Похоже, мы становимся свидетелями очередной технической революции, которая, конечно, не оставит без изменений и нашу повседневную жизнь. Старшее поколение уже спокойно смотрит на почти поголовную компьютеризацию - благоговейный страх перед персональным компьютером сменился нескрываемым любопытством. Среднее усердно усваивает новые для него навыки компьютерных технологий, а младшее, школьное, как ни в чем не бывало зубрит устройство какой-нибудь Norton Commander наравне с теоремами о подобии треугольников.

Николай Сальников

История от грампластинки

Совсем недавно единственными массовыми источниками информации были книги да журналы, радио да телевизор, а музыку дома мы слушали, включив магнитофон или "вертушку". Но вот мы начинаем замечать, что они постепенно уходят куда-то в небытие, а на их месте упрямо появляются всякие непривычные иностранные штучки. Еще не у каждого есть свой домашний ПК, зато почти у всех он имеется на работе. А техническая революция незаметно пришла к нам в виде конгломерата, объединяющего в себе персональный компьютер, телевизор и некий "старый добрый патефон", называемый теперь лазерным проигрывателем компакт-дисков (по-научному - драйвер CD-ROM). Нынче эта тройка достигла в своем развитии таких технико-экономических показателей, которые позволяют сделать вывод, что перед нами качественно новый продукт развития цивилизации, который наши друзья "оттуда" решили назвать технологией multimedia.

Какие причины вызвали к жизни эту отрасль компьютерной индустрии? Первая заключается в том, что резко возросшая производительность современных персоналок уже позволяет обрабатывать звуковую и даже видеоинформацию в реальном масштабе времени (пусть качество видео еще не совсем идеально - это дело ближайшего времени). Раньше такие вещи были под силу лишь специализированным сигнальным процессорам да машинам класса супер-ЭВМ.

Вторая причина - заметное удешевление ПК соответствующей периферии, связанное в свою очередь с появлением на западном рынке нового поколения персональных компьютеров с высокопроизводительными микропроцессорами, а также с ценовой войной между такими гигантами компьютерной индустрии, как Intel, IBM и Compaq Computers. А цена - это весьма существенный фактор, поскольку ниже некоторой граници товар становится доступным уже массовому потребителю, а не только отдельным специалистам.

Третья - та, что за последние два-три года появились координационные центры, объединяющие усилия фирм-разработчиков в области мультимедиа, такие как Interactive Multimedia Association (IMA - Ассоциация интерактивной мультимедиа) и Multimedia PC Marketing Council (MPC - Совет по маркетингу мультимедиа-средств для персональных компьютеров в США). Кроме того, были приняты основные стандарты записи и хранения видео, аудиосигналов и данных на новом виде носителей информации - компакт-дисках.

Наконец, четвертая причина - появился дешевый и весьма компактный способ хранения больших объемов информации с возможностью быстрого доступа к ней. Речь идет о лазерных компакт-дисках - CD-ROM.

Все, что связано с технологией CD-ROM, сейчас переживает настоящий бум, похожий на революционный прорыв в 80-х годах персоналок IBM на просторы России. Какие же свойства CD-ROM способствуют такой популярности?

Как устроен CD-ROM

Лазерные диски, которые поначалу применялись для высококачественного воспроизведения музыкальных записей, сейчас начинают играть особую роль в дальнейшем развитии компьютерной индустрии. Дело в том, что эти "внуки" граммофонных пластинок стали едва ли не основными универсальными и массовыми носителями компьютерной информации значительного объема. Один такой маленький кусочек пластика может вмещать в себя небольшую домашнюю библиотеку в 300 - 400 томов. Кроме того, он позволяет хранить на нем не только статичные данные, но и живую речь, музыку и даже движущееся изображение. Применяя специальные алгоритмы кодирования и компрессии при записи на диск, а затем разворачивая информацию с помощью видеоплаты, установленной в обычной персоналке, можно прокручивать видеофильмы длительностью до 74 минут со звуковым стереофоническим сопровождением.

CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) - это лазерный компакт-диск, на котором в стандартном виде хранится до 680 мегабайт информации. Диаметром 8 или 12 сантиметров и толщиной 1.8 миллиметров, в разрезе диск представляет собой "слоеный пирог" из 2-3 слоев прозрачной пластмассы (поликарбоната) и одного внутреннего тончайшего слоя металла - алюминия, играющего роль отражательной поверхности. Одна сторона диска рабочая, а на другую обычно наносится красочный фирменный знак. Информация содержится в металлическом слое, который имеет чередующиеся микроскопические углубления, означающие нули и единички двоичной информации. Гладкая металлическая поверхность полностью отражает свет лазера, а впадины рассеивают его.

Это чередование впадин и гладкой поверхности считывается оптической системой лазерного проигрывателя - дисковода CD-ROM. Записанная на диске информация располагается в виде очень длинной (5 километров) и узкой (в 100 раз тоньше человеческого волоса) спиралеобразной дорожки. Рабочая сторона защищена прозрачным слоем пластика, что позволяет значительно повысить надежность хранения данных и читать их даже в том случае, если на поверхности появились небольшие царапины. (Применяемая в оптической системе дисковода короткофокусная линза фокусирует луч лазера на поверхности внутреннего металлического слоя, и царапины на внешней поверхности диска оказываются на относительно большом расстоянии от фокуса линзы в области рассеянного света, где вносимые ими искажения интенсивности светового потока незначительны). Подобные диски весьма долговечны, и при аккуратном обращении могут служить добрую сотню лет.

Еще одна замечательная особенность CD-ROM - низкая удельная стоимость хранения информации. При тираже в несколько тысяч штук себестоимость диска составляет $ 1-2, что при емкости в 680 Mb соответствует сумме менее 0.29 цента за мегабайт, в то время как для магнитных дисков эта величина равна $ 1 за мегабайт. А если сравнивать объем информации с библиотекой в 300 толстенных томов, то нетрудно прикинуть, сколько она может стоить.

Другие оптические диски

Кроме обычных CD-ROM, которые штампуются на заводе с уже имеющейся на них информацией, существуют также диски CD-R (CD-Recordable) - оптические диски для однократной записи. На них с помощью устройства записи, например, рекордера Philips CDD 521 стоимостью в несколько тысяч долларов, можно в "домашних условиях" записывать собственную информацию. На основе таких дисков работает, к примеру, технология Фото-CD фирмы Кодак - с ее помощью фотолюбители и профессионалы могут держать на дисках свой фотоархив. К сожалению, распространения подобных услуг в России пока не заметно.

Устройство дисков CD-R и принцип записи на них несколько отличается от обычных CD-ROM. "Пирог" CD-R состоит из четырех слоев: пластмассовой подложки, тончайшего металлического отражателя (здесь применяется золото), прозрачного пластика, куда добавлен краситель и, наконец, защитного слоя из прозрачного поликарбоната. Запись на подобный диск выполняется путем подачи достаточно мощных, но коротких световых импульсов лазера, луч которого фокусируется у поверхности металлического слоя. За счет мгновенного разогрева область пластика, содержащего краситель и находящаяся непосредственно у поверхности металлического слоя, немнеет и перестает пропускать свет. Считывается информация так же, как с обычного CD-ROM. Цена пустого диска составляет 17-3- $, что на порядок выше себестоимости CD-ROM, однако CD-R широко используется в тех случаях, когда нет необходимости в массовом тиражировании.

Другой тип - магнитооптические диски, допускающие многократную запись и стирание информации. Их металлический отражающий слой может намагничиваться под воздействием внешнего магнитного поля. Во время записи полярность последнего меняется, а поверхность металлического слоя облучается мощными вспышками лазера. Происходит точечный разогрев металла до нескольких сотен градусов и быстрое его остывание. В момент остывания нагретая точка металла перемагничивается, и информация запоминается на диске. Считывание производится при подсветке поверхности металла менее мощным лучом. При этом отраженный плоско поляризованный луч лазера меняет угол поляризации в зависимости от направления намагниченности точек поверхности. Пройдя через поляризационный фильтр оптической системы, свет поступает на фотодиодный приемник и преобразуется в электрический сигнал.

Подобные диски размером в 12 сантиметров вмещают 1.3 Gb информации при цене $ 300 (правда, дисковод к ним стоит $ 4500). Кроме того, при длительном хранении следует учитывать, что им присущи свойства обычных магнитных дискет - чувствительность к внешним магнитным полям и постепенное размагничивание, а это ведет к потере данных.

< ...текст утерян... >

Почти все, что существует на CD-ROM - зарубежного производства. Отечественные издатели CD-ROM только начинают разворачивать свою деятельность. К настоящему времени вышло несколько десятков дисков. Среди них наиболее популярны "ART" (история искусств) и "Эрмитаж", выпущенные издательством Мадиа Механикс, "Русские в космосе" и "Мультимедиа-экскурсия по Москве" издательства. Медиа Механикс готовит к выпуску "Олимпийские игры" и "Шедевры русского искусства", а Compact Book - диски "Большой театр", "Диво" (книга рекордов России и СНГ), "Кот в сапогах" (интерактивный мультфильм) и "Азбука фокусов".

Российский рынок CD-ROM пока еще находится в стадии формирования.



< ...текст утерян... >

Оптическая система точно отслеживает положение светового пятна на дорожке, постепенно перемещаясь по радиусу. При этом обеспечивается постоянство линейной скорости движения дорожки относительно пятна.

Дисковод вращает диск, увеличивая обороты при приближении к центру (в отличие от патефона, где диск вращается равномерно). За стандартную принята скорость вращения, которая применяется при проигрывании аудио компакт-дисков, что соответствует 1200 оборотам в минуту при считывании с внутренних дорожек диска, или скорости считывания данных 150 Kb в секунду. Однако для большинства современного ПО ее явно мало, поэтому применяются дисководы с удвоенной, утроенной и даже учетверенной скоростью.

Основные характеристики дисководов CD-ROM

Одна из важнейших характеристик дисководов CD-ROM - скорость вращения диска. Как уже отмечалось, от нее зависит возможность считывания информации в необходимом темпе, что важно при одновременном воспроизведении аудио- и видеофайлов. Если ее не хватает, то на время подкачки новой порции данных прерывается звук или замирает движущееся изображение на экране монитора. Пока в большинстве случаев достаточно дисковода с удвоенной скоростью, однако уже начинают выпускаться программы, требующие для работы утроенной или учетверенной скорости. Чаще всего это происходит, когда применяется интерактивное видеоизображение с выводом на < ...текст утерян... > экран.

Другая - среднее время доступа к < ...текст утерян... > Она определяется чисто механическими свойствами оптической системы дисковода, ее инерциальностью. Как правило, эта величина составляет < ...текст утерян... > до 400 миллисекунд. На нее обращают особое внимание, когда предполагается использование дисковода < ...текст утерян... > с БД.

Следующая - емкость буфера, от которой зависит плавность считывания дорожек. В ряде случаев достаточно объемный буфер позволяет компенсировать значительное время доступа. Рекомендуется иметь не менее 64 Kb < ...текст утерян... >

Еще одна характеристика - вид интерфейса. Она определяет совместимости и простоту подключения дисковода к компьютеру. Наибольшую совместимость и высокую скорость передачи < ...текст утерян... > обеспечивает стандартный интерфейс SCSI-II, шина которого позволяет присоединять одновременно до семи различных устройств. Его контроллер - самый дорогой из всех, что применяются для подключения дисководов CD-ROM, однако в современных ПК он зачастую уже встроен в материнскую плату. Другой вариант подсоединения - через расширенный интерфейс IDE (E-IDE). Обычно через него подключают до двух накопителей на жестких магнитных дисках. Как и SCSI-II, он обеспечивает скорость передачи данных для самых быстрых дисководов CD.

Если возникает необходимость в переносных дисководах CD-ROM, то существует вариант подключения через параллельный порт Centronics, который обычно используется для принтера. Такие дисководы снабжаются автономным источником питания и могут взаимодействовать с любым компьютером, в том числе, и к notebook-ПК. Передача данных через параллельный порт происходит медленнее, однако этого вполне достаточно для работы на удвоенной скорости.

Наконец, последний вариант - это собственный интерфейс, разработанный фирмой-изготовителем. Такие дисководы оснащаются платой расширения с контроллером для подключения через системную шину ISA. Главный недостаток такого решения - совместимость контроллера лишь с одним определенным типом дисковода.

Далее важен тип конструктивного исполнения. По этому параметру дисководы CD-ROM делятся на встроенные и внешние. Первые вставляются в свободный карман корпуса персоналки, вторые помещаются рядом. Одна и та же модель может быть выполнена в любом из двух вариантов, но внешний дисковод будет стоить примерно на 100 $ дороже, поскольку для него необходимы соответствующий корпус и внешнее оформление.

И, последняя, наиболее существенная характеристика - возможность работы с данными, записанными в различных форматах, а также поддержка многосеансности, необходимая при использовании дисков Фото-CD-Кодак. Как правило, дисководы должны поддерживать следующие форматы: ISO 9660, High Sierra, CD-ROM, CD-ROM XA, СD Multisession, CD-Audio.

В приведенной таблице указаны характеристики наиболее часто встречающихся в продаже дисководов CD-ROM.

Состояние рынка

В последние годы в мире наблюдается линейный рост продаж персональных компьютеров. На этом фоне число продаж дисководов CD-ROM возрастает по экспоненте. Приведенная ниже диаграмма, взятая из журнала Byte, наглядно иллюстрирует подобную тенденцию, которая, как считают специалисты, сохранится и в дальнейшем. В России она прослеживается наиболее явственно. Например, по данным издательства Медиа Механикс, ежемесячный рост продаж CD-ROM дисков составляет 15-20%, а в концерне "Белый ветер" подсчитали, что в нынешнем году было продано в 8-9 раз больше дисководов, чем в прошлом - особенно в составе наборов Multimedia Kits, куда входят еще и звуковые платы, колонки и набор дисков.

Самые популярные среди встраиваемых дисководов CD-ROM - дешевые двухскоростные модели Sony и Panasonic по цене $ 170 - 275 (65%), трехскоростные фирмы NEC (15%) и четырехскоростные производства NEC по $855 (20%). Среди переносных наибольшим спросом пользуются трехскоростные NEC стоимостью $ 700 с возможностью подключения как через параллельный порт, так и через SCSI-интерфейс (50%), двухскоростные компании Tronic (модель Sony) по цене от $ 525 (35%) и четырехскоростные фирмы NEC за $ 999 (15%).

Удивительно, на самом деле, перечитывать про цены и технологии прошлого. Теперь становится понятным, почему чистые диски, в свое время продававшиеся на лотках, назывались "золотыми". И еще свежо в памяти: наличие просто CD-дисковода в компьютере являлось признаком состоятельности его владельца, а уж привода с записью - и вовсе роскошью. Впрочем, не стоит забывать, что данная статья писалась в то время, когда еще и Windows 95 не было. прим. мое - Ш.Р.

Статья была опубликована в журнале КомпьюТерра # 1 (81) 10 января 1995