Размещено на http://allbest.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ «БелГУ»)

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ

РЕФЕРАТ

по дисциплине информатика на тему:

Устройство, принцип работы и взаимодействие CD-ROM с основными узлами компьютера

Выполнил

студент группы 83001307

А.С. Браганец

БЕЛГОРОД 2013

ВВЕДЕНИЕ

В системном блоке В располагаются наиболее значимые составляющие компьютера (рис.1).

Основные из них - электронные схемы,управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройства и т.д.); блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера; накопители (или дисководы), накопитель на жесткомкарта магнитном диске, видео-карта и звуковая карта.

Рисунок 1. Схема устройства компьютера

Дисковод CD-ROM является неотъемлемой частью любой современной ЭВМ, и его реализация в составе ПК, началась ещё в прошлом столетии.

В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели.

За последние несколько лет компьютерные устройства для чтения компакт-дисков (CD), называемые CD-ROM, стали практически необходимой частью любого компьютера (или сети).

Это произошло потому, что разнообразные программные продукты (прежде всего игры и базы данных) стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на CD (таких же, как и обычные музыкальные), а большинство современных игр и баз данных работает прямо с CD, не требуя копирования на жёсткий диск.

Запись на CD при помощи обычных CD-ROM невозможна (существуют, правда, устройства CD-R и CD-RW с помощью которых возможны чтение- однократная запись и чтение-запись-перезапись, соответственно). CD ROM способны не только считывать компакт- диски с данными, но и проигрывать музыкальные диски.

Конструктивные особенности приводов CD-ROM.

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм.

Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area).

За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area) , содержащая оглавление диска (table of content) .

Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке.

Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок ( риты и флеты) нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица. (рис. 5)

Рисунок 6. Конструкция компакт-диска

CD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака.

В CD-R для увеличения коэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.

Принцип работы дисковода и устройство лазерной головки

Принцип работы дисковода заключается в использовании оптической системы. (рис.6)

Рисунок 7. Принцип работы лазерной головки (красный - луч лазера, синий - отраженный луч)

Рисунок 8. Устройство лазерной головки

1)Поверхность оптического диска

2) Структура компакт диска (ямки и гладкая поверхность)

3)Фокусирующая линза

4)Поляризационное зеркало

5)Дифракционная решётка

6)Полупроводниковый лазер

7)Цилиндрическая линза

8)Светочувствительный диод

Поверхность оптического диска (CD- ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки.

При подаче напряжения питания полупроводниковый лазерный диод генерирует когерентный (разность фаз волн постоянна во времени) луч. Который с помощью дифракционной решетки разделяется на основной луч и два дополнительных (На рис. 6 - красный цвет).

Эти лучи отражаются от поляризационного зеркала на фокусирующую линзу и попадают на компакт-диск.

Лучи отражаются от диска и снова попадают на фокусирующую линзу и дальше в оптическую систему.

При этом отраженные лучи (На рис. 6 - синий цвет) отделяются от падающих благодаря их разной поляризации.

Основной луч проходит через цилиндрическую линзу, в которой используется эффект дисторсии для определения точности фокусировки.

Затем лучи попадают на фотодатчики (фотодиодную матрицу).

Если луч попадает в ямку, он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода.

На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое -- в единицы.

Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы (рис. 5).

компьютер дисковод лазерный буферизация

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДИСКОВОДОВ CD-ROM

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, последние обеспечивают считывание данных со скоростью до 1200 Кбайт/с.

В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью.

Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получается при работе с полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64,128,256,512,1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП.(рис. 8)

Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных.

Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП. Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов.

Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора.

Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

Взаимодействие сд-ром с основными узлами компьютера. Способы подключения дисководов

Рисунок 9. Способы подключения CD - ROM

CD-ROM. На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM.

Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. (на рис. 8 - красный цвет) Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском.

Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE (на рис. 8 -- оранжевый цвет) или к двум различным котроллерам IDE(на рис. 8 - синий цвет). Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру(на рис. 8 - зеленый цвет).

Другим подходом является применение 32- битных драйверов дисководов CD- ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Существует также возможность подключения дисководов CD-ROM через контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современные материнские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной платеввода-вывода для подключения дисководовCD-ROM.

Практически каждый дисковод CD-ROM обладает встроенным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), а также выходным разъемом для вывода стереофонических сигналов. На внешней панели дисководы CD- ROM (как внешние, так и внутренние), кроме того, имеют разъем, для наушников.

Если на компакт-диске находится аудиоинформация, ЦАП преобразует ее в аналоговую форму и подает сигнал на разъем, предназначенный для стерео-динамиков(на рис. 8 - фиолетовый цвет) , а так же на выходные аудио-разъемы дисковода, с которых в свою очередь, сигнал поступает на усилитель и акустическую систему непосредственно или через звуковую карту(на рис. 8 - голубой цвет). Преимущество активного выхода заключается в том, что аудио сигнал с CD-ROM дополнительно обрабатывается звуковой картой.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. http: //www. ixbt. com/

2. http: //www. chip. kiev. ua/

3. http: //www. cw. kiev. ua/

4. http: //www. osp. ru/pcworld/1999/

5. http: //www. kv. minsk. by/

6. http: //www. s3. com

7. http: //www. diamondmm.com

8. http: //www. 3dfx. Com

Размещено на Allbest.ru