Les principales unités fonctionnelles du lecteur de DVD. Périphérique de lecteur de CD-ROM. Caractéristiques principales. Schéma fonctionnel d'un CD-ROM

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Lecteurs de CD-ROM

Le CD-ROM est un disque compact (CD) conçu pour stocker des informations préenregistrées numériquement dessus et les lire à l'aide d'un périphérique spécial appelé pilote de CD-ROM, un lecteur de CD-ROM.

Les tâches que le périphérique de CD-ROM est censé résoudre incluent : l'installation et la mise à jour logiciel; rechercher des informations dans des bases de données; lancer et travailler avec des programmes de jeu et éducatifs ; regarder des vidéos; écouter des CD de musique.

L'histoire de la création du CD-ROM commence en 1980, lorsque Sony et Philips ont uni leurs forces pour créer une technologie d'enregistrement et de production de CD à l'aide de lasers. Depuis 1994, les lecteurs de CD-ROM font partie intégrante de la configuration standard des PC. Le support d'informations sur un CD est un substrat gaufré sur lequel une fine couche de matériau réfléchissant la lumière, généralement de l'aluminium, est déposée. L'écriture d'informations sur un CD est un processus de formation d'un relief sur un substrat en "brûlant" des creux de traits miniatures avec un faisceau laser. Les informations sont lues en enregistrant un faisceau laser réfléchi par le relief du substrat. La zone réfléchissante de la surface du disque donne un signal "zéro" et le signal du trait - "un".

Stockage des données sur CD-ROM, ainsi que sur disques magnétiques, organisé sous forme binaire.

Par rapport aux disques durs, les CD sont beaucoup plus fiables dans le transport. La quantité de données disponibles sur un CD atteint 700 à 800 Mo, et si les règles de fonctionnement sont respectées, le CD ne s'use pratiquement pas.

Le processus de fabrication des CD comprend plusieurs étapes. Lors de la première étape, un fichier d'informations est créé pour un enregistrement ultérieur sur le support. Lors de la deuxième étape, à l'aide d'un faisceau laser, les informations sont enregistrées sur un support, qui est un disque en fibre de verre recouvert d'un matériau photorésistif. Les informations sont enregistrées sous la forme d'une séquence de dépressions (traits) disposées en spirale, comme illustré à la Fig. 3.7. La profondeur de chaque piqûre (pit) est égale à 0,12 microns, la largeur (dans le sens perpendiculaire au plan figure) -- 0,8 -- 3,0 µm. Ils sont situés le long d'une piste en spirale dont la distance entre spires adjacentes est de 1,6 microns, ce qui correspond à une densité de 16 000 spires/pouce.

Riz. 3.7 Caractéristiques géométriques du CD (a) et de sa section (b) (625 tours/mm). La longueur des traits le long de la piste d'enregistrement varie de 0,83 à 3,1 microns

A l'étape suivante, la couche photorésistive est développée et le disque est métallisé. Un disque créé à l'aide de cette technologie est appelé disque maître. Pour répliquer des CD, plusieurs copies de travail sont extraites du disque maître par électroformage. Les copies de travail sont recouvertes d'une couche métallique plus durable (par exemple, du nickel) que le disque maître et peuvent être utilisées comme matrices pour répliquer des CD jusqu'à 10 000 pièces. de chaque matrice. La duplication est réalisée par marquage à chaud, après quoi la face information de la base du disque, en polycarbonate, est soumise à une métallisation sous vide avec une couche d'aluminium et le disque est recouvert d'une couche de vernis. Les disques fabriqués par marquage à chaud offrent jusqu'à 10 000 cycles de lecture de données sans erreur conformément aux données du passeport. L'épaisseur du disque CD est de 1,2 mm, le diamètre est de 120 mm.

Le lecteur de CD-ROM contient les principaux unités fonctionnelles:

* périphérique de démarrage;

* bloc optique-mécanique ;

* systèmes de commande d'entraînement et de contrôle automatique ;

* Décodeur universel et unité d'interface.

Sur la fig. 3.8 donne la conception de l'unité de lecteur de CD-ROM optique-mécanique, qui fonctionne comme suit. Le lecteur électromécanique fait tourner le disque placé dans le périphérique de démarrage.

L'unité opto-mécanique assure le déplacement de la tête de lecture opto-mécanique le long du rayon du disque et la lecture des informations.

Le laser à semi-conducteur génère un faisceau infrarouge de faible puissance (longueur d'onde typique 780 nm, puissance de sortie 0,2 - 5,0 mW), qui frappe le prisme séparateur, est réfléchi par le miroir et focalisé par la lentille sur la surface du disque. Le servomoteur, sur commande du microprocesseur intégré, déplace le chariot mobile avec un miroir réfléchissant vers la piste souhaitée sur le CD. Le faisceau réfléchi par le disque est focalisé par une lentille située sous le disque, réfléchi par le miroir et frappe un prisme séparateur, qui dirige le faisceau vers la deuxième lentille de focalisation. Ensuite, le faisceau frappe un capteur photoélectrique qui convertit l'énergie lumineuse en impulsions électriques. Les signaux du capteur photo sont envoyés à un décodeur universel.

Les systèmes de suivi automatique de la surface du disque et des pistes d'enregistrement des données offrent une grande précision de lecture des informations. Le signal du photocapteur sous la forme d'une séquence d'impulsions entre dans l'amplificateur du système de contrôle automatique, où les signaux d'erreur de suivi sont séparés. Ces signaux entrent dans les systèmes de contrôle automatique : mise au point, avance radiale, puissance de rayonnement laser, vitesse linéaire de rotation du disque.

Le décodeur universel est un processeur de traitement des signaux lus sur un CD. Il se compose de deux décodeurs, d'une mémoire vive et d'un contrôleur de commande de décodeur. L'utilisation du double décodage permet de récupérer des informations perdues jusqu'à 500 octets. La mémoire vive agit comme une mémoire tampon et le contrôleur contrôle les modes de correction d'erreur.

Le bloc d'interface se compose d'un convertisseur numérique-analogique, d'un filtre passe-bas et d'une interface de communication avec un ordinateur. Lors de la lecture d'informations audio, le DAC convertit les informations codées en un signal analogique, qui est envoyé à un amplificateur avec un filtre actif basses fréquences et ensuite à la carte son, qui est connectée aux écouteurs ou aux haut-parleurs.

Les caractéristiques de performances suivantes doivent être prises en compte lors du choix d'un CD-ROM pour des applications spécifiques.

Le taux de transfert de données (DTR) est le taux maximal auquel les données sont transférées du support de stockage vers la RAM de l'ordinateur. Il s'agit de la caractéristique la plus importante d'un lecteur de CD-ROM et elle est presque toujours répertoriée avec le nom du modèle. La vitesse de rotation du disque est directement liée au taux de transfert de données. Les premiers lecteurs de CD-ROM transféraient des données à 150 Ko/s, tout comme les lecteurs de CD audio. Le taux de transfert de données de la prochaine génération d'appareils est généralement un multiple de ce nombre (150 Ko/s). Ces entraînements sont appelés accumulateurs à vitesse double, triple, quadruple, etc. Par exemple, un lecteur de CD-ROM à 60 vitesses lit les informations à 9 000 Ko/s.

Grande vitesse Le transfert de données du lecteur de CD-ROM est nécessaire principalement pour synchroniser l'image et le son. Si le débit binaire est insuffisant, des pertes d'images vidéo et une distorsion audio peuvent se produire.

Cependant, une augmentation supplémentaire de plus de 72 fois de la vitesse de lecture des lecteurs de CD-ROM est inappropriée, car avec une augmentation supplémentaire de la vitesse de rotation du CD, le niveau requis de qualité de lecture n'est pas fourni. Et, en plus, il y avait une technologie plus prometteuse - le DVD.

La qualité de lecture est caractérisée par le taux d'erreur (Error Rate) et représente la probabilité d'obtenir un bit d'information déformé lors de sa lecture. Ce paramètre reflète la capacité du lecteur de CD-ROM à corriger les erreurs de lecture/écriture. Valeurs de passeport de ce coefficient -- 10 -10 --10 -12 . Lorsque des données sont lues à partir d'une zone sale ou rayée du disque, des groupes de bits d'erreur sont enregistrés. Si l'erreur ne peut pas être corrigée par le code correcteur d'erreurs (utilisé en lecture/écriture), la vitesse de lecture des données est ralentie et la lecture est répétée plusieurs fois.

Le temps d'accès moyen (AT) est le temps (en millisecondes) nécessaire au lecteur pour trouver les données souhaitées sur le support. Évidemment, lorsque vous travaillez sur les parties internes du disque, le temps d'accès sera inférieur à celui lors de la lecture d'informations provenant des parties externes. Par conséquent, le passeport du lecteur donne le temps d'accès moyen, qui est défini comme la valeur moyenne lors de l'exécution de plusieurs lectures de données à partir de différentes parties du disque. Au fur et à mesure que les lecteurs de CD-ROM s'améliorent, le temps d'accès moyen diminue, mais néanmoins ce paramètre diffère sensiblement de celui des lecteurs de disque dur (100 - 200 ms pour le CD-ROM et 7 - 9 ms pour disques durs). Cela est dû à des différences fondamentales de conception : les disques durs utilisent plusieurs têtes magnétiques et l'amplitude de leur mouvement mécanique est inférieure à l'amplitude de mouvement de la tête optique d'un lecteur de CD-ROM.

La quantité de mémoire tampon est la quantité de RAM dans le lecteur de CD-ROM qui est utilisée pour augmenter la vitesse d'accès aux données enregistrées sur le support. La mémoire tampon (mémoire cache) est une puce mémoire installée sur la carte de lecteur pour stocker les données lues. Grâce à la mémoire tampon, les données situées dans différentes zones du disque peuvent être transférées vers l'ordinateur à une vitesse constante. La quantité de mémoire tampon des modèles individuels de lecteur de CD-ROM est de 512 Ko.

Le MTBF est le temps moyen, en heures, qui caractérise le fonctionnement sans panne d'un lecteur de CD-ROM. Le temps moyen entre les pannes de différents modèles de lecteurs de CD-ROM est de 50 à 125 000 heures, soit 6 à 14,5 ans de fonctionnement 24 heures sur 24, ce qui dépasse considérablement la période d'obsolescence du lecteur.

Lors du développement du stockage disques optiques développé un certain nombre de formats de base pour enregistrer des informations sur CD.

Le format CD-DA (Digital Audio) est un CD audio numérique avec une durée de lecture de 74 minutes.

Le format ISO 9660 est la norme la plus largement utilisée pour l'organisation logique des données.

Format Haute Sierra(HSG) a été introduit en 1995 et offre une lisibilité des données écrites sur disque au format ISO 9660 à l'aide de lecteurs de tous types, ce qui a conduit à une large diffusion de programmes sur CD et a contribué à la création de CD orientés vers divers systèmes d'exploitation.

Le format Photo-CD a été développé en 1990-1992. et est destiné à l'enregistrement sur CD, au stockage et à la lecture d'informations vidéo statiques sous la forme d'images photographiques de haute qualité. Un disque au format Photo-CD peut contenir de 100 à 800 images photo de résolutions appropriées - 2048x3072 et 256x384, et stocke également des informations sonores.

Tout disque CD-ROM contenant du texte et des graphiques, des informations audio ou vidéo est classé comme multimédia. Les CD multimédia existent dans différents formats pour divers systèmes d'exploitation: DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.

Le format CD-I (intractif) a été développé pour un large éventail d'utilisateurs en tant que norme pour un disque multimédia contenant diverses informations textuelles, graphiques, audio et vidéo. Un disque CD-I vous permet de stocker une image vidéo avec son (stéréo) et une durée de lecture allant jusqu'à 20 minutes.

Le format CD-DV (Digital Video) permet l'enregistrement et le stockage d'images vidéo de haute qualité avec un son stéréo pendant 74 minutes. Lors du stockage, la compression est fournie à l'aide de la méthode MPEG-1 (Motion Picture Expert Group).

La lecture d'un disque est possible à l'aide d'un décodeur MPEG matériel ou logiciel.

Le format 3DO a été développé pour les consoles de jeux.

Riz. 3.9 Structure Disques CD-R OM et CD-R/CD-WR

bloquer lecteur lecteur lecteur

Les lecteurs de CD-ROM peuvent fonctionner avec une interface IDE standard (E-IDE) ou une interface SCSI à haut débit.

Les lecteurs de CD-ROM les plus populaires en Russie sont Panasonic, Creative, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.

Lecteurs CD-WORM / CD-R Write-Once et CD-RW Write-Once

Les lecteurs CD-WORM (Write Once Read Many) ou CD-R (CD enregistrables) permettent un enregistrement unique d'informations sur un disque et une lecture répétée ultérieure de ces informations, tandis que Lecteurs de CD-R W (CD-Re Writable -- réinscriptible) permet l'enregistrement multiple sur des disques optiques.

Pour un seul enregistrement, des disques sont utilisés, qui sont un disque compact ordinaire, dont la couche réfléchissante est généralement constituée d'un film d'or ou d'argent. Entre elle et la base en polycarbonate se trouve une couche d'enregistrement (Fig. 3.9), constituée d'un matériau organique qui s'assombrit lorsqu'il est chauffé. Pendant le processus d'écriture, le faisceau laser, qui, comme la lecture, est de 780 nm et l'intensité est plus de 10 fois plus élevée, chauffe sections séparées couche d'enregistrement, qui assombrit et diffuse la lumière, formant des zones semblables à des piqûres. Cependant, la réflectivité de la couche miroir et la clarté des creux des disques CD-R sont inférieures à celles des CD-ROM produits dans le commerce.

Dans les disques CD-RW réinscriptibles, la couche d'enregistrement est constituée de composés organiques appelés cyanine (cyanine) et phtalocyanine (phtalocyanine), qui ont tendance à changer leur état de phase d'amorphe à cristallin et inversement sous l'influence d'un faisceau laser. Un tel changement d'état de phase s'accompagne d'un changement de la transparence de la couche. Lorsqu'il est chauffé par un faisceau laser au-dessus d'une certaine température critique, le matériau de la couche d'enregistrement passe dans un état amorphe et y reste après refroidissement, et lorsqu'il est chauffé à une température nettement inférieure à la température critique, il restaure son état d'origine (cristallin) . Dans les disques réinscriptibles, la couche d'enregistrement est généralement constituée d'or, d'argent, parfois d'aluminium et de ses alliages.

Les disques CD-RW réinscriptibles existants peuvent supporter de plusieurs milliers à des dizaines de milliers de cycles de réécriture. Cependant, leur réflectivité est bien inférieure à celle des CD-ROM et des CD-R pressés. À cet égard, pour lire un CD-RW, en règle générale, un lecteur spécial avec contrôle automatique du gain du photodétecteur est utilisé. Cependant, il existe des modèles de lecteurs de CD-ROM étiquetés Multiread qui peuvent lire des disques CD-RW.

L'avantage des disques CD-R/RW est qu'ils se décolorent et s'usent plus lentement que les disques conventionnels car la couche réfléchissante d'or et d'argent est moins sujette à l'oxydation que l'aluminium de la plupart des disques estampés. Disques CD-ROM. Inconvénients des disques CD-R/RW -- Le matériau de la couche d'enregistrement des disques CD-R/RW est plus sensible à la lumière et est également sujet à l'oxydation et à la dégradation. De plus, le film d'enregistrement est dans un état semi-liquide et est donc très sensible aux chocs et aux déformations du disque.

Les informations sur un CD-R peuvent être écrites de plusieurs manières.

La manière la plus courante de graver un disque en une seule passe (disk-at-once), lorsqu'un fichier d'un disque dur est écrit directement en une seule session et qu'il est impossible d'ajouter des informations sur le disque. En revanche, la méthode d'enregistrement multisession (track-at-once) vous permet d'enregistrer des sections individuelles (pistes) et d'augmenter progressivement la quantité d'informations sur le disque.

Comme tous les lecteurs, les CD-R et CD-RW sont disponibles en deux versions : avec une interface standard pour la connexion au connecteur IDE (E-IDE) et avec une interface SCSI à haut débit. Externe Lecteurs de CD-RWémise par Interfaces SCSI et USB.

La taille de la mémoire cache intégrée est importante pour les appareils d'enregistrement, car c'est dans celle-ci que les données provenant du disque dur sont accumulées. La taille moyenne de la mémoire cache est de 2 à 4 Mo. Les lecteurs les plus populaires sur le marché russe sont Panasonic, Sony, Ricoh, Teac, Yamaha. Les modèles de la plus haute qualité et les plus chers sont produits par Plextor et Hewlett-Packard. Parmi les disques IDE bon marché, les modèles Mitsumi sont populaires.

Grâce au développement ultérieur des technologies CD, sont apparus :

disques CD-R modifiés d'une capacité allant jusqu'à 870 Mo - 1 Go, commercialisés par Traxdata, Philips et Sony;

la norme CD Double Densité proposée par Sony pour les disques de toutes modifications (CD, CD-R, CD-RW), qui permet d'augmenter la vitesse des CD traditionnels jusqu'à 1,3 Go, soit 150 minutes d'informations audio ;

Disque FMD-ROM contenant jusqu'à 100 couches de travail, dont la capacité totale est d'au moins 140 Go. Chaque couche d'un tel disque contient une substance luminescente qui émet de la lumière sous l'action d'un faisceau de lecture. Chaque couche brille différemment, mais en même temps, elle est parfaitement transparente aux rayons laser, ce qui permet de lire les informations de plusieurs couches simultanément.

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CD-ROM - un disque compact (CD) conçu pour stocker des informations préenregistrées numériquement et les lire à l'aide d'un périphérique spécial appelé pilote de CD-ROM - un lecteur de CD-ROM.

Parmi les tâches auxquelles le dispositif de CD-ROM est destiné figurent : l'installation et la mise à jour du logiciel ; rechercher des informations dans des bases de données; lancer et travailler avec des programmes de jeu et éducatifs ; regarder des vidéos; écouter des CD de musique.

L'histoire de la création du CD-ROM commence en 1980, lorsque Sony et Philips ont uni leurs forces pour créer une technologie d'enregistrement et de production de CD à l'aide de lasers. Depuis 1994, les lecteurs de CD-ROM font partie intégrante de la configuration standard des PC. Le support d'informations sur un CD est un substrat gaufré sur lequel une fine couche de matériau réfléchissant la lumière, généralement de l'aluminium, est déposée. L'écriture d'informations sur un CD est un processus de formation d'un relief sur un substrat en "brûlant" des creux de traits miniatures avec un faisceau laser. Les informations sont lues en enregistrant un faisceau laser réfléchi par le relief du substrat. La zone réfléchissante de la surface du disque donne un signal "zéro" et le signal du trait - "un".

Le stockage des données sur CD-ROM, ainsi que sur disques magnétiques, est organisé sous forme binaire.

Par rapport aux disques durs, les CD sont beaucoup plus fiables dans le transport. La quantité de données disponibles sur un CD atteint 700 à 800 Mo, et si les règles de fonctionnement sont respectées, le CD ne s'use pratiquement pas.

Riz. 3.7. Caractéristiques géométriques du CD (UN) et sa coupe (b)

Le processus de fabrication des CD comprend plusieurs étapes. Lors de la première étape, un fichier d'informations est créé pour un enregistrement ultérieur sur le support. Lors de la deuxième étape, à l'aide d'un faisceau laser, les informations sont enregistrées sur un support, qui est un disque en fibre de verre recouvert d'un matériau photorésistif. Les informations sont enregistrées sous la forme d'une séquence de dépressions (traits) disposées en spirale, comme illustré à la Fig. 3.7. La profondeur de chaque course-pita (fosse)égal à 0,12 microns, largeur (dans la direction perpendiculaire au plan de la figure) - 0,8 - 3,0 microns. Ils sont situés le long d'une piste en spirale dont la distance entre spires adjacentes est de 1,6 microns, ce qui correspond à une densité de 16000 spires/pouce (625 spires/mm). La longueur des traits le long de la piste d'enregistrement varie de 0,83 à 3,1 µm.

A l'étape suivante, la couche photorésistive est développée et le disque est métallisé. Un disque créé à l'aide de cette technologie est appelé disque maître. Pour répliquer des CD, plusieurs copies de travail sont extraites du disque maître par électroformage. Les copies de travail sont recouvertes d'une couche métallique plus durable (par exemple, du nickel) que le disque maître et peuvent être utilisées comme matrices pour répliquer des CD jusqu'à 10 000 pièces. de chaque matrice. La duplication est réalisée par marquage à chaud, après quoi la face information de la base du disque, en polycarbonate, est soumise à une métallisation sous vide avec une couche d'aluminium et le disque est recouvert d'une couche de vernis. Les disques fabriqués par marquage à chaud offrent jusqu'à 10 000 cycles de lecture de données sans erreur conformément aux données du passeport. L'épaisseur du disque CD est de 1,2 mm, le diamètre est de 120 mm.

Le lecteur de CD-ROM contient les principales unités fonctionnelles suivantes :

Périphérique de démarrage;

Bloc optique-mécanique ;

Systèmes de contrôle d'entraînement et de contrôle automatique ;

Décodeur universel et unité d'interface.

Sur la fig. 3.8 compte tenu de la conception unité d'entraînement optique-mécanique CD-ROM qui fonctionne comme ça. Le lecteur électromécanique fait tourner le disque placé dans le périphérique de démarrage. L'unité optique-mécanique assure le mouvement de la tête de lecture optique-mécanique le long du rayon du disque et la lecture des informations.
Riz. 3.8. La conception du lecteur de CD-ROM optique-mécanique

Le laser à semi-conducteur génère un faisceau infrarouge de faible puissance (longueur d'onde typique 780 nm, puissance de rayonnement 0,2 - 5,0 mW), qui frappe le prisme séparateur, est réfléchi par le miroir et focalisé par la lentille sur la surface du disque. Le servomoteur, sur commande du microprocesseur intégré, déplace le chariot mobile avec un miroir réfléchissant vers la piste souhaitée sur le CD. Le faisceau réfléchi par le disque est focalisé par une lentille située sous le disque, réfléchi par le miroir et frappe un prisme séparateur, qui dirige le faisceau vers la deuxième lentille de focalisation. Ensuite, le faisceau frappe un capteur photoélectrique qui convertit l'énergie lumineuse en impulsions électriques. Les signaux du capteur photo sont envoyés à un décodeur universel.

Systèmes automatiques de suivi de surface de disque et les pistes d'enregistrement de données garantissent une grande précision de lecture des informations. Le signal du photocapteur sous la forme d'une séquence d'impulsions entre dans l'amplificateur du système de contrôle automatique, où les signaux d'erreur de suivi sont séparés. Ces signaux entrent dans les systèmes de contrôle automatique : mise au point, avance radiale, puissance de rayonnement laser, vitesse linéaire de rotation du disque.

Décodeur universel est un processeur pour traiter les signaux lus à partir du CD. Il se compose de deux décodeurs, d'une mémoire vive et d'un contrôleur de commande de décodeur. L'utilisation du double décodage permet de récupérer des informations perdues jusqu'à 500 octets. La mémoire vive agit comme une mémoire tampon et le contrôleur contrôle les modes de correction d'erreur.

Bloc d'interface se compose d'un convertisseur numérique-analogique, d'un filtre passe-bas et d'une interface de communication avec un ordinateur. Lors de la lecture d'informations audio, le DAC convertit les informations codées en un signal analogique, qui est envoyé à un amplificateur avec un filtre passe-bas actif, puis à une carte son connectée à un casque ou à des haut-parleurs.

Les suivants sont caractéristiques opérationnelles, qui doivent être pris en compte lors du choix d'un CD-ROM pour des tâches spécifiques.

Taux de transfert de données (DTR) - la vitesse maximale à laquelle les données sont transférées du support de stockage vers la RAM de l'ordinateur. Il s'agit de la caractéristique la plus importante d'un lecteur de CD-ROM et elle est presque toujours répertoriée avec le nom du modèle. La vitesse de rotation du disque est directement liée au taux de transfert de données. Les premiers lecteurs de CD-ROM transféraient des données à 150 Ko/s, tout comme les lecteurs de CD audio. Le taux de transfert de données de la prochaine génération d'appareils est généralement un multiple de ce nombre (150 Ko/s). Ces entraînements sont appelés accumulateurs à vitesse double, triple, quadruple, etc. Par exemple, un lecteur de CD-ROM à 60 vitesses lit les informations à 9 000 Ko/s.

Le taux de transfert de données élevé d'un lecteur de CD-ROM est nécessaire principalement pour synchroniser l'image et le son. Si le débit binaire est insuffisant, des pertes d'images vidéo et une distorsion audio peuvent se produire.

Cependant, une augmentation supplémentaire de plus de 72 fois de la vitesse de lecture des lecteurs de CD-ROM est inappropriée, car avec une augmentation supplémentaire de la vitesse de rotation du CD, le niveau requis de qualité de lecture n'est pas fourni. Et, en plus, il y avait une technologie plus prometteuse - le DVD.

Qualité de lecture caractérisé taux d'erreur et représente la probabilité de recevoir un bit d'information déformé lors de sa lecture. Ce paramètre reflète la capacité du lecteur de CD-ROM à corriger les erreurs de lecture/écriture. Valeurs de passeport de ce coefficient - 10 -10 -10 -12. Lorsque des données sont lues à partir d'une zone sale ou rayée du disque, des groupes de bits d'erreur sont enregistrés. Si l'erreur ne peut pas être corrigée par le code correcteur d'erreurs (utilisé en lecture/écriture), la vitesse de lecture des données est ralentie et la lecture est répétée plusieurs fois.

Temps d'accès moyen- À) est le temps (en millisecondes) nécessaire au lecteur pour trouver les données souhaitées sur le support. Évidemment, lorsque vous travaillez sur les parties internes du disque, le temps d'accès sera inférieur à celui lors de la lecture d'informations provenant des parties externes. Par conséquent, le passeport du lecteur donne le temps d'accès moyen, qui est défini comme la valeur moyenne lors de l'exécution de plusieurs lectures de données à partir de différentes parties du disque. Au fur et à mesure que les lecteurs de CD-ROM s'améliorent, le temps d'accès moyen diminue, mais néanmoins ce paramètre diffère sensiblement de celui des disques durs (100 - 200 ms pour les CD-ROM et 7 - 9 ms pour les disques durs). Cela est dû à des différences fondamentales de conception : les disques durs utilisent plusieurs têtes magnétiques et l'amplitude de leur mouvement mécanique est inférieure à l'amplitude de mouvement de la tête optique d'un lecteur de CD-ROM.

Mémoire tampon est la quantité de RAM dans le lecteur de CD-ROM utilisée pour augmenter la vitesse d'accès aux données enregistrées sur le support. La mémoire tampon (mémoire cache) est une puce mémoire installée sur la carte de lecteur pour stocker les données lues. Grâce à la mémoire tampon, les données situées dans différentes zones du disque peuvent être transférées vers l'ordinateur à une vitesse constante. La quantité de mémoire tampon des modèles individuels de lecteur de CD-ROM est de 512 Ko.

MTBF- temps moyen en heures caractérisant le fonctionnement sans panne du lecteur de CD-ROM. Le temps moyen entre les pannes de différents modèles de lecteurs de CD-ROM est de 50 à 125 000 heures, soit 6 à 14,5 ans de fonctionnement 24 heures sur 24, ce qui dépasse considérablement la période d'obsolescence du lecteur.

Au cours du développement des lecteurs de disques optiques, un certain nombre de formats de base pour enregistrer des informations sur un CD.

Format CD-DA (audio numérique)- CD audio numérique avec une durée de lecture de 74 min.

Format ISO9660- la norme la plus courante pour l'organisation logique des données.

Format High Sierra (HSG) Introduit en 1995, il lit les données écrites sur des disques au format ISO 9660 avec tous les types de lecteurs, ce qui a conduit à l'utilisation généralisée des programmes de CD et a contribué à la création de CD orientés vers divers systèmes d'exploitation.

Format CD photo développé en 1990-1992. et est destiné à l'enregistrement sur CD, au stockage et à la lecture d'informations vidéo statiques sous la forme d'images photographiques de haute qualité. Un disque Photo-CD peut contenir de 100 à 800 images photo de résolutions appropriées - 2048x3072 et 256x384, et stocke également des informations sonores.

Tout disque CD-ROM contenant du texte et des graphiques, des informations audio ou vidéo est classé comme multimédia. Les CD multimédia existent en différents formats pour différents systèmes d'exploitation : DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.

Format CD-I (intractif) développé pour un large éventail d'utilisateurs en tant que norme de disque multimédia contenant diverses informations textuelles, graphiques, audio et vidéo. Un disque CD-I vous permet de stocker une image vidéo avec son (stéréo) et une durée de lecture allant jusqu'à 20 minutes.

Format CD-DV (vidéo numérique) fournit l'enregistrement et le stockage de vidéos de haute qualité avec un son stéréo pendant 74 minutes. Lors du stockage, la compression est fournie selon la méthode MPEG-1 (Groupe d'experts en cinéma).

La lecture d'un disque est possible à l'aide d'un décodeur MPEG matériel ou logiciel.

Format 3D À propos conçu pour les consoles de jeux.

Les lecteurs de CD-ROM peuvent fonctionner avec une interface IDE standard (E-IDE) ou une interface SCSI à haut débit.

Les lecteurs de CD-ROM les plus populaires en Russie sont Panasonic, Craetive, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.

2. CD-WORM / CD-R Write-Once et CD-RW Write-Once

Disques CD-WORM (Ecrire une fois Lire plusieurs ou CD-R (CD enregistrable) fournir un seul enregistrement d'informations sur un disque et une lecture répétée ultérieure de ces informations, tandis que les lecteurs de CD-RW (CD réinscriptible- réinscriptible) permettent l'enregistrement multiple sur disques optiques.

Riz. 3.9. Structure des CD-ROM et des CD-R/CD-WR

Pour écrire une fois des disques sont utilisés, qui sont un disque compact ordinaire, dont la couche réfléchissante est généralement constituée d'un film d'or ou d'argent. Entre elle et la base en polycarbonate se trouve une couche d'enregistrement (Fig. 3.9), constituée d'un matériau organique qui s'assombrit lorsqu'il est chauffé. Pendant le processus d'enregistrement, le faisceau laser, dont la longueur d'onde, comme lors de la lecture, est de 780 nm et dont l'intensité est plus de 10 fois supérieure, chauffe des zones individuelles de la couche d'enregistrement, qui assombrissent et diffusent la lumière, formant des zones similaires à fosses. Cependant, la réflectivité de la couche miroir et la clarté des creux des disques CD-R sont inférieures à celles des CD-ROM produits dans le commerce.

DANS disques réinscriptibles La couche d'enregistrement du CD-RW est constituée de composés organiques connus sous le nom de cyanine (Cyanine) et de phtalocyanine (Phtalocyanine), qui ont tendance à changer leur état de phase d'amorphe à cristallin et inversement sous l'influence d'un faisceau laser. Un tel changement d'état de phase s'accompagne d'un changement de la transparence de la couche. Lorsqu'il est chauffé par un faisceau laser au-dessus d'une certaine température critique, le matériau de la couche d'enregistrement passe dans un état amorphe et y reste après refroidissement, et lorsqu'il est chauffé à une température nettement inférieure à la température critique, il restaure son état d'origine (cristallin) . Dans les disques réinscriptibles, la couche d'enregistrement est généralement constituée d'or, d'argent, parfois d'aluminium et de ses alliages.

Les disques CD-RW réinscriptibles existants peuvent supporter de plusieurs milliers à des dizaines de milliers de cycles de réécriture. Cependant, leur réflectivité est bien inférieure à celle des CD-ROM et des CD-R pressés. À cet égard, pour lire un CD-RW, en règle générale, un lecteur spécial avec contrôle automatique du gain du photodétecteur est utilisé. Cependant, il existe des modèles de lecteurs de CD-ROM étiquetés Multiread qui peuvent lire des disques CD-RW.

L'avantage des disques CD-R/RW est qu'ils se décolorent et s'usent plus lentement que les disques conventionnels car la couche réfléchissante d'or et d'argent est moins sujette à l'oxydation que l'aluminium de la plupart des disques CD-ROM pressés. Inconvénients des disques CD-R/RW - le matériau de la couche d'enregistrement des disques CD-R/RW est plus sensible à la lumière et est également sujet à l'oxydation et à la décomposition. De plus, le film d'enregistrement est dans un état semi-liquide et est donc très sensible aux chocs et aux déformations du disque.

Les informations sur un CD-R peuvent être écrites de plusieurs manières. La façon la plus courante de graver un disque pour une passe (disk-at-once), lorsqu'un fichier du disque dur est écrit directement en une seule session et qu'il n'est pas possible d'ajouter des informations sur le disque. Contrairement à cela, la méthode multi-session enregistrements (suivre à la fois) vous permet d'enregistrer des sections individuelles (pistes) et d'augmenter progressivement la quantité d'informations sur le disque.

Comme tous les lecteurs, les CD-R et CD-RW sont disponibles en deux versions : avec une interface standard pour se connecter à un IDE (E-IDE) et avec interface haute vitesse SCSI. Les lecteurs de CD-RW externes sont disponibles avec des interfaces SCSI et USB.

La taille de la mémoire cache intégrée est importante pour les appareils d'enregistrement, car c'est dans celle-ci que les données provenant du disque dur sont accumulées. La taille moyenne de la mémoire cache est de 2 à 4 Mo.

Les plus populaires sur le marché russe sont les disques avec des marques Panasonic, Sony, Ricoh, Teac, Yamaha. Les modèles de la plus haute qualité et les plus chers sont produits par des entreprises Plextor Et Hewlett-Packard. Parmi les lecteurs IDE bon marché, les modèles sont populaires Mitsumi.

Grâce au développement ultérieur des technologies CD, sont apparus :

· Disques CD-R modifiés d'une capacité allant jusqu'à 870 Mo - 1 Go, commercialisés par Traxdata, Philips et Sony ;

· Standard CD Double Densité, proposé par Sony pour les disques de toutes modifications (CD, CD-R, CD-RW), qui permet d'augmenter la vitesse des CD traditionnels jusqu'à 1,3 Go, soit 150 minutes d'informations audio ;

· Disque FMD-ROM contenant jusqu'à 100 couches de travail, dont la capacité totale n'est pas inférieure à 140 Go. Chaque couche d'un tel disque contient une substance luminescente qui émet de la lumière sous l'action d'un faisceau de lecture. Chaque couche brille différemment, mais en même temps, elle est parfaitement transparente aux rayons laser, ce qui permet de lire les informations de plusieurs couches simultanément.

Informatique, cybernétique et programmation

C'est la différence fondamentale entre les lecteurs de CD et les lecteurs de disque dur et de disquette dans lesquels le support tourne à une vitesse angulaire constante. La nécessité de maintenir une vitesse linéaire constante est uniquement due au fait que lors de la lecture de CD audio, les données doivent entrer dans le dispositif de décodage à un rythme constant et strictement défini, quel que soit le tour des cornes à partir duquel elles sont lues. La partie mécanique des lecteurs de CDROM La conception des lecteurs de CDROM est illustrée à la fig.

Conceptions d'entraînement CD ROM

Lecteur CD ROM devrait pouvoir travailler avec des CD, bien que de taille standard, mais émis par différents fabricants, avec divers écarts et défauts de surface imprévisibles. L'appareil doit assurer la rotation du disque avecvitesse linéaire constante, c'est-à-direla fréquence de sa rotation doit être inversement proportionnelle au rayon de la bobine de la piste en spirale, qui est suivie par la tête optique. Lorsque la tête se déplace vers le bord du disque, sa fréquence de rotation diminue et vice versa. C'est la différence fondamentale entre les lecteurs de disques compacts et les lecteurs de disque dur et de disquette, dans lesquels le support tourne avecvitesse angulaire constante.La nécessité de maintenir une vitesse linéaire constante est due uniquement au fait que lors de la lecture de CD audio, les données doivent entrer dans le dispositif de décodage dans un sens constant et strictement défini. tempeh, quel que soit le tour des cornes à partir duquel ils sont lus. Lorsque vous travaillez avec CD ROM la vitesse linéaire peut être quelconque. L'erreur de suivi d'une piste d'informations en spirale sur un disque en rotation par la tête optique du lecteur est inférieure à un micron dans la direction radiale. La partie électronique du lecteur doit détecter et corriger les erreurs de lecture de données aléatoires en temps réel et fonctionner de manière fiable pendant une longue période.

La partie mécanique des variateurs CD ROM

La conception des lecteurs de CD-ROM est illustrée à la fig.

Riz. Conception d'entraînement CD ROM

La base de l'appareil est un dur cadre aluminium ou acier inoxydable. Comme dans d'autres types de variateurs, le châssis est la partie de la structure à laquelle tous les autres sont attachés. nœuds ( mécanique et électronique). Ceux-ci inclus:panneau avant, faux panneau, contrôle du volume 1 et bouton d'éjection. Les récepteurs multimédias peuvent être de différents types et sont conçus soit pour installer des CD dans des conteneurs spéciaux ( caddie ), ou être des plateaux escamotables, donc les façades et les faux panneaux. ainsi que les méthodes de leur fixation peuvent être différentes. Bien que les lecteurs de CD-R et de CD-RW utilisent des émetteurs laser et des composants électroniques différents, leur conception est fondamentalement la même que celle des lecteurs de CD-ROM conventionnels.

Les composants électroniques du variateur sont montés sur plusieurs cartes de circuits imprimés. Il y en a le plus souvent deux : tableau principal, sur lequel les circuits de commande d'entraînement et d'interface sont assemblés, etcarte amplificateur pour casque ;une prise pour leur connexion est généralement montée dessus. Presque tous les composants mécaniques de l'entraînement sont combinés dansmécanisme d'entraînement du disque et de la tête.Ils ne sont produits que par quelques entreprises, parmi lesquelles, tout d'abord, il faut nommer les entreprises Sony, Philips, Toshiba, IBM . Par conséquent, tous les nombreux modèles de lecteurs de CD disponibles dans le commerce sont assemblés sur la base de seulement quelques variétés de mécanismes de lecteur qui remplissent environ 80% des fonctions de ces appareils. Cette standardisation et, par conséquent, l'interchangeabilité est l'une des caractéristiques de ce type de variateur.

La construction d'un mécanisme d'entraînement typique est illustrée dans la figure suivante. Dans sa partie supérieure, il y a des dispositifs qui assurent la réception, la fixation et le retrait du CD. La base du mécanisme d'entraînement est bloc VS-7S, qui est un cadre auquel toutes les autres pièces sont attachées. Il est installé dans un logement sur quatresupports en caoutchouc,protéger le mécanisme d'entraînement des chocs et des vibrations qui se produisent inévitablement pendant le fonctionnement de l'entraînement dans le cadre du système. Cependant, malgré la présence d'une suspension amortissante, le lecteur de CD est un mécanisme délicat et très fragile.Unité mobile, châssis de mécanisme de chargement Et couvercle de blindageconstituent un dispositif qui effectue des opérations mécaniques de réception et de fixation d'un CD sur le rotormoteur de broche,ainsi que son déchargement.

Le bon déroulement et la sécurité de ces opérations sont assurés par plusieurs leviers_ . mi et amortisseurs hydrauliques. Déplacer les pièces mobiles j'utilise moteurs d'entraînement de chargement et de déchargement des disques.

Riz. 14.8

Conception du mécanisme d'entraînement du disque et de la tête

Les appareils qui assurent la rotation du support avec nécessaire vitesse et comptage ; deviner, sont situés sous le mécanisme de chargement (Fig. 14.9). Spinde. :; ny moteur est monté sur le châssis du bloc BC-7C et connecté àtatouage imprimé à partir de schémas... gestion. Suspension anti-vibrationscontribue à sa rotation plus uniforme. Sur le. une partie plus critique des lecteurs de CD esttête optique?..qui comprend de l'arséniure de gallium et d'aluminium ( GaAlAs ) émetteur à diode laser.":

Riz. 14.9 Vue de dessous de l'unité VS-7C

(longueur d'onde 780 nm, puissance radiation environ 0,6 mW), photocapteur, système optique de focalisation automatique du faisceau Et mécanisme de suivi des pistes. La tête optique peut être mélangée en deux guide : le faisceau laser frappe la surface du disque à travers une fente dans le cadre de l'unité VS-7C. L'ensemble constitué de la tête optique et des guides est parfois appelé traîneau (traîneau).

Dans les lecteurs de CD-ROM, CD-R et CD-RW des émetteurs laser de caractéristiques différentes sont utilisés. Mais extérieurement, ils ne sont pas très différents les uns des autres.

Le traîneau doit suivre la position des bobines de la piste d'information en spirale sur la surface du disque. Contrairement aux lecteurs de disquettes, dans lesquels les têtes d'enregistrement/lecture magnétiques peuvent être "pointées" sur des pistes avec une précision raisonnable à l'aide d'un moteur pas à pas conventionnel, la grande majorité des lecteurs de CD utilisent des moteurs à bobine mobile linéaires tels que ceux qui sont utilisés déplacer les têtes dans les disques durs. En effet, les positions des pistes concentriques sur les disquettes sont strictement fixes, ce qui est en bon accord avec le principe de fonctionnement d'un moteur pas à pas : son rotor ne peut occuper que quelques positions discrètes. De plus, les pistes elles-mêmes sont suffisamment larges, ce qui élimine le besoin d'affiner la position des têtes. Le rayon de la spirale d'une piste d'information étroite CD change continuellement, la position de la tête doit donc être constamment corrigée. Cela se fait en modifiant le courant de commande dans la bobine mobile du moteur linéaire. Cependant, certains lecteurs de CD-ROM utilisent encore des moteurs pas à pas avec des pas de rotor extrêmement petits. Les composants électroniques qui déplacent le traîneau dans la bonne direction sont montés sur la carte de circuit imprimé principale du lecteur.

Électronique d'entraînement CD ROM

Sur la fig. 14.10 est un schéma fonctionnel d'un lecteur typique CD ROM . Il peut être conditionnellement divisé en deux parties - le sous-système de contrôleur et le sous-système de commande d'entraînement. Le sous-système de contrôleur interagit avec l'interface périphériques systèmes, à savoir avec un contrôleur d'entraînement. La plupart des composants électroniques d'entraînement les plus complexes sont liés à ce sous-système. Le contrôleur, dont le schéma est illustré à la Fig. 14.10, conçu pour fonctionner avec l'interface SCSI2 , bien que la plupart des lecteurs de disque modernes CD ROM se connecte aux mêmes interfaces ( Ultra - DMA ou E 1 DE ) en tant que disques durs. Dans les deux cas, l'appareil est suffisamment "intelligent" pour que vous puissiez simplement connecter le lecteur à l'interface système (adaptateur SCSI ou type de contrôleur d'entraînement IDE, EUE ou Ultra-DMA ), attribuez-lui une désignation de lettre et obtenez un système fonctionnel.

Le sous-système de contrôle du lecteur génère des commandes pour sa partie mécanique (assurant l'acceptation et l'éjection du CD, ajustant sa vitesse de rotation, déplaçant le traîneau, etc.), ainsi que le décodage des données (de EFM au format binaire normal) et correction d'erreurs. Signaux analogiques de la sortie

"En raison du mouvement du traîneau, seul un pointage approximatif de la tête optique sur la piste est effectué. Un suivi précis de celui-ci et une correction des déviations rapides dans une direction ou une autre (survenant en raison de supports non idéaux) sont effectués par le dispositif optique de la tête elle-même La masse du traîneau est trop importante Pour être en mesure de répondre à de tels écarts. ¡ Note. éd. SCSI (Small Computer System Interface) interface système des petits ordinateurs. ¡ Remarque éd.

Riz. 14.10

Schéma fonctionnel d'un lecteur de disque typique CD ROM (Amplificateur de radiofréquence URCH, conçu pour amplifier le signal du capteur photo ; convertisseur numérique-analogique DAC ; filtre passe-bas LPF)

photocapteur sont d'abord convertis en EFM -signaux, puis dans un flux de données et de codes binaires CIRC (Croix - InterleavedReed - Code Salomon chevauchement des codes de Reed-Solomon).Toutes les opérations de focalisation du faisceau laser, de suivi de la piste, de contrôle de l'entraînement du traîneau (à l'aide de la rétroaction), du moteur de broche et du mécanisme de réception et d'éjection du disque sont effectuées par le circuit de commande d'entraînement et le processeur d'asservissement.

Si vous avez besoin de comprendre plus en détail les composants électroniques des lecteurs de CD, veuillez noter qu'illustré à la Fig. 14.10 le schéma fonctionnel ne peut être considéré que comme une illustration expliquant les principes généraux de fonctionnement des appareils considérés. Il existe peu de variétés de composants électroniques d'entraînement mais ils existent, et cela doit être pris en compte. Tout d'abord, cela s'applique aux interfaces. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des appareils utilisent des interfaces Ultra - DMA ou EIDE . Certaines entreprises fabriquent des lecteurs de disque SCSI , et seuls quelques fabricants développent leurs propres interfaces (dans la plupart des cas, elles ne diffèrent que légèrement des interfaces standard SCSI et IDE ). Mais dans tous les cas, essayez, si possible, de trouver la documentation complète du fabricant du lecteur qui vous intéresse.

1 Actuellement rarement installé

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Dans la production de masse commerciale, les CD sont fabriqués par estampage ou pressage, et non par gravure au laser comme beaucoup le pensent (voir l'image ci-dessous). Bien qu'un laser soit utilisé pour graver des données sur un disque maître en verre recouvert d'un matériau photosensible, il serait au moins peu pratique de graver directement les disques lors de la production de centaines ou de milliers de copies.

Vous trouverez ci-dessous les principales étapes de la fabrication des CD.

Dépôt d'une couche photorésistive. Une plaque de verre ronde polie de 240 mm de diamètre et de 6 mm d'épaisseur est recouverte d'une couche de photorésistance d'environ 150 microns d'épaisseur puis cuite à 80°C (176°F) pendant 30 minutes.

1. Enregistrement laser. L'enregistreur de faisceau laser (LBR) envoie des impulsions de lumière bleue ou violette qui illuminent et adoucissent des zones spécifiques de la couche photorésistive du disque maître en verre.

2. Formation du disque maître. Le disque de verre traité est immergé dans une solution d'hydroxyde de sodium (soude caustique), qui dissout les zones exposées au laser, formant ainsi des dépressions dans la couche photorésistive.

3. Moulage électrolytique. Grâce à un procédé appelé électroformage, le disque maître préalablement préparé est plaqué d'une couche d'alliage de nickel. En conséquence, un disque maître métallique est créé, appelé disque parent (père).

4. Séparation du disque maître. La matrice métallique est ensuite séparée du disque maître en verre. Il s'agit d'un disque maître en métal, qui peut déjà être utilisé pour fabriquer de petits lots de disques, car la matrice s'use très rapidement. La séparation du disque maître endommage souvent la base en verre, de sorte que plusieurs copies négatives supplémentaires du disque (appelées disque mère) sont créées par électroformage. Les copies négatives du disque maître sont ensuite utilisées pour créer une matrice de travail utilisée dans le processus de production de masse de CD. Cela permet à un grand nombre de disques d'être estampés sans répéter le processus de formation d'un disque maître en verre.

5. Estampage de disque. Une matrice de travail des métaux est utilisée dans la machine de coulée pour former le principe d'affichage des données (auges et plots) dans une masse de polycarbonate fondu d'environ 18 grammes à une température de 350°C (ou 662°F). Dans ce cas, la force de pression atteint environ 20 000 livres par pouce carré. En règle générale, dans les presses à emboutir thermiques modernes, il ne faut pas plus de trois secondes pour produire chaque disque.

6. Métallisation. Pour créer une surface réfléchissante, une fine couche d'aluminium (0,05 à 0,1 micron) est appliquée sur le disque estampé par pulvérisation.

7. Revêtement protecteur. Pour protéger le film d'aluminium de l'oxydation, une fine couche (6 à 7 microns) de vernis acrylique est appliquée sur le disque métallisé à l'aide d'une centrifugeuse, qui durcit sous l'action des rayons ultraviolets.

8. Produit final. Enfin, le texte de l'étiquette ou une image est appliqué à la surface du disque par sérigraphie, qui sèche également sous l'influence des rayons ultraviolets.Le processus de fabrication des disques de données CD-ROM et des CD de musique est presque le même Mémoire en lecture seule sur disque compact, lisez : "sid-rum") - un type de CD sur lequel des données en lecture seule sont enregistrées ( mémoire en lecture seule - mémoire en lecture seule). CD-ROM - une version modifiée du CD-DA (disque de stockage des enregistrements audio), qui vous permet d'y stocker d'autres données numériques (physiquement, il n'est pas différent du premier, seul le format des données enregistrées a été modifié) . Plus tard, des versions ont été développées avec la possibilité d'écrire une fois (CD-R) et de réécrire à plusieurs reprises (CD-RW) des informations sur un disque. La poursuite du développement Les disques CD-ROM sont devenus des disques DVD-ROM Les disques CD-ROM sont un support populaire et bon marché pour la distribution de logiciels, de jeux informatiques, de multimédia et d'autres données. Le CD-ROM (et plus tard le DVD-ROM) est devenu le principal moyen de transfert d'informations entre ordinateurs, remplaçant la disquette de ce rôle (elle cède maintenant la place à des supports à semi-conducteurs plus prometteurs). pour enregistrer sur un seul disque des informations de contenu mixte - à la fois des données informatiques (fichiers, logiciels, la lecture n'est disponible que sur un ordinateur) et des enregistrements audio (joués sur un lecteur de CD audio ordinaire), des vidéos, des textes et des images. Ces disques, selon l'ordre des données, sont appelés disques avancés.

Souvent le terme CD ROM utilisé à tort pour désigner les lecteurs (périphériques) eux-mêmes pour lire ces disques (correctement - Lecteur CD ROM, Lecteur CD).

28. Le principe de fonctionnement de l'impression à jet d'encre avec contrôle électrostatique. Avantages et inconvénients.

Imprimante avec alimentation en encre continue. Le liquide est secoué avec un vibrateur pour éviter la sédimentation. La goutte est dirigée soit sur le papier, soit continue de circuler (selon les signaux de commande). Le liquide est amené sous pression, broyé en gouttes, elles sont chargées et contrôlées par des électrodes.

Avantages : Manque de connecteurs et de câbles ; Fonctionnement silencieux ; Haute qualité d'impression ; Continuité de l'approvisionnement en encre ; Pas de chauffage.

Défauts: Taux de transfert de données lent ; Nécessite l'installation d'une imprimante ; Vitesse d'impression lente

29.Interface SATA. Architecture, caractéristiques. AT (anglais) ATA série) - interface sérieéchange de données avec des supports de stockage. SATA est un développement de l'interface parallèle ATA (IDE), qui a été renommée PATA (Parallel ATA) après l'avènement de SATA. Les périphériques SATA utilisent deux connecteurs : 7 broches (connexion de bus de données) et 15 broches (connexion d'alimentation). La norme SATA permet d'utiliser un connecteur Molex standard à 4 broches au lieu d'un connecteur d'alimentation à 15 broches.

L'utilisation simultanée des deux types de connecteurs d'alimentation peut endommager l'appareil. L'interface SATA a deux chemins de données, du contrôleur au périphérique et du périphérique au contrôleur. La technologie LVDS est utilisée pour la transmission du signal, les fils de chaque paire sont des paires torsadées blindées.

Il existe également un connecteur SATA combiné à 13 broches utilisé dans les serveurs, les appareils mobiles et portables pour les disques légers. Il se compose d'un connecteur combiné d'un connecteur à 7 broches pour le raccordement du bus de données et d'un connecteur à 6 broches pour le raccordement de l'alimentation de l'appareil. Pour se connecter à ces appareils dans les serveurs, un adaptateur spécial peut être utilisé.

30. Panneaux plasma. Principe de fonctionnement, caractéristiques Un écran à décharge de gaz (le papier calque anglais «plasma panel» est également largement utilisé) est un dispositif d'affichage d'informations, un moniteur basé sur le phénomène de luminescence d'un luminophore sous l'influence de rayons ultraviolets provenant d'un décharge électrique dans un gaz ionisé, c'est-à-dire dans un plasma. Le travail du panneau à plasma consiste en trois étapes : l'initialisation, au cours de laquelle la position des charges du support est ordonnée et il est préparé pour l'étape suivante (adressage). En même temps, il n'y a pas de tension sur l'électrode d'adressage, et une impulsion d'initialisation est appliquée à l'électrode de balayage par rapport à l'électrode de rétroéclairage, qui a une forme étagée. Au premier étage de cette impulsion, l'arrangement du milieu gazeux ionique est ordonné, au deuxième étage, la décharge dans le gaz, et au troisième étage, l'ordonnancement est achevé.L'adressage, au cours duquel le pixel est préparé pour l'illumination . Une impulsion positive (+75 V) est appliquée au bus d'adresse et une impulsion négative (-75 V) est appliquée au bus de balayage. La tension du bus de rétroéclairage est réglée sur +150 V. rétroéclairage, pendant lequel une impulsion positive est appliquée au bus de balayage et une impulsion négative égale à 190 V est appliquée au bus de rétroéclairage. La somme des potentiels ioniques sur chaque bus et des impulsions supplémentaires conduisent à un dépassement du potentiel de seuil et à une décharge dans le milieu gazeux. Après la décharge, les ions sont redistribués au niveau des bus de balayage et de rétroéclairage. Le changement de polarité des impulsions conduit à une décharge répétée dans le plasma. Ainsi, en changeant la polarité des impulsions, on obtient une décharge multiple de la cellule Un cycle "initialisation - adressage - illumination" forme la formation d'un sous-champ de l'image. En ajoutant plusieurs sous-champs, vous pouvez fournir une image d'une luminosité et d'un contraste donnés. Dans la version standard, chaque cadre du panneau à plasma est formé en ajoutant huit sous-champs.Ainsi, lorsqu'une tension haute fréquence est appliquée aux électrodes, une ionisation de gaz ou une formation de plasma se produit. Une décharge haute fréquence capacitive se produit dans le plasma, ce qui conduit à un rayonnement ultraviolet, qui fait briller le luminophore : rouge, vert ou bleu. Cette lueur, traversant la plaque de verre frontale, pénètre dans l'œil du spectateur.Caractéristiques : résolution, format d'image, contraste en lumens, connecteurs et ports.

31. Lecteurs livres électroniques. Principe de fonctionnement, caractéristiques.

La base (substrat) de l'écran est une plaque de verre (pour les modèles E-ink Vizplex, Pearl, Karta, Triton) ou de plastique (pour les modèles E-ink Mobius ou E-ink Flex), d'un peu moins d'un demi-millimètre d'épaisseur . Il y a des électrodes inférieures dessus, au-dessus desquelles se trouve une couche de microcapsules transparentes spéciales. Le diamètre de chacune des microcapules est approximativement égal au diamètre d'un cheveu humain. Une microcapsule est le plus petit point possible sur un écran e-ink.

Affichage à encre électronique Vizplex

Au-dessus des microcapsules se trouvent des électrodes transparentes supérieures fixées à la plaque de protection supérieure de l'écran. Cette assiette est en plastique transparent. Le long du contour de l'écran, le substrat et la plaque supérieure sont scellés avec un scellant.

À l'intérieur de chaque microcapsule sont placés des microgranules spéciaux - les plus petites particules de poudre de différentes couleurs. Dans les écrans noir et blanc, ils sont disponibles en deux couleurs - noir et blanc. Dans les écrans couleur, des microgranulés et d'autres couleurs sont utilisés. Les fabricants ne signalent pas leur quantité et leur couleur. La principale caractéristique des microgranules blancs est leur capacité à être attirés par l'électrode lorsqu'un potentiel négatif lui est appliqué, et les noirs - lorsqu'un potentiel positif est appliqué.

Lorsque des microgranules blancs flottent à la surface de la microcapsule, sa surface supérieure devient blanche et lorsque des microgranules noirs flottent à la surface, elle devient noire. Si la proportion de microgranules blancs et noirs est égale en surface, la couleur d'une telle capsule sera grise. Les écrans e-ink modernes des modèles Vizplex, Pearl, Karta, E-ink Mobius peuvent reproduire 16 nuances de couleur du blanc au noir.

Après la mise hors tension des électrodes, les microgranules dans la microcapsule restent dans la même position qu'ils ont prise sous l'action du champ électrique. C'est-à-dire que l'écran e-ink lui-même ne consomme de l'énergie qu'au moment de changer l'image dessus.

32. Interface IEEE 1394. Architecture, caractéristiques.

IEEE 1394 (FireWire, i-Link) est un bus série haut débit conçu pour échanger des informations numériques entre un ordinateur et d'autres appareils électroniques.

Le câble est 2 paires torsadées- A et B câblés comme A vers B et de l'autre côté du câble comme B vers A. Un conducteur d'alimentation en option est également possible.

L'appareil peut avoir jusqu'à 4 ports (connecteurs). Il peut y avoir jusqu'à 64 appareils dans une topologie. La longueur de chemin maximale dans la topologie est de 16. La topologie est arborescente, les boucles fermées ne sont pas autorisées.

Lorsqu'un appareil est connecté et déconnecté, le bus est réinitialisé, après quoi les appareils choisissent indépendamment le principal d'eux-mêmes, essayant de mettre cette «dominance» sur un voisin. Après avoir déterminé l'appareil principal, la direction logique de chaque segment de câble devient claire - vers le principal ou depuis le principal. Après cela, il est possible de distribuer des numéros aux appareils. Après la distribution des numéros, il est possible d'exécuter des appels vers des appareils.

Lors de la distribution des numéros sur le bus, les flux de trafic de paquets, chacun contenant le nombre de ports sur l'appareil, ainsi que l'orientation de chaque port - non connecté / au principal / du principal, ainsi que le maximum vitesse de chaque connexion (2 ports et un segment de câble). Le contrôleur 1394 reçoit ces paquets, après quoi la pile de pilotes construit une carte de la topologie (connexions entre les périphériques) et des vitesses (la pire vitesse sur le chemin du contrôleur au périphérique).

Les opérations de bus sont divisées en asynchrones et isochrones.

Les opérations asynchrones sont l'écriture/lecture d'un mot de 32 bits, d'un bloc de mots, ainsi que les opérations atomiques. Les opérations asynchrones utilisent des adresses 24 bits dans chaque périphérique et des numéros de périphérique 16 bits (prise en charge du pontage interbus). Certaines adresses sont réservées aux principaux registres de contrôle de l'appareil. Les opérations asynchrones prennent en charge l'exécution en deux phases - une demande, une réponse intermédiaire, puis une réponse finale plus tard.

Les opérations isochrones sont la transmission de paquets de données à un rythme strictement cadencé au rythme de 8 kHz fixé par le maître du bus en lançant des transactions « écriture dans le registre de l'heure courante ». Au lieu d'adresses dans le trafic isochrone, on utilise des numéros de canal de 0 à 31. Aucun accusé de réception n'est fourni, les opérations isochrones sont des diffusions unidirectionnelles.

Le fonctionnement isochrone nécessite l'allocation de ressources isochrones - numéro de canal et bande passante. Cela se fait par une transaction asynchrone atomique à certaines adresses standard de l'un des dispositifs de bus, choisi comme "gestionnaire de ressources isochrones".

En plus de l'implémentation câblée du bus, la norme en décrit également une payante (les implémentations sont inconnues).

33. Technologies pour la fabrication d'écrans LCD. Matrice active et passive. Interfaces de connexion.

Matrice active et passive. Interfaces de connexion. Matrices de technologie LCD : Toutes les matrices peuvent être divisées en actives et passives. Matrices passives Ils sont constitués de cellules séparées, combinées en une grille rectangulaire, auxquelles une tension de commande est appliquée. La capacité électrique de chaque cellule nécessite un certain temps pour se recharger, d'où l'affichage prolongé de l'image. Des écrans LCD lents sont utilisés pour éviter le scintillement. matrice active. Dans les matrices actives, comme dans les matrices passives, il y a une électrode par cellule. Mais, chaque pixel de l'écran possède également un amplificateur supplémentaire, ce qui réduit le temps de commutation de tension sur l'électrode, de plus, grâce au transistor attaché à chaque cellule, la matrice se souvient de l'état de tous les éléments de l'écran et ne le réinitialise qu'au moment où il reçoit une commande de rafraîchissement (refresh).Une telle matrice fonctionne sur le principe Mémoire vive. Il s'agit actuellement du type le plus courant de matrices LCD. Cette technologie est basée sur la combinaison de deux différentes technologies Technologie TN : Lorsque le transistor est à l'état bloqué et ne crée pas de champ électrique, les molécules LCD sont dans leur état normal et alignées de manière à modifier l'angle de polarisation de la couleur qui les traverse de 90 degrés. Cela est dû au fait que les molécules sont dans un état tordu les unes par rapport aux autres dans une spirale.Lorsque le transistor génère un champ électrique, toutes les molécules LC s'alignent en lignes parallèles à l'angle de polarisation.

34. Écrans tactiles capacitifs - résistifs. Principe d'action, avantages et inconvénients.

Le principe de fonctionnement de tels écrans est simple et, dans une certaine mesure, il est similaire à la matrice. Dans ce cas, les conducteurs sont remplacés par des rayons infrarouges spéciaux. Autour de cet écran, il y a un cadre dans lequel se trouvent des émetteurs intégrés, ainsi que des récepteurs. Si vous appuyez sur l'écran, certains faisceaux se chevaucheront et ils ne pourront pas atteindre leur propre destination, à savoir le récepteur. En conséquence, le contrôleur calcule le point de contact. De tels écrans peuvent transmettre la lumière, ils sont durables, car il n'y a pas de revêtement sensible et le toucher mécanique ne se produit pas du tout. Cependant, de tels écrans ne répondent pas actuellement à une grande précision et craignent toute contamination. Mais la diagonale du cadre d'un tel écran peut atteindre 150 pouces.

Technologie capacitive de projection.

Le dispositif est constitué de deux substrats de verre sur lesquels sont appliquées deux couches d'électrodes séparées par un diélectrique et forment un réseau. Tension alternative. Et au point de contact, un changement de capacité est fixé.

Avantages : performance à basse température, transmission lumineuse élevée, prend en charge la technologie multi-touch.

Inconvénient : nécessite un objet conducteur.

35. Le principe du modem. Caractéristiques.

Le modem assure la conversion des chiffres du signal en courant alternatif la gamme de fréquences est le processus de modulation, ainsi que la transformation inverse de la démodulation.

La modulation est le processus de modification d'un ou plusieurs paramètres du signal de sortie selon la loi du signal d'entrée. Dans ce cas, le signal d'entrée est, en règle générale, numérique et est affecté comme modulant. Le signal de sortie est généralement analogique et est souvent appelé signal modulé.

Classement des modems :

1. Par type de canal utilisé

2. Par vitesse

3. Par portée

4. Par exécution

5. Par contrôles

Les principaux types de modulation :

1. Phase. Avec la modulation de phase, une unité logique ou zéro correspond à des signaux de même amplitude et fréquence, mais de phase différente. La phase de la porteuse change brusquement, avec la transition du signal discret suivant, contrairement au précédent.

2. Modulation d'amplitude. Avec la modulation d'amplitude, seule l'amplitude de la porteuse change

3. Modulation de fréquence. Pour un un logique et un zéro logique, des sinusoïdes de deux fréquences différentes sont sélectionnées.

36. Méthodes de modulation du signal pour la transmission sur des canaux de communication.

Méthodes de modulation du signal :

Comment un modem parvient-il à transmettre une séquence de bits binaires sur des lignes téléphoniques ?

Les lignes destinées à la transmission de la parole ont une bande passante limitée : en effet, pas plus de 3 kHz. Cela signifie que les signaux dont la fréquence dépasse 3 kHz ne peuvent pas être transmis via une telle ligne. Il existe également une limite inférieure de la plage de fréquences de fonctionnement d'une ligne téléphonique - plusieurs dizaines de hertz.

Pour transmettre des données sur des lignes téléphoniques, vous pouvez utiliser les anciennes méthodes éprouvées de modulation de signaux analogiques, peut-être familières grâce à un cours d'institut en ingénierie radio. Un signal dit porteur est transmis sur une ligne téléphonique dont la fréquence ne dépasse pas la bande passante de la ligne. Il est accompagné d'un signal d'information, qui modifie quelque peu les caractéristiques du signal porteur (amplitude, fréquence et phase). Côté réception, ils sont séparés les uns des autres par une opération appelée détection.

La modulation d'amplitude

La modulation d'amplitude est basée sur la modification de l'amplitude du signal porteur signal transmis. Il est encore utilisé en diffusion sur ondes moyennes et longues.

Une ligne téléphonique transmet un signal sinusoïdal de fréquence par exemple 1 kHz : un correspond à un signal de grande amplitude, et zéro correspond à une petite.

Un tel signal peut être transmis sur des lignes téléphoniques, cependant, sa forme (portant des informations sur les données transmises) est sujette à une distorsion due aux interférences sur la ligne. De ce fait, cette méthode n'est utilisée que pour la transmission de données à très faible débit - de l'ordre de plusieurs dizaines de bits/s.

Modulation de fréquence

La modulation de fréquence est utilisée pour la diffusion radio dans la gamme des ondes ultra-courtes. Lors de la détection d'un signal avec modulation de fréquence, l'amplitude du signal est faible, de sorte que la plupart des interférences n'affectent pas la qualité du signal. Si vous voulez le sentir, comparez la qualité des émissions dans la bande LW à ondes longues (où la modulation d'amplitude est utilisée) et dans la bande FM à ondes ultracourtes avec modulation de fréquence.

Pour utiliser la modulation de fréquence pour transmettre des données binaires, une valeur nulle est codée avec une tonalité avec une fréquence de, par exemple, 1 kHz, et une unité est codée avec une tonalité avec une fréquence de 2 kHz.

La modulation de fréquence offre une meilleure protection contre les interférences par rapport à la modulation d'amplitude, cependant, le taux de transmission de cette méthode ne dépasse toujours pas 1200 bps. Le facteur limitant est l'étroitesse de la bande passante des lignes téléphoniques.

Modulation de phase

Quelques meilleurs résultats a été atteint après l'application de la modulation dite de phase. Dans ce cas, la fréquence du signal reste constante et la modulation est effectuée à l'aide d'un déphasage du signal (Fig. 2-8). La bande passante n'étant pas critique, cette méthode permet d'obtenir un taux de transfert de données de l'ordre de 4800 bps.

Modulation amplitude-phase en quadrature

Cependant, la vitesse égale à 4 800 bps est totalement insuffisante. Afin de tirer tout ce dont il est capable d'un canal téléphonique à bande étroite, la modulation d'amplitude et de phase en quadrature a été «inventée», qui est en fait une combinaison de modulation d'amplitude et de phase: chaque valeur transmise se voit attribuer un certain combinaison de l'amplitude du signal et du déphasage.

Ici, la valeur numérique v1 est affectée à l'amplitude du signal a1 et à la phase f1. A chaque instant donné, l'une des valeurs discrètes déterminées par une amplitude et une phase spécifiques est transmise via le canal analogique. Étant donné que l'amplitude et la phase peuvent prendre des valeurs positives et négatives, les points de toutes les valeurs numériques transmises possibles sont situés dans les quatre quadrants du plan de coordonnées illustré à la Fig. 2-9. C'est peut-être pour ça cette espèce modulation et s'appelait modulation amplitude-phase en quadrature.

D'une manière ou d'une autre, avec l'utilisation de la modulation de phase d'amplitude en quadrature, les modems sont devenus capables de transmettre des données à une vitesse relativement élevée - jusqu'à 33 600 bps. Quant à l'augmentation supplémentaire de la vitesse, il semblerait que toutes les possibilités aient déjà été épuisées. Mais non, une autre réserve a été trouvée.

37. Principaux composants structurels du disque dur. Principales caractéristiques du disque dur.

Principaux composants des disques durs

Les principaux éléments de conception comprennent des disques, des têtes de lecture/écriture, un mécanisme d'entraînement de tête, un moteur d'entraînement de disque, circuit imprimé avec circuits de commande, câbles et connecteurs et éléments de configuration (cavaliers, interrupteurs).

Les disques sont disponibles dans les tailles suivantes : 5,25" ; 3,5" ; 1,8" ; 1"; Compact Flash Type II, Carte PC Type II.

Revêtement de disque

1. Couche d'oxyde - un revêtement polymère rempli d'oxyde de fer.

2. Couche mince - alliage de cobalt, par pulvérisation ou galvanisation.

3. Double antiferromagnétique (AFC) - se compose de 2 couches séparées par un film mince de ruthénium et de couches magnétiques plus épaisses.

Têtes de lecture/écriture.

Chaque tête est pressée contre le disque au moyen d'un ressort, et toutes les têtes sont pressées simultanément. Écart de 0,4 micropouce ou 10 nm.

Mécanisme de l'actionneur

1. Moteur pas à pas - un moteur électrique dont le rotor fait tourner le bloc de têtes selon un certain angle.

2. Moteur à bobine mobile. La bobine mobile est fixée à l'unité de tête et se trouve dans le champ d'un aimant permanent. Le déplacement de la bobine déplace l'ensemble de tête sous l'effet du courant circulant.

Le moteur à bobine mobile utilise un système de servocommande. Pour un moteur à bobine mobile, on distingue les mécanismes :

a) Linéaire - un bloc de têtes se déplaçant le long du rayon du disque avec le levier.

b) Rotatif - les bras de la tête sont attachés à la bobine mobile, qui tourne selon l'angle d'azimut.

Servomoteur

Façons de créer une boucle de rétroaction :

I. Avec un coin auxiliaire - les informations sont enregistrées dans le secteur étroit de chaque cylindre devant la marque d'index (lu 1 fois par tour).

II. Avec codes intégrés - une version améliorée du coin auxiliaire. Les informations sont enregistrées au début de chaque cylindre et secteur.

III. Disque spécialisé - les informations sont enregistrées sur la surface de travail d'un disque dédié. Tête servo Uniquement en mode lecture. Les informations sont lues en continu.

Objectif : Correction de la position de la tête, écrite en code Gray. lors du passage d'un numéro au suivant, seul 1 code binaire change.

Un viseur laser est utilisé pour positionner avec précision la tête et la distance est déterminée par la méthode d'interférence. L'étalonnage de la température est utilisé pour le suivi - toutes les têtes sont alternativement transférées de 0 à n'importe quel cylindre. Les corrections sont écrites dans la mémoire du variateur. Lors du calibrage, tous les échanges et processus s'arrêtent. De nombreux disques prennent en charge AIV. L'étalonnage commence après l'échange de données. Le balayage du disque déplace automatiquement la tête sur une piste sélectionnée au hasard.

Filtres à air

Filtres de recirculation dans l'unité HAD pour nettoyer l'atmosphère interne.

Le filtre barométrique est conçu pour égaliser la pression de l'intérieur et de l'extérieur de l'appareil afin de maintenir un entrefer et une surface de travail.

Niveau de la mer (-300m à 3000m)

Les fluctuations de température nécessitent une acclimatation. (+4 acclimatation 14 heures obligatoires).

Moteur de broche.

Conçu pour faire tourner le disque et est sur le 1er axe de tension de 12 volts. En plus des roulements à billes, une graisse à haute plasticité est utilisée.

Tableau de contrôle

Le contrôleur est situé dans le bloc hermétique, préamplificateurs bruit, commutateurs, conditionneurs de signaux.

Les principaux éléments du bloc contrôleur :

1. Microcontrôleur de contrôle - Le contrôleur de destination 8 ou 16 bits permet l'interaction de toutes les unités de stockage et la communication avec une interface externe.

2. Mémoire tampon jusqu'à 10 Mo. utilisé pour la mise en cache et l'écriture des corrections.

3. Unité de commande du moteur de broche.

4. Unité de contrôle de positionnement. Génère des impulsions pour se déplacer de cylindre en cylindre.

5. Commutateur de tête pour former le courant d'enregistrement et l'amplificateur de lecture transmis.

6. Canal de lecture/écriture - ce sont des circuits qui extraient les impulsions de synchronisation du signal et forment des signaux d'écriture.

7. Directeur des marques d'asservissement - attribue les codes d'asservissement.

8. Contrôleur de disque dur HDC. Exécute des fonctions de base liées à la lecture et à l'écriture de données.

Câbles et connecteurs

Interface : 40, 50, 80 broches.

Le connecteur d'alimentation est standard, un connecteur pour la mise à la terre.

Pour les lecteurs de périphériques externes sont utilisés Bus USB, Fire Wire, Fibre Channel, port LPT.

Caractéristiques principales du disque dur :

La capacité formatée est la quantité de stockage informations utiles- c'est-à-dire la somme des champs de données de tous les secteurs disponibles. La capacité brute est le nombre maximum de bits qui peuvent être enregistrés sur toutes les pistes d'un disque, y compris et des informations de service(en-têtes de secteur, codes de contrôle des champs de données). Le rapport des capacités formatées et non formatées est déterminé par le format de la piste.

La vitesse de broche, mesurée en tours par minute, permet de juger indirectement de la productivité (vitesse interne).

L'interface détermine la façon dont le lecteur est connecté.

La quantité de mémoire tampon, les capacités de mise en cache (lecture, écriture, multi-segments, adaptabilité).

Options d'organisation interne :

Le nombre de disques physiques ou de surfaces de travail utilisés pour le stockage des données. Les lecteurs modernes de faible hauteur ont un petit nombre (1-2) de disques pour alléger le bloc de tête. Plus de disques (et des hauteurs plus élevées) sont courants avec les anciens disques et les disques modernes à haute capacité.

Le nombre de têtes physiques de lecture-écriture coïncide bien sûr avec le nombre de surfaces de travail. Notez que le nombre de têtes (et de surfaces de travail) peut être inférieur au double du nombre de disques - généralement dans chaque famille, il existe de tels modèles. Ceci est fait pour l'élimination des disques, dans lesquels l'une des surfaces s'avère être avec un défaut de fabrication, ou sur la base d'autres considérations technologiques.

Le nombre physique de cylindres de plusieurs centaines, typique des premiers disques durs, est passé à des dizaines de milliers.

La taille du secteur est généralement de 512 octets.

Le nombre de zones et le nombre de secteurs sur la piste dans les zones extrêmes.

L'emplacement des étiquettes d'asservissement ou des têtes d'asservissement peut être sur une surface dédiée, sur des surfaces de travail ou hybride

La méthode d'encodage-décodage peut être MFM, RLL, PRML.

La fiabilité de l'appareil et la fiabilité du stockage des données sont caractérisées par les paramètres suivants :

Le délai de défaillance prévu, mesuré en centaines de milliers d'heures, est, bien entendu, une moyenne statistique pour un produit donné.

Plus précieuse pour l'utilisateur est la période de garantie pendant laquelle le fabricant (ou le fournisseur) fournit la réparation ou le remplacement de l'appareil défectueux.

La probabilité d'erreurs de lecture non corrigibles pour les disques durs modernes est de l'ordre d'une erreur pour 1014 bits lus.

La probabilité d'erreur corrigible est de l'ordre de l'unité pour 10 bits lus.

La probabilité d'erreur de recherche caractérise la qualité du système d'asservissement. Pour les disques durs modernes, la probabilité d'une erreur pour 108 opérations de recherche est typique. Ces erreurs (avec un petit nombre d'entre elles) sont tout à fait inoffensives, car la présence du numéro de cylindre dans l'en-tête de chaque secteur ne vous permet pas de «manquer» lors de l'exécution d'opérations de lecture ou d'écriture. La répétition de l'opération de recherche ne réduit que légèrement le temps d'accès moyen.

38. Le concept de 3D - convoyeur. Le concept de "graphiques en trois dimensions".

Canalisation 3D

Tous les objets 3D sont définis à l'aide modèle mathématique- c'est elle qui est le "point de départ" dans la séquence d'obtention d'une image sur l'écran, appelée pipeline 3D (3D Pipeline).

Le convoyeur comprend les étapes suivantes :

1. Détermination de l'état des objets (modélisation de la situation) - cette partie du programme n'est pas directement liée à l'infographie, elle modélise le monde qui sera affiché dans le futur. Par exemple, dans le cas de Quake, ce sont les règles du jeu et les lois physiques du mouvement du joueur, l'intelligence artificielle des monstres, etc.

2. Détermination des état actuel Génération de géométrie - cette partie du pipeline crée une représentation géométrique du moment actuel de notre petit "monde virtuel".

3. Diviser les modèles géométriques en primitives (Tesselation) - c'est la première étape qui dépend vraiment de l'équipement. Il crée l'apparence d'objets sous la forme d'un ensemble de certaines primitives, bien sûr, basées sur les informations de l'étape précédente du pipeline. La primitive la plus courante à notre époque est un triangle, et la plupart des programmes et accélérateurs modernes fonctionnent avec des triangles. Tout polygone plat peut toujours être divisé en triangles, et ce sont précisément trois points qui peuvent définir de manière unique un plan dans l'espace.

4. Liaison des textures et de l'éclairage (définition de la texture et de la lumière) - à ce stade, il est déterminé comment les primitives géométriques (triangles) seront éclairées, ainsi que quelles et comment les textures leur seront appliquées à l'avenir (Textures : images qui transmettre l'apparence du matériau de l'objet, c'est-à-dire des informations visuelles non géométriques. Bon exemple textures - sable sur une plage complètement plate). En règle générale, à ce stade, les informations ne sont calculées que pour les sommets primitifs.

5. Voir les transformations géométriques (projection) - ici de nouvelles coordonnées sont définies pour tous les sommets des primitives en fonction de la position de l'observateur et de la direction de son regard. La scène est, pour ainsi dire, projetée sur la surface du moniteur, se transformant en une scène bidimensionnelle, bien que les informations sur la distance entre l'observateur et les sommets soient stockées pour un traitement ultérieur.

6. Suppression des primitives invisibles (Culling) - à ce stade, les primitives complètement invisibles (restant derrière ou sur le côté de la zone de visibilité) sont exclues de la liste des primitives.

7. Configuration des primitives (Configuration) - ici, les informations sur les primitives (coordonnées des sommets, mappage de texture, éclairage, etc.) sont converties en une forme adaptée à l'étape suivante. (Par exemple : coordonnées des points de tampon d'écran ou des textures en nombres entiers de taille fixe avec lesquels le matériel fonctionne).

8. Remplissage des primitives (Fill) - à ce stade, en fait, la construction d'une image dans le tampon de trame (mémoire allouée pour l'image résultante) basée sur des informations sur les primitives générées par l'étape précédente du pipeline, et d'autres données . Tels que les textures, les tableaux de brouillard et de transparence, etc. En règle générale, à ce stade, pour chaque point de la primitive peinte, sa visibilité est déterminée, par exemple, à l'aide d'un tampon de profondeur (Z-buffer) et, s'il ne l'est pas masquée par un point plus proche de l'observateur (une autre primitive), sa couleur est calculée. La couleur est déterminée en fonction des informations d'éclairage et de mappage de texture précédemment définies pour les sommets de cette primitive. La plupart des caractéristiques de l'accélérateur, qui peuvent être tirées de sa description, se réfèrent spécifiquement à cette étape, car fondamentalement cette étape du pipeline est accélérée par du matériel (dans le cas de cartes peu coûteuses et abordables).

9. Traitement final (post-traitement) - traitement de l'ensemble de l'image résultante dans son ensemble avec quelques effets bidimensionnels.

Certaines étapes du pipeline peuvent être réorganisées, divisées en parties ou combinées. Deuxièmement, ils peuvent être totalement absents (rarement) ou de nouveaux peuvent apparaître (souvent). Et, troisièmement, le résultat du travail de chacun d'eux peut être renvoyé (sans passer par d'autres étapes). Par exemple, l'image obtenue à la dernière étape peut être utilisée comme nouvelle texture pour le 8ème, réalisant ainsi l'effet de surfaces réfléchissantes (miroirs).

39. Projecteurs. Principe de fonctionnement. Caractéristiques.

Le projecteur multimédia est un projecteur autonome instrument optique, qui crée une image plate sur grand écran en projetant sur l'écran les informations entrant dans le projecteur. Presque tout peut servir de source d'informations de sortie pour les projecteurs multimédias modernes, ce sont des lecteurs vidéo, des ordinateurs, des disques durs, clés USB, smartphones, tablettes et autres appareils électroniques. Aujourd'hui, il existe de nombreux modèles sur le marché, des modèles économiques d'une valeur de 10 000 roubles aux appareils haut de gamme coûteux d'une valeur de plusieurs milliers de dollars.

Types de projecteurs

Caractéristiques:

1 Taille de la matrice, ainsi que sa taille physique

3.Technologie (DLP, LCD)

4. Interface (fiwi, Ethernet

5. poids du projecteur

Les projecteurs multimédia peuvent être divisés en plusieurs catégories :

Solutions professionnelles pour l'industrie du divertissement, les cinémas, les présentations à grande échelle. Ce sont des appareils coûteux, de haute technologie, de grandes tailles.

Les projecteurs pour les entreprises et l'éducation sont des appareils hautes performances conçus pour une charge élevée et un fonctionnement continu.

Projecteurs multimédias pour la maison - sont utilisés pour créer des home cinémas, des jeux et des divertissements. Ce sont les appareils les moins chers disponibles pour la plupart des acheteurs, mais ils satisfont en même temps à toutes les exigences de qualité nécessaires.

40. Dispositif de capture vidéo. Principe de fonctionnement. Caractéristiques.

La capture vidéo est le processus de conversion d'une vidéo analogique sous forme numérique, puis de son stockage sur un support de stockage numérique. L'exemple le plus typique de capture vidéo est la numérisation d'une émission TV ou d'une cassette VHS sur un PC spécialement équipé. Décodeur vidéo : réception du signal, numérisation, décodage numérique au format YUV et transmission du signal au contrôleur vidéo. Contrôleur vidéo : convertit le signal en RVB, organise le stockage dans la mémoire tampon, transfert des données vers le DAC, génère un film TV en direct après conversion inverse analogique de l'image numérique capturée, transmission du signal VGA depuis l'adaptateur vidéo. .1. Réception de signaux basse fréquence.2. Affichage de la vidéo reçue dans une fenêtre.3. Arrêt sur image.4. Réduction d'image dans les normes graphiques (TIF, PCX, IGA, GIF).Caractéristiques des vidéoblasters.1. Format de signal vidéo basse fréquence.1. Comment la luminance et la chrominance sont-elles séparées ? Des filtres en peigne et passe-bande sont utilisés pour la séparation. Si la représentation RVB est utilisée, il n'y a ni modulation ni codage.2. La profondeur de numérisation est le nombre de bits par échantillon.

• 
  la structure généralisée du dispositif est déterminée ;
• 
  les principales interconnexions des éléments sont déterminées ;
• 
  la nature de l'influence du manque de connexions nécessaires (ou de l'apparition de connexions non autorisées) sur le comportement global de l'appareil dans son ensemble est clarifiée ;
• 
  l'emplacement du défaut est situé dans la puce individuelle responsable de cette relation ;
• 
  les signaux aux broches de la puce sont vérifiés pour s'assurer qu'ils sont conformes aux spécifications du fabricant ;
• 
  l'élément défectueux est remplacé.

Pour considérer les dysfonctionnements les plus typiques des lecteurs de CD / DVD, passons à la structure de cet appareil plutôt complexe, illustrée sur la figure :

Conformément à cette structure, on peut distinguer trois groupes principaux de ses "maladies":

• 
  pannes mécaniques;
• 
  dysfonctionnements Système optique;
• 
  dysfonctionnements des composants électroniques.

Les pannes mécaniques représentent 80...85 % nombre total défauts. Ils peuvent également être divisés en plusieurs groupes principaux :

• 
  manque de lubrification des pièces frottantes;
• 
  accumulation de poussière et de saleté sur les pièces mobiles du mécanisme de transport du disque ;
• 
  salage des surfaces de friction;
• 
  infractions à la réglementation ;
• 
  défaillance mécanique de pièces du mécanisme de transport.

L'accumulation de poussière et de saleté sur les pièces mobiles, en particulier sur les bords de la glissière du chariot mobile, rend presque impossible le verrouillage du mécanisme et, par conséquent, le lecteur éjecte constamment le disque.

Riz. 2. Endroits typiques où la saleté et la poussière s'accumulent sur le chariot du disque optique

Le colmatage des surfaces de frottement conduit soit à l'arrêt du mécanisme du chariot dans des positions intermédiaires, soit au patinage du disque lors de la rotation. Les deux rendent le lecteur impossible à utiliser. La violation de la réglementation du mécanisme de transport conduit également à un résultat similaire.

Les pannes mécaniques énumérées ci-dessus concernent principalement des mécanismes simples d'entraînements relativement bon marché. Les modèles coûteux, en règle générale, ont des mécanismes complexes et, pour eux, le principal type de défaillance mécanique est la panne des pièces du mécanisme. Le plus souvent, cela est dû au fait que l'utilisateur, au lieu d'utiliser les boutons de commande, pousse le chariot avec le disque dans le lecteur avec sa main. Les conséquences de telles actions peuvent être les plus désagréables. S'il suffit de nettoyer, essuyer, lubrifier un mécanisme sale et négligé, et qu'il remplit à nouveau correctement ses fonctions, la hâte et les efforts excessifs entraînent une réparation assez coûteuse et longue du lecteur.

Le deuxième type de dysfonctionnements courants comprend les dysfonctionnements du système de lecture d'informations opto-électroniques. Malgré sa petite taille, ce système est très complexe et précis. dispositif optique. Il suffit de regarder le schéma fonctionnel (Fig. 3) pour être d'accord avec cela. Selon la fréquence d'apparition au cours de la première année et demie à deux années de fonctionnement, les défaillances du système optique représentent 10 ... 15% du nombre total de dysfonctionnements. Pour mettre en évidence les principales "maladies" de l'optique et leurs manifestations caractéristiques, considérons sa composition :

• 
  système d'asservissement pour la rotation du disque ;
• 
  système d'asservissement pour positionner le lecteur laser;
• 
  système d'asservissement de mise au point automatique ;
• 
  système d'asservissement de suivi radial ;
• 
  système de lecture;
• 
  circuit de contrôle diode laser.

• 
  démarrage et accélération de la rotation du disque ;
• 
  régime permanent de rotation ;
• 
  intervalle de freinage jusqu'à l'arrêt complet ;
• 
  Je vais retirer le disque par le plateau du chariot et le sortir du lecteur.

Riz. 3. La structure des liens du système opto-électronique de lecture d'informations

Le système d'asservissement pour positionner la tête de lecture d'informations permet une approche fluide de la tête vers une piste d'enregistrement donnée avec une erreur ne dépassant pas la moitié de la largeur de la piste dans les modes de recherche de l'information requise et de lecture normale. Le mouvement de la tête de lecture, et avec lui le faisceau laser, à travers le champ du disque est effectué par le moteur de la tête. Le fonctionnement du moteur est contrôlé par des signaux de mouvement avant et arrière provenant du processeur de commande, ainsi que par des signaux générés par le processeur d'erreur radiale. Les signes caractéristiques d'un dysfonctionnement sont à la fois un mouvement erratique de la tête le long des guides et son immobilité.

Le système d'asservissement de suivi radial garantit que le faisceau laser est maintenu sur la piste et des conditions optimales pour la lecture des informations. Le fonctionnement du système est basé sur la méthode des trois spots lumineux. L'essence de la méthode est de diviser le faisceau laser principal à l'aide d'un réseau de diffraction en trois faisceaux séparés avec une légère différence. Le spot lumineux central sert à lire les informations et à faire fonctionner le système de mise au point automatique. Deux faisceaux latéraux sont situés devant et derrière le faisceau principal avec un léger décalage à droite et à gauche. Le signal de désalignement de ces faisceaux provenant des capteurs de positionnement agit sur l'entraînement de poursuite, provoquant, si nécessaire, une correction de la position du faisceau central.

L'opérabilité du système de suivi radial peut être surveillée en modifiant le signal d'erreur fourni à l'entraînement de suivi.

Le contrôle et la gestion du mouvement vertical de la lentille de mise au point sont effectués sous l'influence de la mise au point asservie. Ce système assure une focalisation précise du faisceau laser pendant le fonctionnement sur la surface de travail du disque. Une fois que le CD est chargé et démarré, le réglage de la mise au point commence selon le niveau maximum du signal de sortie de la matrice de photodétecteurs et le niveau minimum du signal d'erreur des détecteurs de mise au point fine et le passage de la mise au point zéro. Au début du disque, le processeur de commande du CD-ROM génère des signaux de correction qui fournissent un mouvement multiple (deux ou trois) de la lentille focale nécessaire pour une focalisation précise du faisceau sur la piste du disque. Lorsque le foyer est trouvé, un signal est généré qui permet la lecture des informations. Si après deux ou trois tentatives ce signal n'apparaît pas, le processeur de contrôle éteint tous les systèmes et le disque s'arrête. Ainsi, l'opérabilité du système de focalisation peut être jugée à la fois par les mouvements caractéristiques de la lentille focale au moment où le disque démarre, et par le signal de démarrage du mode d'accélération du disque lorsque le faisceau laser est focalisé.

Le système de lecture d'informations contient une matrice de photodétecteurs et des amplificateurs de signaux différentiels. Le fonctionnement normal de ce système peut être jugé par la présence de signaux haute fréquence à sa sortie lorsque le disque tourne.

Le système de commande de diode laser fournit le courant d'excitation nominal de la diode dans les modes de démarrage du disque et de lecture des informations. Un signe de fonctionnement normal du système est la présence d'un signal RF d'une amplitude d'environ 1 V en sortie du système de lecture.

En plus des défaillances fonctionnelles du système optique, il échoue très souvent en raison de la poussière accumulée sur la lentille focale (Fig. 4). Dans le même temps, pour mettre le CD-ROM en état de fonctionnement, il suffit d'essuyer la lentille avec une flanelle douce. N'utilisez jamais de solvants pour le nettoyage ! Les lentilles de mise au point de la plupart des CD-ROM sont en plastique organique et le solvant endommagera définitivement la surface.

Riz. 4. Optique du lecteur de CD/DVD : a) lentille poussiéreuse, b) lentille propre

Le troisième groupe de défauts comprend tous les dommages au remplissage électronique du variateur. Malgré le pourcentage plutôt faible (par rapport au nombre total de défauts de disque) de cas de panne électronique - 5 ... 10%, dépannage circuits électroniques est la partie la plus chronophage de la réparation.

Les systèmes d'écriture, de lecture et de traitement ultérieur des informations déterminent le schéma fonctionnel général d'un lecteur de CD / DVD, illustré à la fig. 5. En plus des systèmes décrits ci-dessus, il comprend un générateur d'horloge qui fournit des signaux d'horloge à tous les nœuds du CD-ROM et un démodulateur EFM qui convertit les paquets de code 14 bits du disque en un code série 8 bits. De plus, les informations entrent dans le processeur de données numériques qui, avec le processeur la gestion du système est le cœur de tout l'appareil. C'est là que le désentrelacement des données et la correction des erreurs ont lieu. La tâche de l'entrelacement des données lors de l'enregistrement d'informations consiste à "étirer" chaque octet d'informations en plusieurs trames d'enregistrement. Dans ce cas, même s'il y a une perte de quelques trames d'informations à la suite d'un dommage mécanique à la surface du disque, le résultat du désentrelacement des données sera la présence de petites erreurs dans les octets individuels. Ces erreurs sont corrigées par un circuit de correction d'erreurs.

Riz. 5. Schéma fonctionnel d'un CD-ROM

En fonction de la stratégie de correction d'erreurs choisie pour un modèle de CD-ROM spécifique et, par conséquent, de la complexité du processeur et de l'appareil dans son ensemble, en pratique, l'un ou l'autre CD-ROM peut soit corriger une ou deux erreurs mineures dans les informations frame (qui correspond à des modèles bon marché), ou en plusieurs étapes pour restaurer, avec une probabilité de 99,99%, une destruction grave et à long terme des informations. En règle générale, les modèles de CD-ROM coûteux sont équipés de tels correcteurs d'erreurs. C'est la réponse à la question fréquemment posée : "Pourquoi ce disque est-il lu sur la machine d'un ami, mais mon PC ne le voit même pas ?"

Depuis la sortie du processeur de données numériques, les informations numériques corrigées sont transmises via l'interface de communication à l'entrée du PC, où elles sont traitées ultérieurement. Si la lecture est effectuée à partir d'un disque audio, les informations vont au filtre numérique, de celui-ci au convertisseur numérique-analogique, puis, à travers les circuits de correction et d'amplification analogiques, aux sorties audio.

Ainsi, même après un examen sommaire du schéma fonctionnel d'un lecteur de CD-ROM, on peut conclure que cet appareil est très complexe système électronique, ce qui signifie que sans une stratégie de dépannage correctement choisie, il est extrêmement difficile de trouver un « coupable » spécifique.

Il est facile de trouver un dysfonctionnement lorsqu'il s'annonce (comme, par exemple, sur la Fig. 6). Mais malheureusement, dans la grande majorité des cas, un microcircuit défectueux apparence ne diffère pas de la bonne.

Riz. 6. Puce défectueuse sur la carte CD-ROM

Sur la fig. La figure 7 illustre un algorithme de dépannage utilisé par les spécialistes EPOS pour dépanner les périphériques de CD-ROM de presque tous les types. En pratique, cet algorithme donne invariablement un résultat positif.