams saugoti. Iki 98 Windows’ų Microsoft nepalaikė šio formato. Todėl DVD gamintojai buvo priversti tam tikrą laiko tarpą naudoti UDF Bridge (pereinamąjį standartą). Windows 95 OSR2 palaikė pereinamaji UDF standartą.
Standartai ir techninės specifikacijos
Pasak legendos, orginalios CD specifikacijos buvo išleistos knygeleje su raudonais viršeliais. Kiekvienas standartas turi savo specifikacijas, kurios yra aprašytos spalvotose knygose.
Raudonoji knyga
Raudonąją knygą parašė Philips ir Sony 1982 metais. Joje aprašytas orginalaus kompaktinio disko (CD) specifikacijos. Joje yra ir fizinės kompaktinio disko specifikacijos. Raudoji knyga aprašo, kaip turi būti įrašomi audio diskai, kad būtų teisingai nuskaitoma muzika CD grotuvuose
(CD players). Raudoji knyga yra kaip pradžių pradžia. Jos pagrindu buvo kuriami kiti standartai.
Geltonoji knyga
Geltonoji knyga – tai Sony ir Philips sukurta knyga apie CD-ROM’ą (Compact
Disk, Read Only Memory). Geltonoji knyga buvo išleista 1988 metais, ją išleido Sony ir Philips. Geltonoji knyga yra raudonosios knygos praplėtimas, kuris leidžia kompaktiniame diske laikyti ne tik audio informaciją. 1989 metais Geltonoji knyga buvo pristatyta tarptautiniam standartizavimui kaip ISO/IEC 10149 (Data Interchange on Read-Only 120mm
Optical disks (CD-ROM)). Kadangi Geltonoji knyga aprašo tik fizinius informacijos talpinimo diske klausimus, kiti standartai yra naudojami aprašyti failų struktūrai ir pavadinimams. Failų struktūrai ir pavadinimams tvarkyti jie prijungė ISO-9660, HFS (Hierarchal File System, kuri yra naudojama Macintosh kompiuteriuose ir Hybrid HFS-ISO). Geltonojoje knygoje taip yra aprašytos ir klaidų taisymo programos. Yra aprašomi du informacijos saugojimo būdai: mode 1 ir mode 2. Mode 1 yra įprastinis CD-
ROM‘o standartas, kurį naudoja dauguma kompaktinių diskų. Kiekviename bloke yra 2352 baitai iš kurių 2048 naudojami duomenims laikyti, o likę 304
baitai yra naudojami klaidų aptikimui ir taisymui. CD-ROM‘ai, kurie naudoja
Mode 2 formatą, kiekviename bloke turi 2336 baitus informacijos. Šiame formate viskas yra tas pats kaip ir Mode 1, tačiau nėra papildomų baitų klaidų taisymui. Mode 2 yra labiau tinkamas grafikai ir video medžiagai laikyti. Šis standartas leidžia laikyti skirtingą informaciją viename diske ir tapo pagrindais kuriant naują formatą CD-ROM XA, kurį ir aprašo
Geltonoji knyga.
Oranžinė knyga
Oranžinė knyga yra neoficialus Sony ir Philips sukurto CD-R standarto aprašymas, išleistas 1990 metais. Oranžinė knyga yra Raudonosios knygos tęsinys (Raudonoji knyga – CD-DA (compact disc digital audio)). Oranžinė knyga yra padalinta į dvi dalis. Pirmoji dalis aprašo magneto-optinius (MO
įrenginius), o antroji – aprašo pirmąjį įrašymo standartą – CD-R (compact disk – recordable). Trečioji dalis kaip tęsinys buvo išleista atskirai.
Šioje dalyje aprašomas CD-RW (compact disk – rewritable) formatas.
Oranžinėje knygoje yra aprašomas fizinis duomenų organizavimas, daugiasesijinių (multisession) ir maišytų (hybrid) kompaktinių diskų, jų atsispindėjimo, lazerio valdymo (įrašymo metu) rekomendacijos. Po Oranžinės knygos išleidimo, kievienas vartotojas namuose galėjo įrašinėti kompaktinius diskus. Magneto-optinė (CD-MO) technologija leidžia 12 cm diskus ištrinti ir įrašinėti milijonus kartų. Šie įrenginiai naudoja dvi galvutes – vieną įrašymui ir vieną ištrynimui. Tik maža dalis šio disko yra sisteminė informacija (kad įrenginiai žinotų kur galima rašyti), o visa kita likusi dalis gali būti perrašinėjama daugybę kartų. CD-R gaminiai gali būti įrašyti tik kartą (panašiai kaip „worm“ (write once, read many)
gaminiai). CD-R įrenginys įrašo į kompaktinius diskus, kurie turi specialų įrašomąjį sluoksnį ir iš anksto parengtus takelius. Pirmieji takeliai yra kalibravimo takeliai. Jie skirti įrašinėjančiai programai, kuri ir valdo visą įrašymo procesą. Toliau yra LEAD IN zona, kitaip tariant įvesties zona. Joje yra įrašoma lentelė, kurioje saugoma visa failų sistemos struktūra (table of contents). Po LEAD IN zonos yra vartotojo duomenims skirta zona. Ir paskutinė zona – LEAD OUT zona. Maišytuose diskuose (Hybrid disc) yra daugiau zonų – vien tik skaitomų (read only) ir rašomų (recordable). Perrašomieji CD (CD-RW) buvo sukurti Philips ir Sony 1996
metais, kaip Oranžinės knygos papildymas (trečioji Oranžinės knygos dalis).
Šioje dalyje buvo aprašoma fazių keitimo technologija – keičiant lazerio spindulio intensyvumą keičiasi atspindinčio sluoksnio intensyvumas ir UDF
(universal disk format). Išleidus šią specifikacijų knygą, kiekvienas vartotojas namuose galėjo daugybę kartų perrašinėti CD-RW diskus.
Baltoji knyga
1993 metais Sony, Philips, Matsushita ir JVC išleido specifikacijų dokumentą apie video kompaktinius diskus (VCD). Knyga buvo pavadinta
Baltąja. Knygoje buvo aprašomi suspaudimo algoritmai, MPEG audio/video takelių kodavimas, grojimo „taisyklės“ duomenų struktūros ir vartotojo informacijos takeliai. Video kompaktinis diskas (VCD) yra aprašomas kaip tam tikras CD-ROM XA standartas. CD-ROM XA sektorių struktūra (kaip kad aprašyta Geltonojoje knygoje) yra naudojama aprašyti fizinius ir loginius blokus ir MPEG-1 video informaciją (informacija yra labai suspaudžiama, nes nesuspaustas dviejų minučių trukmės filmas užimtų visą kompaktinį diską).
VCD raiška (resolution) yra panaši kaip ir VHS (vaizdajuosčių). Baltojoje knygoje yra aprašomas netgi takelių skaitymas, yra aprašyta kaip turi būti skaitomas takelis, kad greitai prasukant (į priekį ar atgal) nebūtų vėlavimų (nuotraukų), t.y. vaizdas niekada nesustoja ir labai greitai juda.
Video kompaktiniai diskai, foto diskai ir karaoke diskai yra vadinami „tiltiniais“ diskais (bridge disks), t.y. jie turi veikti ir buitiniuose grotuvuose ir CD-ROM‘uose. Laikantis pradinių VCD formato specifikacijų
1995 metais buvo sukurtas VCD 2.0 standartas, VCD-Internet 1997 metais ir
Super Video CD (SVCD) 1998 metais. Visi jie buvo aprašyti kaip Baltosios knygos papildymai.
Žalioji knyga
Žalioji knyga yra dar vadinama pilnai veikiančia Žaliąja knyga (Full
Functional Green Book, arba FFGN). Ši knyga yra neoficialus 1986 metais
Philips ir Sony sukurto standarto CD-i (CD interactive) aprašymas.
Dokumentas aprašo tikslias sistemas, kurios reikalingos CD-i veikimui, CD-i disko struktūrą ir programinę įrangą reikalingą pilnam ir nepriekaištingam
CD-i veikimui. Žalioji knyga aprašo ir Microware operacinės sistemos
(Microware OS-9 2.4) technines specifikacijas. CD-i buvo pristatytas kaip daugialypės terpės laikmenos standartas, sujungiantis televizorių ir garso sistemą. Žalioji knyga aprašo takelių išsidėstymą, sektorių struktūrą, ir
ISO 9660 pagrindu veikiančią failų sistemą. Prisitaikančio kintančio pulso kodo moduliacija (ADPCM) yra naudojama paversti garsą į dvejetainę informaciją ir paruošti ilgam šios informacijos laikymui. Žaliosios knygos blokų struktūra leidžia sinchronizuoti skirtingos rūšies informaciją ir failų suspaudimo algoritmus daugialypės terpės programoms. CD-i sektoriai panaudoja 8 baitus kurių nenaudoja CD-ROM XA.
Mėlynoji knyga
Mėlynoji knyga aprašo Stamped multisession (žinomus kaip enhanced CD arbaE-
CD) diskų formatą, kuris buvo sukurtas 1995 Philips ir Sony, kaip papildomas Oranžinės knygos priedas. Šis standartas naudojamas saugoti video informacijai, paveikslėliams, nuotraukoms ir standartiniams audio diskams. Joje yra aprašyta failų sistemos struktūra, paveikslėlių, video informacijos struktūra. Šiuos diskus „supranta“ paprasti buitiniai audio grotuvai, o įdėjus tokį diską į įrenginį, kuris turi papildomas daugialypės terpės galimybes (CD-ROM, CD-i irenginiai) matysite visą papildomą informaciją – filmus, nuotraukas, paveikslėlius. Mėlynojoje knygoje yra aprašomos dvi sesijos (mulltisession): pirmoji prasideda disko centre ir yra naudojama įrašyti garso takeliams, o antroji yra daugiau išorinėje dalyje ir naudojama Geltonojoje knygoje aprašytiems takeliams įrašyti.
Mėlynojoje knygoje yra aprašyta disko specifikacijos, failų formatai, failų sistemos, atitinkančios ISO 9660 standartus. Mėlynoji knyga yra kaip standartas, kurį pripažino Philips, Sony, Microsoft ir Apple.
Skaisčiai Raudona knyga
(Scarlet) Skaisčiai Raudona knyga – tai Philips ir Sony sukurto Super Audio
CD standarto (SACD) aprašymas. Šis standartas naudojamas aukštos kokybės garsui įrašyti – šešių ar daugiau garso kanalų. Super audio diskai gali talpinti trijų skirtingų rūšių informaciją. Jie įrašomo tiesioginio skaitmeninio signalo (direct stream digital DSD) metodu, kurį sukūrė Sony.
Šis metodas paverčia analoginį signalą į skaitmeninį 1 bito ilgio signalą tiesioginiam įrašymui. DSD būdu įrašyto garso kokybė nenukenčia, nes garso signalas nesuspaudžiamas ir atrinkimo greitis yra iki 2.8 MHz (kad galėtų kuo realistiškiau perteikti garsą). DSD įgalina dažnį kisti iki 100KHz, dinamiškai garsas gali kisti iki 120dB. Šioje knygoje taip pat yra aprašyti trys metodai, kuriais gaminami SACD: viensluoksnis (single-layer), dvisluoksnis (dual-layer) ir dvisluoksnis maišytas (dual-layer hybrid).
Kaip priedą DSD ir maišyto disko (hybrid disk) technologijoms knyga aprašo ir Super Bit Mapping Direct technologiją, Direct Stream Transfer, ir vandens (watermark) ženklų technologijas. Vandens ženklai saugo nuo piratavimo. Atsižvelgiant į visas šias technologijas, SACD yra CD/DVD
formatų maiša. Skaisčiai Raudonoje knygoje aprašoma failų struktūra yra identiška DVD diskuose naudojamoms failų struktūroms. Failų sistemos, sektorių dydžiai ir klaidų taisymas yra toks kaip ir DVD. SACD konkuruoja su DVD-Audio diskais. Ateityje SACD turėtų pakeisti audio diskus.
Violetinė knyga
Violetinė knyga yra neoficiali Philips ir Sony išleista knyga apie dvigubai tankesnius kompaktinius diskus (Double Density Compact Disc arba DDCD).
Susiaurinus takelio platumą nuo 1.6 mikrono iki 1.1 mikrono, minimalus takelio ilgis sutrumpėjo nuo 0.833 mikrono iki 0.623 mikrono. Todėl į kompaktinį diską galima įrašyti 1.6 Gb informacijos, t.y. dvigubai daugiau nei į paprastus CD diskus. Šioje knygoje yra aprašytas ir naujas klaidų taisymo algoritmas vadinamas CIRC7, ISO 9660 failų standartai ir naujas skaitymo greitis (0.9 metrai per sekundę). Buvo tikimasi, kad naudojant šią technologiją bus pradėti gaminti ir CD-R ir CD-RW diskai. Tačiau dėl specialių reikalavimų skaitymo įrenginiams šių diskų gamyba buvo atidėta.
Sony planuoja išleisti DDCD-R/RW įrašymo įrenginius, tačiau vargu ar taip bus, nes labai greitai populiarėja DVD-R/RW, DVD+R/RW formatai.
ISO 9660
ISO 9660 yra dažniausiai sutinkamas failų standartas, naudojamas bylų katalogams ir failų pavadinimams sudaryti. Standartas buvo sukurtas 1988
metais CD-ROM formatui. Pavadinimas turi būti iš trijų dalių – vardo, plėtinio ir versijos numerio. Trumpiausias vardo ir plėtinio ilgis – vienas simbolis. Yra naudojami trys lygiai įrašyti failų pavadinimams kompaktiniame diske. 1 lygis buvo pritaikytas DOS operacinei sistemai, t.y.
buvo ribojamas failų pavadinimų ilgis iki aštuonių simbolių. Plėtinys turėjo būti iš trijų simbolių. Kiekvienas failas diske turėjo būti įrašomas kaip atskiras baitų srautas. 2 lygyje failai turėjo būti įrašomi kaip atskiri bitų srautai. Failo pavadinimo ilgis neturėjo viršyti 30 simbolių.
3 lygyje pagal AXIS korporaciją nebuvo failų pavadinimo apribojimo, tačiau
GSN failų pavadinimo ilgis buvo trisdešimt simbolių.
Joliet
Joliet specifikacijos buvo ISO 9660 plėtinys, kurį sukūrė Microsoft 95
Windows’ams. Šis standartas leido naudoti ilgus failų pavadinimus (iki šešiasdešimt keturių simbolių (įskaičiuojant ir tarpus). Joliet standartas taip pat leido naudoti Unicode tarptautinius simbolius.
Rock Ridge Standartas
Šis stadartas yra naudojamas UNIX operacinėse sistemose. Standartas leidžia gerokai ilgesnius ir sudėtingesnius (su specialiaisiais simboliais) failų pavadinimus.
CD-DA (Compact Disk-Digital Audio)
Tai originalus standartas skirtas muzikiniams kompaktiniams diskams gaminti. CD-DA leidžia įrašyti 74 minutes ir 30 sekundžių muzikos.
Informacija CD-DA diske yra saugoma loginiuose blokuose. Audio informacija saugoma 1/75 sekundės kadruose (frames). 44100 „pavyzdžiais“ per sekundę (samples per second). Kiekvienas pavyzdys (garso signalas) yra koduojamos šešiolika bitų, dviem kanalais. Tai duoda 2352 baitų sektorius, kurie ir sudaro pilną fizinį bloką kompaktiniame diske.
CD-ROM
Tai CD modifikacija sukurta saugoti kompiuteriniams duomenims, tekstui, muzikai, filmams, grafikai. Originalus formato standartas buvo aprašytas
Geltonojoje knygoje. Kartu su šiuo standartu yra naudojami kiti formatai, aprašantys failų struktūrą ir failų pavadinimus (ISO 9660, HFS, HFS-ISO).
Fizinės disko specifikacijos yra tokios pat kaip ir CD-DA.
High Sierra Standartas (HSF)
Geltonojoje knygoje aprašomi formatai yra labai netikslūs, iš šios buvo galima sukurti keletą vienas kito neatitinkančių formatų. Norint panaikinti tokį didelį standartų netikslumą, didieji įrenginių gamintojai susitiko
High Sierra viešbutyje, prie Tahoe ežero ir susitarė dėl vieningo standarto. Šio standarto pravardė – High Sierra Format (HFS), vėliau truputėlį pataisyta versija buvo pavadinta ISO 9660. Šiandien bet koks CD-
ROM įrenginys sugebės perskaityti CD-ROM formatu pagamintą kompaktinį diską. CD-ROM įrenginiai gali perskaityti ir audio diskus, tačiau buitiniai kompaktinių diskų įrenginiai perskaityti CD-ROM disko negali.
Literatura
Medžiaga gauta iš ACME firmos firminės svetainės www.acme.lt