광디스크 드라이브란 무엇인가요?
광디스크 메모리는 광저장 기술을 이용해 정보를 저장하는 메모리의 일종으로, 집속된 레이저 빔을 이용해 디스크 매체의 광학적 특성을 바탕으로 고밀도 정보를 비접촉 방식으로 기록한다. 저장된 정보의 "1" 또는 "0"을 나타내는 매체 재료(예: 반사율, 편광 방향)입니다. 대용량, 저렴한 가격, 쉬운 휴대성 및 우수한 호환성이라는 특성으로 인해 광디스크 메모리는 컴퓨터의 중요한 보조 메모리이자 현대 멀티미디어 컴퓨터 MPC의 필수 저장 장치가 되었습니다.
광스토리지 기술은 1970년대에 탄생했습니다. 1972년에 필립스는 아날로그 TV 신호를 재생할 수 있는 세계 최초의 광 디스크 시스템을 설계했습니다. 1978년 필립스는 세계 최초로 상용화된 레이저 비전 디스크 플레이어(Laser Vision, LV)를 출시했습니다. 그 원리는 사운드 레코드의 형태를 모방하여 디스크에 이미지와 그에 수반되는 오디오 신호를 기록하고 레이저 빔을 사용하는 것이었습니다. 디스크의 녹음을 감지합니다. 정보는 전기 신호로 변환된 다음 처리 후 비디오 및 오디오 신호로 복원되며 TV는 이미지와 사운드를 표시합니다. 1981년 필립스와 소니는 CD-DA(Compact Disc-Didital Audio)를 공동으로 출시하고 광디스크 기술 분야에서 매우 중요한 기본 기술 문서인 "Red Book Standard"를 공식화했습니다.
1985년, 수년간의 노력 끝에 필립스와 소니의 연구진은 마침내 광디스크에 디지털 음악 정보만 기록되고 컴퓨터 파일 정보는 기록되지 않는 문제를 해결했습니다. 구체적으로는, 컴퓨터 시스템이 주소번호에 따라 언제든지 데이터에 접근할 수 있도록 광디스크의 주소를 어떻게 분할하느냐의 문제를 해결하고, 광디스크 데이터 접근의 오류율을 줄이기 위한 것이다. 이를 위해 그들은 광디스크에 계산 데이터를 기록하기 위한 "Yellow Book Standard"를 출판했습니다. 이후 국제표준화기구(International Organization for Standardization) ISO는 표준을 개선하여 ISO9660 표준을 발표했습니다. 이러한 방식으로 CD-ROM은 컴퓨터에 도입되었고 곧 널리 사용되게 되었습니다. CD-ROM은 현대 멀티미디어 컴퓨터의 표준 구성 중 하나가 되었습니다. 그 후, 연구자들은 CD-ROM의 읽기 속도를 초기의 2배속과 4배속(MPC3 표준)에서 오늘날의 52배속으로 향상시키기 위해 열심히 노력했으며, 다른 한편으로는 읽기-쓰기 속도를 더욱 향상시켰습니다. 컴퓨터용 광디스크와 DVD 등은 컴퓨터 지원 저장 장치에서 광디스크 저장 장치의 중요한 위치를 통합하고 확립했습니다.
1. 광디스크 저장장치의 분류
광디스크의 재기록 가능성에 따라 주로 읽기 전용 광디스크와 재기록 가능한 광디스크가 포함됩니다.
읽기 전용 광디스크에 저장된 정보는 광디스크 제조사에서 미리 템플릿을 사용해 한 번만 기록해 놓은 것이므로 앞으로는 데이터를 읽을 수만 있고 더 이상 데이터를 쓸 수는 없습니다. 디스크 콘텐츠에 사용되는 다양한 데이터 형식에 따라 디스크는 CD-DA, CD-I, Video-CD, CD-ROM, DVD 등으로 나눌 수 있습니다.
재기록 가능 광 디스크는 제조업체에서 제공하는 빈 디스크입니다. 사용자는 CD-ROM 드라이브를 사용하여 광 디스크에 자신의 데이터를 쓸 수 있습니다. 여기에는 CD-R, CD-RW, 상변화 광 디스크가 포함됩니다. 그리고 자기 디스크 등.
일반적인 광디스크 유형, 기능 및 관련 표준은 아래 표에 나와 있습니다.
CD-DA 종류, 데이터 용량, 표준 출현 시간 기능 구현 설명
CD-DA 최대 음악 재생 시간 74분 Red Book 1982 광 CD 시리즈의 조상 1982년 Philips와 Sony가 공식적으로 출시한 디스크. 주로 음악 저장용으로 출판되었습니다.
CD-ROM은 650MB의 컴퓨터 데이터를 저장합니다. Yellow Book은 1985년 Philips와 Sony가 공동으로 작성했습니다. 컴퓨터 데이터 저장에 대한 사양을 정의하고 주소 데이터 구조, 데이터 오류 수정, 섹터 크기, 등, 광학 저장 장치 만들기 컴퓨터 분야에 들어갑니다.
CD-I 760MB Green Paper 가전제품 시장을 위해 1986년 Philips와 Sony가 출시한 대화형 멀티미디어 데이터 저장 형식으로, 사운드, 이미지 및 기타 텍스트 정보를 동시에 재생할 수 있습니다.
CD-R 700MB 오렌지북 1992 한 번만 쓸 수 있는 광디스크는 데이터가 가득 차더라도 한 번만 쓸 수 있고, 아직 공간이 있어도 다시 쓸 수 없습니다.
CD-RW 700MB 1996년 오렌지 북의 세 번째 부분은 CD-R과 동일한 방식으로 구워졌습니다. 차이점은 CD-RW 드라이브와 완전히 호환된다는 점입니다. CD-R 디스크.
비디오 CD 70분 분량의 MPEG1 형식 데이터 백서 1993 MPEG1 형식으로 압축된 비디오 및 오디오 정보를 저장할 수 있으며 주로 영화 등을 재생하는 데 사용됩니다.
DVD는 최대 17GB의 데이터 ISO/IEC를 저장합니다.
1996년 16448의 정식 명칭은 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk)로, 컴퓨터와 홈 엔터테인먼트를 통합한 DVD 드라이브로 다양한 CD 디스크를 인식할 수 있습니다. 이미 CD-ROM을 대체하고 있습니다.
2. CD-ROM
표준 CD-ROM 디스크의 직경은 120mm, 중앙 장착 구멍은 15mm, 두께는 1.2mm, 무게는 약 14mm입니다. 매트릭스는 폴리카보네이트와 같은 수지로 만들어졌으며 일련의 마이크로 딤플을 통해 디스크 표면에 데이터 정보가 기록됩니다. CD-ROM 디스크가 생산되면 먼저 정확하게 초점을 맞춘 고강도 레이저 빔을 사용하여 마스터 디스크를 만든 다음 마스터 디스크를 템플릿으로 사용하여 폴리카보네이트 복제물을 엠보싱한 다음 반사율이 높은 재료로 코팅합니다. 구덩이 표면에(알루미늄 또는 금), 마지막으로 먼지나 긁힘을 방지하기 위해 이 외부 층에 아크릴 수지 층을 도포합니다. 그림 5-35와 같습니다.
그림 5-35 CD-ROM 구조
CD-ROM은 광디스크 드라이브에 장착된 레이저 헤드를 통해 디스크에 있는 정보를 읽어온다. 디스크가 회전하여 레이저 헤드를 통과할 때 레이저 헤드는 투명한 폴리카보네이트 층을 통과하는 저강도 레이저 빔을 생성합니다. 레이저 빔이 디스크의 여러 영역에 닿으면 반사된 레이저 광의 강도가 변경됩니다. 구체적으로, 레이저 빔이 피트에 닿으면 피트의 고르지 못한 표면으로 인해 빛이 산란되고 반사되는 빛의 강도가 낮아집니다. 피트 사이의 영역을 플랫폼(1and)이라고 합니다. 플랫폼의 표면은 매끄럽고 평평하며 반사광의 강도가 높습니다. 광 센서는 감지된 광도 변화를 디지털 신호로 변환합니다. 센서는 고정된 간격으로 디스크 표면을 감지합니다. 피트의 시작 또는 끝은 피트에 저장된 이진수 "1"을 나타내며, 간격 사이에 고도 변화가 발생하지 않으면 "0"이 기록됩니다.
CD-ROM과 디스크는 데이터를 기록하는 방식이 다릅니다. 자기 디스크는 동심원으로 구성됩니다. CD-ROM은 중앙 근처에서 시작하여 디스크 바깥쪽 가장자리를 향해 회전하는 나선형 트랙이 전체 디스크에 하나만 있습니다. 외부 섹터는 내부 섹터와 길이가 동일하므로 동일한 크기의 세그먼트로 그룹화된 정보를 전체 디스크에 균등하게 배포할 수 있습니다.
CD-ROM 데이터 저장소도 블록으로 구성됩니다. 일반적인 블록 형식은 그림 5-36에 나와 있습니다. 이는 다음 필드로 구성됩니다.
·동기화: 블록의 시작을 표시하는 동기화 필드입니다. 12바이트로 구성되며 첫 번째 바이트는 모두 0, 2~11바이트는 모두 1, 12번째 바이트는 모두 0이다.
·ID: 블록 주소 및 모드 바이트를 포함한 식별 필드. 모드 0은 빈 데이터 필드를 나타내고, 모드 1은 오류 정정 코드와 2048바이트의 데이터 사용을 나타내고, 모드 2는 오류 정정 코드가 없는 2336바이트의 사용자 데이터를 나타냅니다.
·데이터: 사용자 데이터 필드.
·보조: 이 보조 필드는 모드 2의 경우 추가 사용자 데이터이고 모드 1의 경우 288바이트 오류 수정 코드입니다.
그림 5-36 CD-ROM 데이터 블록 형식
CD-ROM은 특수 CD-ROM 드라이브(일반적으로 광학 드라이브라고 함)를 통해 읽혀집니다. 한편으로 CD-ROM 드라이브는 광 디스크의 읽기 작업을 완료하고 다른 한편으로는 호스트 컴퓨터와 인터페이스합니다. 세 가지 주요 공통 CD-ROM 드라이브 인터페이스 표준이 있습니다:
(1) 특수 인터페이스
각 CD-ROM 드라이브 제조업체에서 제공하는 특수 인터페이스 카드는 CD-ROM을 호스트 컴퓨터를 연결합니다. 현재 전용 인터페이스는 점차적으로 교체되고 있습니다.
(2) IDE(EIDE) 인터페이스
IDE 인터페이스가 있는 CD-ROM 드라이브는 컴퓨터 마더보드의 IDE 또는 EIDE 소켓에 직접 연결할 필요가 없습니다. 버스 인터페이스 카드를 구성합니다. 이는 현재 마이크로컴퓨터에서 일반적으로 사용되는 인터페이스 방식입니다.
(3) SCSI 인터페이스
SCSI(Small Computer System Interface, 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스)는 현재 인기 있는 입출력 인터페이스 표준입니다. 상대적으로 말하면 SCSI 인터페이스는 그보다 작습니다. IDE 인터페이스가 더 빨라졌습니다.
3. CD-R
CD-R(Compact Disk Recordable)은 한 번 기록하고 여러 번 기록할 수 있는 광 디스크 시스템입니다. CD-R 디스크와 구성 요소로 구성됩니다. CD-ROM 드라이브의.
CD-R 디스크는 외형 크기, 데이터 기록 방법 등이 일반 CD-ROM 디스크와 동일합니다. 또한 레이저 광선의 반사 원리를 사용하여 정보를 읽습니다. 하지만 CD-ROM과 다른 점은 CD-R 디스크 표면의 폴리카보네이트층, 반사층, 아크릴수지 보호층 외에 폴리카보네이트층과 반사층 사이에도 유기염료가 첨가되어 있다는 점입니다. 층.
CD-R 기록 드라이브를 사용하여 공 디스크를 구울 때 기록용 레이저 빔을 유기 염료 기록층에 조사하면 레이저 조사에 의해 발생된 열이 유기 염료를 녹여 생산하게 됩니다. 가벼운 표시. 빛의 흔적은 미래의 판독 레이저 빔이 빛의 반사율을 변경하게 하여 정보를 한 번에 기록하고 다시 쓰는 목적을 달성합니다.
4. CD-RW
CD-RW(Compact Disk ReWritable) 광 저장 시스템은 CD-R을 기반으로 더욱 발전되어 읽고 쓸 수 있는 광 저장 장치입니다. 체계.
CD-RW 디스크의 구조는 재기록 가능한 염료 층이 디스크에 추가된다는 점을 제외하면 기본적으로 CD-ROM의 구조와 동일합니다. 데이터를 읽고 쓰는 것은 상변화 기술을 사용합니다. 상변화 기술은 물질의 상태 변화를 이용해 데이터를 읽고 쓰고 지웁니다. CD-RW 디스크의 내부에는 상변화 기록층인 일정 두께의 얇은 막이 코팅되어 있습니다. 상변화 기록층은 은합금 소재로 구성되며, 가열온도에 따라 결정 또는 비정질이 형성될 수 있다. 따라서, 가열 온도를 적절하게 조절함으로써 기록층의 결정화 상태를 자유롭게 제어할 수 있다. 결정질 상태에서는 원자가 가지런히 배열되어 빛의 반사율이 높지만, 비정질 상태에서는 원자가 가지런히 배열되어 있지 않고 빛의 반사율이 낮습니다. 이러한 빛 반사율의 변화를 활용하여 CD-RW를 읽고 쓰고 지울 수 있습니다. 물질적 요인으로 인해 크리스탈 상태가 변경될 수 있는 횟수가 제한되어 있으며 이는 CD-RW 디스크를 지우고 쓸 수 있는 횟수도 제한됩니다.
CD-RW 디스크의 상변화 기록층의 기록막은 공장에서 출고될 때 결정질 상태로 기록 과정에서 강력한 레이저 빔을 조사해 비정질로 변화시킵니다. 이때 레이저를 정지시키면 기록막의 온도가 급격하게 떨어지며, 데이터가 기록되는 영역이 비정질 상태로 안정되어 데이터가 기록된다. 판독하는 동안 약한 레이저 광선을 사용하여 기록 영역을 조명하고 반사된 빛의 반사율에 따라 0인지 1인지를 결정합니다. 약한 빛만 조사해도 기록필름에 기록된 데이터는 파괴되지 않는데, 이는 일반 광드라이브가 광디스크를 읽는 것과 같은 원리이다. 데이터를 삭제할 때 기록막에 중간 강도의 레이저 빔이 조사되면 기록막의 온도가 약간 상승하여 기록막이 결정 상태로 돌아가 데이터가 삭제됩니다.
CD-RW 디스크 읽기 및 쓰기는 CD-RW 레코더를 통해 완료됩니다. 현재 CD-RW 레코더는 CD-ROM 및 CD-R 디스크와 호환되며 내장형과 외장형의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 호스트와의 인터페이스 측면에서 내장 레코더는 주로 IDE, SCSI 및 기타 인터페이스를 통해 연결되는 반면 외부 레코더는 컴퓨터의 외부 병렬 인터페이스를 통해 연결됩니다.
5. DVD
DVD의 정식 영어 명칭은 Digital Video Disk이며, 디지털 비디오 디스크를 의미합니다. DVD는 비디오 데이터를 저장하는 데만 사용되는 것이 아니라 다른 종류의 데이터를 저장하는 데에도 사용할 수 있으므로 DVD는 비디오, 오디오 및 컴퓨터 데이터를 더 큰 용량으로 저장할 수 있는 디지털 다목적 디스크라고도 합니다. MPEG2 압축 표준을 사용하면 디스크 실행 속도가 더 빨라집니다.
DVD는 CD-ROM과 유사한 기술을 사용하지만 더 높은 저장 용량을 제공할 수 있습니다. 표면적으로 DVD 디스크는 직경이 80mm 또는 120mm이고 두께가 1.2mm라는 점에서 CD-ROM 디스크와 매우 유사합니다. 그러나 실제로 둘 사이에는 본질적인 차이점이 있습니다. CD-ROM 디스크의 저장 용량이 650MB인 것에 비해 DVD 디스크의 저장 용량은 17GB에 달합니다. 또한, 디스크 읽기 속도는 CD-ROM의 단일 속도 전송 속도가 150KB/s인 반면, DVD의 단일 속도 전송 속도는 1358KB/s입니다.
그림 5-37은 DVD와 CD-ROM 디스크의 데이터 트랙과 피트를 비교한 것입니다. 그림에서 볼 수 있듯이 CD-ROM 디스크의 트랙 피치는 1.6μm이고 DVD 디스크의 트랙 피치는 0.74μm입니다. CD-ROM 디스크의 최소 피트는 0.83μm입니다. DVD 디스크의 크기는 0.4μm입니다. DVD 디스크의 트랙 밀도와 피트 밀도는 CD 디스크의 트랙 밀도와 피트 밀도보다 훨씬 높습니다. 이 두 가지 측면의 개선만으로 DVD의 단일 칩 단일 레이어 용량이 CD-ROM의 7배 이상, 최대 4.7GB로 늘어났습니다.
그림 5?-37 DVD 디스크와 CD 디스크의 피트 밀도 비교
DVD 디스크는 단면 단일 레이어, 단면 이중 레이어, 양면 디스크로 구분됩니다. 양면 단일층 및 양면 표면 이중층의 4가지 물리적 구조. 따라서 DVD 디스크는 DVD-5, DVD-9, DVD-10 및 DVD-18의 네 가지 사양으로 나눌 수 있으며 해당 용량은 아래 표 5-7에 나와 있습니다.
표 5-7 DVD 디스크 4종 비교
디스크 종류 디스크 직경 면 수/레이어 수 용량
DVD-5 12cm 싱글- 양면 레이어 4.7GB
DVD-9 12cm 단면 더블 레이어 8.5GB
DVD-10 12cm 양면 싱글 레이어 9.4GB
DVD-18 12cm 양면 더블 레이어 17GB