Техническое описание.

В этой части поговорим о тех процессах, которые происходят при записи информации на диск. Так как видов дисков три - CD-Rom, CD-R и CD-RW - то рассмотрим мы три способа записи.

Самым первым рассмотрим CD-Rom диск. Он представляет собой наиболее простой вариант исполнения, однако и имеет наименьшее количество возможностей. Состоит он из трех основных слоев: нижний прозрачный слой пластика - поликарбонат; отражающий слой - алюминий, золото или серебро; защитный слой лака, на который может быть нанесена наклейка.

Процесс создания диска происходит так: в самом начале на специальном оборудовании изготавливают мастер-диск - стеклянный диск с нанесенным на его поверхность фотореактивом. Этот диск подвергают облучению необходимым образом, в результате чего получают "фотографию" будущего диска. Затем эту "фотографию" проецируют на металлический диск, который также покрыт фотореактивом, в результате чего на его поверхности формируется негативное изображение будущих дисков. Обрабатывая металлическую заготовку кислотой, на его поверхности получают выемки необходимой глубины. После соответствующей обработки получают, так называемую, форму или матрицу. Далее, для получения компакт-диска, данную форму помещают в пресс, в который подают разогретый поликарбонат. Застывая, он сохраняет полученный образ диска на одной своей стороне. На следующем этапе эта сторона опыляется алюминием или другим отражающим слоем, для защиты которого используется защитный слой.

Диски для однократной записи устроен несколько сложнее. По всей своей поверхности проходит концентрическая дорожка, которая покрыта слоем особого красителя. При воздействии на такой слой лазерного излучения высокой мощностью, в результате чего тот обесцвечивается. Слой красителя покрыт отражающим и защитным слоями. Таким образом, однажды записанная информация будет считана сквозь обесцвеченные области красителя так же, как и в обычном компакт-диске, однако количество отраженного света от диска CD-R несколько меньше, чем от диска CD-Rom, и не должно быть меньше 65 %.

Диски с возможностью записи и стирания информации представляют собой еще более сложные структуры. Их основу составляет специальный материал с изменяющейся структурой заключенный между двумя слоями изолирующего материала. Такой "бутерброд" находится между оптической основой и отражающим слоем. Под действием лазерного луча высокой мощности на отдельную область, указанный материал начинает плавится, а затем кристаллизироваться. Если же на область воздействует лазер с меньшей мощностью, материал не успевает полностью расплавится и остывает в аморфном состоянии. В кристаллическом состоянии этот материал имеет высокую прозрачность, а в аморфном состоянии - низкую. Для стирания всего диска его поверхность облучают лазером с малой мощностью луча. Таким образом весь диск оказывается закрыт слоем материала в аморфном состоянии. Во время записи необходимые области "открываются" лазером с большей мощностью.

На приведенной ниже схеме приведены условные структуры этих дисков. Кстати, условность состоит в размерах и формах областей, однако их чередование указано правильно.

Структура CD-Rom`а	Структура CD-R диска	Структура CD-RW диска

	Оптическая основа		Наклейка		Изолирующий слой
	Отражающий слой		Слой красителя		Регистрирующий слой в аморфном и кристал-лическом состоянии
	Защитный слой		Обесцвеченная область

Особенности работы Cd-writer`ов

Запись информации на компакт-диск производится путем формирования лазером импульсов излучения высокой мощности, которые изменяют структуру (оптические свойства) необходимых областей диска. Формированием временных интервалов воздействия лазера на диск занимается электронная схема CD-Writer`а, которая в свою очередь использует информацию, занесенную в буфер. Буфер представляет собой микросхемы памяти с большими объемом и скоростью передачи информации. Одной из особенностей CD-Writer`ов различных фирм-производителей являются их технологии защиты буфера от опустошения, т.е. - методы постоянного обновления информации в буфере. Одним из методов такой защиты может выступать снижение скорости вращения диска, а следовательно - и скорости записи информации. Еще некоторое время назад опустошение буфера по причине низкой скорости работы всей системы, а особенно - системы памяти, приводило к порче носителей. Сейчас уже существуют некоторые технологии, позволяющие на короткий промежуток времени останавливать процесс записи, а затем продолжать с места остановки. Однако такие "неприятности" могут значительно ухудшить качество записи диска.

Для обеспечения непрерывности записи необходимо обеспечить высокую скорость передачи данных с винчестера в записывающий привод. Если рассматривать обычную систему, то чаще всего записывающий привод подсоединяется к IDE порту материнской платы. Необходимо помнить, что подключая записывающий привод и винчестер, с которого производится запись, на один шлейф IDE порта можно значительно снизить скорость передачи данных. Это, во-первых, связано с тем, что старые материнские платы устанавливают скорость передачи данных соответствующую наиболее медленному устройству (а записывающие приводы чаще всего поддерживают достаточно медленный интерфейс UDMA 33). Во-вторых, даже на новых материнских платах, где при обращении к каждому устройству устанавливается его максимальная скорость передачи данных, необходимо затратить некоторое время на переключение различных по скорости устройств, и на это снова затрачивается время. Таким образом, использование одного канала IDE для винчестера и "писателя" является нежелательным.

Вторая причина, которая может снизить скорость передачи данных является неправильный выбор места временного сбережения информации. В случае, если область для сохранения слишком фрагментирована, то запись и считывание временной информации будет весьма продолжительным: для записи (считывания) следующего блока информации магнитная головка винчестера должна переместится на некоторое расстояние, что займет определенное время. Если запись на диск ведется не с готового источника, а с того же винчестера, эти затраты времени возрастают еще больше. Из этого следует, что для лучшего качества записи информации желательно иметь дефрагментированную область диска.

Однако, даже полная дефрагментация не всегда означает высокую скорость. Дело в том, что винчестеры используют (обычно) две стороны физического диска винчестера для хранения информации (в случае двух дисков количество сторон возрастает до 4). Разметка диска на отдельные логические диски (опять же - обычно) ведется без учета этой особенности, в результате чего файл, логически размещенный в соседних секторах диска, может быть разнесен на две стороны физического диска. При чтении такого файла магнитная головка должна в некоторый момент времени полностью перемещаться от края диска к его центру, что снова влечет за собой потерю времени. Если же на такое "место" попадает временная информация для "писателя", которая постоянно обновляется, то можно получить картину, которую я недавно наблюдал: мощнейшая система с 120 Гбайтным винтом, 8-Мбайтным буфером и 7200 оборотами в минуту обеспечивала почти вдвое меньшую скорость передачи данных, чем мой скромный трудяга с 40 Гбайтным "винтом" с 2-мя Мбайтным буфером и всего 5400 оборотами в минуту. Следовательно, для "хорошей" записи необходимы знания о физическом расположении информации на винчестере.