Лазерные блинчики, или оптические диски, их свойства и применение

Спецвыпуск Xakep, номер #012, стр. 012-070-1

Matt (matt@nm.ru, http://matt.nm.ru)

Нет, думать о том, как весь этот девайс работает в то время, как какой-то урод истерично выпускает сзади в тебя всю обойму, - это перебор. Но, вообще, по жизни представлять себе принцип работы сидючков не мешало бы... Хотя нет, речь пойдет не только о CD.

Ты помнишь, как все начиналось?

А началась история лазерных дисков с совместного проекта компаний Сони и Филипс. Изначально, в начале 80-х, компакт-диски разрабатывались исключительно для записи музыки и прочих звуковых данных. Говорят, что длина диска (74 минуты) была определена прихотью директора Сони, который заявил, что компакты, прежде всего, должны отвечать запросам любителей классической музыки, а согласно социологическому опросу самым популярным классическим произведением на то время в Джопании оказалась 9-я симфония Бетховена, которая как раз 74 минуты и длилась. Вот чем занимались япошки, а ребята из Голландии в это время уже придумали формат записи, стандарт и прочие технические аспекты. Такая вот сказка.

Так оно еще и работает!

Как? Принцип работы сидюков и музыкальных центров основан на неровности поверхности компакта и на наличии "впадин" и "выступов". На самом деле понятие "выступа" относительно, потому что выступы соответствуют поверхности диска (0 м над уровнем моря :)), а вот впадины действительно представляют собой углубления в его поверхности. Компакт-диск в точности похож на наши дороги: куча выбоин в любом месте.

В отличие от магнитных дисков, на которых дорожки размещены в виде концентрических окружностей, физическая дорожка на оптических дисках только одна и представляет собой единую непрерывную спираль, идущую от внутреннего диаметра к наружному. Тем не менее, одна физическая дорожка может быть разбита на несколько логических.

В то время как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, то есть с неизменной угловой скоростью (CAV - Constant Angular Velocity), компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении (CLV - Constant Linear Velocity). Таким образом, чтение внутренних секторов осуществляется с увеличенным, а наружных - с уменьшенным числом оборотов в секунду. Именно этим обусловливается достаточно низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению, например, с винчестерами. Тормозные, и все. Ну и что с ними делать?

Мотор!

Так вот. Компакт-диск вращается с постоянной линейной скоростью, зависящей от параметров сидюка (1Х=4м/с, 40Х=160м/с!!!), и в это время на него падает луч лазера. Если луч попадает на выступ, то он благополучно отражается и через линзу попадает на фотодиод, который фиксирует двоичную единицу. Если же луч лазера попадает на впадину, то он рассеивается и поглощается, ни один фотон до фотодиода не долетает - фиксируется двоичный ноль.

Таким образом определенная последовательность выступов и впадин соответствует определенной последовательности "нолей" и "единичек", что, в свою очередь, соответствует битам (то есть данным). Вроде все просто, но попробуй на 40-скоростном сидюке прочитать 6000 Кб/сек!