Nghiên cứu tìm hiểu về thiết bị lưu trữ dữ liệu theo nguyên lý quang học

Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ "không thay đổi" non-volatile, có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung Ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các đĩa cứng được lắp ráp cố định trong ổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP LỚN Môn học : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Nhóm sv thực hiện: Nhóm số 13

Lớp: KTPM2_K6

Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2012

ĐỀ TÀI 26: Nghiên cứu, tìm hiểu về thiết bị lưu trữ dữ liệu theo nguyên lý quang học

GI A O VIÊN HƯỚNG DẪN : TS.NGUYỄN TUẤN TÚ

MỤC LỤC I-SƠ LƯîC THIÕT BỊ LƯU TR÷……….Trang 3

1.§Üa tõ tÝnh……… Trang 3

*§Üa mÒm - floopy disk……… Trang 3

*§Üa cøng - Hard disk……….Trang 4

.Trang 12 IV- SẢN XUẤT ĐĨA QUANG Trang 13

1 Sản xuất trong công nghiệp Trang 13

2 Ghi đĩa trên các máy tính Trang 15 V-MỘT SỐ LOẠI ĐIA QUANG THÔNG DỤNG Trang 16

1.Đĩa Lase Trang 16 2.Đĩa CD Trang 17 3.Đĩa DVD Trang 26

4.Đĩa Blu_Ray Trang 39

Tµi liÖu tham kh¶o………Trang 47

TÌM HIỂU CHI TIẾT

I.S¥ L¦îC THIÕT BÞ L¦U TR÷:

Máy tính có các thiết bị ngoại vi có khả năng nhận và xuất dữ liệu, đó

là các bộ nhớ ngoài-nơi lưu trữ các thông tin Các thiết bị này gọi là thiết

bị lưu trữ thứ cấp-secondary starage( phân biệt với primary storage-bộnhớ trong.) Dữ liệu lưu trên bộ nhớ ngoài không bị mất khi nghừng cấpnguồn nuôi, theo lý thuyết thì dữ liệu lưu trên loại này có thể tồn tại vĩnhviễn và có thể được đọc, ghi, sửa, xoá… bất kỳ lúc nào Có hai phươngpháp lưu trữ dữ liệu: dựa trên nguyên lý từ tính và nguyên lý quang học

1 Đĩa từ

a Đĩa mềm-floppy disk

Trước đây đĩa mềm thường được sử dụng

trong việc lưu trữ dữ liệu di động Đặc biệt với

các máy thế hệ rất cũ thường dùng đĩa mềm để

chứa hệ điều hành, dùng để khởi động một

phiên làm việc trên nền DOS

Ngày nay đĩa mềm thường ít được sử dụng bởi chúng có nhượcđiểm: kích thước lớn, dung lượng lưu trữ thấp và dễ bị hư hỏng theothời gian bởi các yếu tố môi trường Các loại thẻ nhớ giao tiếp

qua cổng USB và các thiết bị lưu trữ bằng quang học

H1-Đĩa mềm

(đĩa CD, DVD ) đang thay thế cho đĩa mềm Chúng khắc phục đượccác nhược điểm của đĩa mềm và đặc biệt là có thể có dung lượng rấtlớn (đến năm 2007 đã xuất hiện các thẻ nhớ dung lượng hơn 10 GB,đĩa DVD lên đến 17 GB).

Tuy nhiên đĩa mềm vẫn cần thiết trong một số trường hợp cần sửachữa các máy tính đời cũ: một số thao tác nâng cấp BIOS bắt buộc vẫnphải dùng đến nó

b Đĩa cứng-Hard disk driver

Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng

Anh: Hard Disk Drive, viết tắt: HDD) là thiết bị

dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa

hình tròn phủ vật liệu từ tính

Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ "không thay đổi"

(non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung

Ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các đĩa cứng được lắp ráp cố

định trong ổ ngay từ khi sản xuất nên không thể thay thế được các "đĩa

cứng" như với cách hiểu như đối với ổ đĩa mềm hoặc ổ đĩa quang.

c Đĩa floptical

Là loại ổ đĩa từ mềm, có hình dáng giống

nh đĩa 3.5 inch, nhng dùng phơng pháp vị

quang học để đọc ghi, nên mật độ dữ liệu

trên đĩa cao hơn, dung lợng nhớ lớn hơn

Thiết bị này không ghi dữ liệu bằng

quang học, chỉ làm thao tác định vị thôi

Nhng do giỏ thành cao nên dù có khả

năng lu đến hơn 20MB, loại này vẫn không phổ dụng

d Ổ băng ghi lưu

Cũng là thiết bị lu trữ từ

tính, nhng loại này khác với các

loại trên ở tính chất truy cập

tuần tự của nó, do đó chỉ dùng

sao lu chứ không dùng để làm

việc hằng ngày nh thiết bị truy

cập ngẫu nhiên - đĩa cứng, đĩa

mềm ổ băng ghi lu gồm một

hộp băng và cuộn băng từ cỡ

chủng loại và dung lợng, tùy

yêu cầu công việc mà bạn lựa

chọn

e Ổ đĩa thỏo lắp ZIP

Dùng loại đĩa có kích thớc cũng khoảng 3.5 inch, dung

l-ợng lên đến 100Mb trên một đĩa giá 20USD Tốc độ đọc ghi trung bình, kỹ thuật dùng ở đây là định vị quang học để ghi dữ liệu Nếu dùng với card SCSI, tốc độ không thua gì ổ cứng IDE.

2 Đĩa từ quang

Đĩa từ quang - Magneto optical drive, thờng gọi tắt là MO, là

thiết bị kết hợp giữa từ tính và quang học để lu dữ liệu Đĩa từ tính, dùng

ánh sáng laser làm tác nhân đọc ghi Dung lợng của loại 5.25 inch là

H4-mộtloại ổ ZIP

1.3Gb, loại 3.5inch là 230 Mb Công nghệ này phù hợp để lu trữ, theo cácchuyên gia, có thể bảo đảm dữ liệu 50 năm so với 5 năm của ổ cứng, ổmềm, băng từ.

3 Đĩa quang

Đĩa quang (CD, DVD, Blu-ray) là

dạng thiết bị lưu trữ dữ liệu thỏo lắp sử

dụng cỏc tớnh chất vật lý và năng lượng

của ỏnh sỏng cho quỏ trỡnh ghi và đọc dữ

liệu Trỏi với một dạng lưu trữ dữ liệu khỏc cựng loại là đĩa từ thỡ đĩaquang tuy giới hạn hơn về dung lượng lưu trữ

nhưng lại cú nhiều ưu điểm về kớch thước và giỏ

thành sản xuất, do đú chỳng được sử dụng rộng trong thời gian hiện nay

Vào những năm 1961 và 1969 thỡ David Paul Gregg đó đăng ký

cỏc bằng phỏt minh sỏng chế về đĩa quang(US Patent 3.430.966 và US

Patent 4.893.297), từ đú cho đến thời gian gần đõy khi mà cỏc đĩa CD và

DVD cũn sử dụng trờn thị trường thỡ chỳng đều sử dụng cỏc bằng sỏngchế trờn Những sự phỏt triển về cỏc thiết bị đọc đĩa quang về sau nàychỉ thay đổi phương thức làm việc, cũn những nguyờn lý cơ bản của đĩaquang vẫn tuõn theo cỏc sỏng kiến trờn Những người sử dụng mỏy tớnh cú thể lầm tưởng rằng mục đớchcủa đĩa quang là dành cho việc lưu trữ dữ liệu hoặc cỏc phần mềm,nhưng nếu xem về lịch sử phỏt triển cỏc loại đĩa quang sẽ thấy rằng cỏcloạ đĩa quang được thống nhất phỏt triển dường như dành cho việc ghi

H5-Đĩaquang

âm và phát hành video Các định dạng đĩa quang liên tục phát triển đãtạo ra sự hỗn loạn về các công nghệ và định dạng khác nhau khiến chongười sử dụng bối rối khi lựa chọn một loại máy phát đĩa quang có thểtương thích với nhiều loại đĩa Nhằm tránh xé lẻ thị trường tiêu thụ đĩa

và thương mại các loại máy phát đĩa quang thì các hãng đã cùng phảithống nhất các chuẩn chung và tương thích với các thiết bị khác nhautrên toàn thế giới Trong sự thống nhất định dạng đó đã xảy ra một sốtrường hợp phải loại bỏ các công nghệ được coi là tốt hơn so với chuẩnđược lựa chọn

Gọi là đĩa quang học, tức là vấn đề cốt lõi về kỹ thuật - đọc ghi

dữ liệu được thực hiện trên nguyên tắc quang học, dùng tia sáng laser

So với hệ thống từ tính, ổ quang có ba điểm khác biệt chính: vì độchính xác cao của thao tác quang học, nên ổ đĩa quang có thể có dunglượng cao hơn ổ đĩa từ gấp nhiều lần so với ổ đĩa từ Ðộ bền dữ liệu ghibằng phương pháp quang học cao hơn so với phương pháp từ tính nhiềulần, tối thiểu cũng 50 năm Ðĩa quang có thể tháo lắp dễ dàng như mộtđĩa mềm mà hiệu qủa hơn nhiều, do đó ngày càng phổ dụng hơn Ðĩa

CD - compact disc là loại này

Xuất phát từ nhu cầu âm thanh, CD âm thanh ra đời chứa dữ liệu dướidạng các hốc lõm, khi CD quay tia laser sẽ phát đến đĩa và nhận sự phản

xạ khác nhau giữa điểm lõm và điểm không lõm ứng với số 0 và 1 hệ nhịphân Ðĩa CD-ROM ta dùng hiện nay cũng hoạt động theo nguyên tắc đó,

vì là loại đĩa CD chứa dữ kiện chỉ đọc được nên có tên có tên

CD-ROM (Compact Disc Read Only

Memory) Thông thường dữ liệu có

thể đưa vào loại đĩa quang gía rẻ

680Mb (khoảng 10USD đĩa trắng

-1USD 68 MB) như chúng ta dùng

rộng rãi hiện nay, đồng thời các loại đĩa âm thanh cũng có thể đọc hiểuvàhoạt động được bằng ổ đĩa CD của máy tính, nhưng đầu đọc của máy

CD âm thanh thì không thể đọc được đĩa CD dữ liệu Nói là chỉ đọc, nhưng dĩ nhiên là phải có một lần nào đó ghi dữ liệu lên đĩa rồimới đọc, thao tác này theo nguyên tắc khắc trên đĩa các điểm lõm haykhông lõm đại diện cho số 0,1 bằng một nguồn phát tia laser công suấtlớn Người ta tạo một đĩa gốc trước trên nguyên tắc này bằng đầu CD cóthể ghi trên một đĩa CD mới, sau đó âm bản của đĩa gốc được tạo ra bằngqúa trình mạ điện hoặc photopolymer Tiến trình nhân bản thực hiện bằngcách phun polycarbonate-trong suốt, nhẹ, bền, ổn định, không nhiễm bẩn

CD-ROM nên đĩa CD giữ được thông tin gần như vĩnh viễn

Như vậy, bạn có thể hiểu về bản chất các đĩa CD được chép lạibán ở một số dịch vụ tin học thực chất là một dạng đĩa gốc, do đó khi sử

dụng phải tuyệt đối thận cẩnH6- Một đĩa CD lưu được tin tương đương

450 đĩa mềm và khoảng 500 cuốn một lượng thông sách!vì nó không hề

có một lớp bảo vệ polycarbonate như các đĩa CD được phát hành chínhquy hay các đĩa CD nhạc

Khi mà các đĩa CD-ROM đã gần như trở nên một chuẩn không thểthiếu trong hầu hết các máy tính multimedia thì lại xuất hiện một thànhviên mới trong họ

Mà đĩa quang học được dự đoán sẽ là thiết bị lưu trữ chủ đạo thế kỷ

21 – DVD.DVD - Digital Video Disc tức là đĩa video kỹ thuật số hay

Digital Versatile Disc - đĩa đa năng kỹ thuật số là một công nghệ chỉ mới

ra đời gần đây Cho đến thời điểm hiện nay, DVD vẫn chỉ còn trong dự

án với giá thành khá cao, đã có DVD bán ra thị trường nhưng chỉ ở dạnghàng mẫu không phổ biến lắm Vậy đâu là điểm mạnh mà DVD đượcđoán là sẽ nhanh chóng thay thế CD trong tương lai ? Cũng như CD dầndần thay thế dĩa mềm bởi dung lượng hàng trăm Mb của nó, DVD thaythế CD-ROM bởi DVD có thể lưu ít nhất 3.8 Gb và có thể đạt đến 17 Gb

DVD có kích thước giống như CD (120mm đường kính và dày 1,2mm)cũng làm bằng nguyên liệu như CD Như đã nói ở trên, đây là một bước

tiến về công nghe? dữ liệu trên DVD sẽ được ghi vào đĩa với mật độ cao

hơn, sít hơn nhiều so với CD, lượng thấu kính trong đầu đọc nhiều hơn đểtăng độ chính xác - và đầu đọc sẽ dùng laser cóc sóng ngắn hơn, có thể làtia laser đỏ - laser hồng ngoại Quan trọng nhất là kỹ thuật DVD cho phéploại đĩa có hai lớp trên một mặt, nên với mỗi lớp khoãng hơn 4Gb thì loạiđĩa 2 lớp hai mặt hoàn toàn có thể chứ đến 17Gb dữ liệu - hãy hình dungbằng toàn bộ dữ liệu của cả một thư viện 10 ngàn cuốn sách !

II:PHÂN LOẠI ĐĨA QUANG HỌC

Đĩa quang được chia thành nhiều loại khác nhau Về dạng thức dữliệu tồn tại: Đĩa quang thường được chia thành các loại sau:

Đĩa đã ghi dữ liệu: Loại đĩa ca nhạc, phim, phần mềm ngay từ khibán ra thị trường Loại này người sử dụng không thể ghi thêm dữ liệu vàođược ( trừ một số trường hợp đặc biệt như đĩa mua về được ghi chưa hếtdung lượng theo cách ghi cho phép ghi tiếp hay đĩa mua về là dạng RW)

Do là đĩa đã ghi dữ liệu nên giá cả của đĩa này sẽ cao hơn so với đĩa chưaghi dữ liệu

Đĩa chưa ghi dữ liệu - Loại ghi một lần: Đĩa được sản xuất chưađược ghi dữ liệu nhưng chỉ cho phép người sử dụng ghi dữ liệu lần đầutiên Đây cũng chỉ là khái niệm tương đối, người sử dụng có thể có cáchthức ghi dữ liệu sao cho một đĩa có thể ghi nhiều lần liên tiếp nhau chođến khi đĩa được ghi hết chỗ trống Loại đĩa này thường có ký hiệu “R”,hầu hết các đĩa bán ngoài thị trường được ghi từ loại đĩa này mà ra, người

ta còn gọi loại đĩa này là đĩa trắng và chữ R là viết tắt của Recordable Đĩa chưa ghi dữ liệu - Loại ghi nhiều lần: Đĩa được sản xuất chưaghi dữ liệu nhưng cho phép người sử dụng có thể ghi dữ liệu và sau đó cóthể xoá đi để ghi lại dữ liệu khác (hoàn toàn khác nội dung trước đó).Loại này thường có ký hiệu “RW”-Read-Write Để ghi và xóa được loại

đĩa này, chúng ta cần dùng một phần mềm chuyên dụng như Nero Do cókhả năng lưu trữ như một USB- nghĩa là ghi-xóa-ghi nên giá của loại đĩanày rất mắc, cao khoảng 4 lần so với loại chỉ ghi một lần.

Với dạng thức: Số mặt chứa dữ liệu, đĩa quang có hai dạng sau:

Đĩa chỉ có một mặt chứa dữ liệu: Là loại đĩa thông dụng nhất: Dữliệu chỉ chứa trên một mặt của đĩa, mặt còn lại thường là nhãn đĩa và cáclớp bảo vệ

Đĩa có cả hai mặt chứa dữ liệu: (kiểu tương tự các đĩa nhựa củacác máy hát cổ điển) Cả hai mặt đĩa đều được ghi dữ liệu do đó loại đĩanày thường không có lớp nhãn đĩa hoặc các lớp bảo vệ phần dữ liệu.Người sử dụng có thể lật mặt đĩa để đọc dữ liệu tại mặt còn lại Dunglượng đĩa hai mặt lớn nhất (tất nhiên) gấp đôi đĩa một mặt

II CẤU TẠO CỦA ĐĨA QUANG HỌC

H7-Bề phóng mặt to của đĩa quang

Đĩa quang, theo đúng như tên gọi của nó, đã sử dụng tính chất quang học

để lưu trữ dữ liệu Khi làm việc với ánh sáng thì chúng không có sự tiếpxúc trực tiếp giữa đầu đọc dữ liệu và bề mặt đĩa, do đó đĩa quang thường

là bền nếu như chúng không bị tác động bởi yếu tố môi trường

Có một nguyên lý về ánh sáng như sau: nếu như chúng chiếu vào bềmặt của một vật nào đó, ánh sáng có thể bị hấp thụ hoặc phản xạ lại (mộtphần hoặc toàn phần đối với cả hai trường hợp) Nếu như có một vậtchuyển động thay đổi trạng thái hấp thụ hoặc phản xạ ánh sáng qua mộtnguồn phát ánh sáng cố định

thì chúng ta sẽ đọc được trạng thái phản xạ lại ánh sáng hoặc không phản

xạ lại ánh sáng theo đúng tình trạng của vật chuyển động đó Đĩa quangvận dụng tính chất phản xạ ánh sáng nêu trên để chứa các dữ liệu tại bềmặt đĩa thông qua sự phản xạ/không phản xạ

Trên đĩa quang có các rãnh theo hình xoắn chôn ốc từ trong rangoài theo các track Trên các track này là các rãnh (land) và các pit màchúng có thể gây phản

xạ lại theo hướng

vuông góc với chùm tia

tới hoặc phản xạ ít theo

phương vuông góc với

chùm tia này Do hệ

thống chiếu tia là duy

nhất trong một hệ

quang học nên các loại

ổ đĩa quang (hoặc máy

phát đĩa quang) chỉ quan tâm đến hướng

vuông góc đối với chùm tia chiếu tới,

đây là những tính chất quan trọng trong sự hoạt động của các đĩa quang.III NGUYÊN LÝ ĐỌC VÀ GHI DỮ LIỆU TRÊN ĐĨA QUANG

H8-Các Pit và các Land trên

bề mặt đĩa quang

Hình 9:Mô hình ổ đĩa quang

Khi đọc dữ liệu trên đĩa quang, một

tia tia laser (có công suất thấp) chiếu

vào các điểm sáng và tối của chúng

để nhận lại ánh sáng phản xạ Ánh

sáng phản xạ này sẽ quay ngược lại

nguồn phát ra chúng và bị đổi hướng

bởi một hệ lăng kính đến phần đầu

đọc để cho kết quả các tín hiệu nhị

phân (xem hình)

Như vây thì hệ thống Hình 10:Đọc dữ liệu

thiết bị đọc đĩa quang sẽ là một hệ quang học phức tạp nhằm tạo ra tialaser chiếu vào bề mặt đĩa và thu lại tia phản xạ theo phương mà tia laserchiếu đến

Tại thiết bị cảm nhận tia laser phản xạ lại, một điốt cảm quang sẽtiếp nhận những ánh sáng rời rạc để biến chúng thành tín hiệu nhị phân,tức là tín hiệu có dạng 1000101001, chúng chứa âm thanh/video hoặc dữliệu phần mềm máy tính Trên thực tế thì cơ chế chuyển hoá dữ liệu nhị

H10-Đọc dữ liệu

phân của chúng thì phức tạp hơn bởi sự sửa chữa lỗi phát sinh trong quátrình đọc dữ liệu.

IV SẢN XUẤT ĐĨA QUANG

1 Sản xuất trong công nghiệp.

H11-Sản xuất đĩa quang trong công nghiệp

Do đĩa quang thì có thể tạm phân thành hai loại: Đĩa được sản xuấthàng loạt với nội dung cố định, không thể thay đổi được từ khi sảnxuất/phát hành (thường gọi là ROM: tức là chỉ đọc) và loại đĩa có thể

dùng cho người dùng chứa dữ liệu hoặc âm thanh/video trên nó (thường

là R hoặc RW tức là ghi được một lần hoặc ghi lại được nhiều lần) Hailoại này có cơ chế ghi đĩa khác nhau: sản xuất công nghiệp và ghi bằngcác ổ đĩa quang có chức năng ghi Hình trên đây sẽ cho thấy phương thứcsản xuất đĩa CD-ROM (tức là đĩa chỉ đọc dữ liệu) theo quy trình thựchiện từ trên xuống dưới:

Bước 1: Sử dụng vật liệu cản quang phủ lên thuỷ tinh

Bước 2: Dùng tia laze công suất lớn dể đốt cháy lớp cản quang tạo nêncác pit và các land xen kẽ

Bước 3: Mạ kim loại lên, lấp đầy các land

Bước 4: Tách lớp kim loại mới được tạo ra

Bước 5: Dùng lớp kim loại trên làm khuôn để ép nhựa polycarbonatenóng chảy thành các pit và land mới( các pit trên tấm kim loại sẽ trởtương ứng với các land trên tấm nhựa và ngược lại)

Bước 6: Tách lớp nhựa ra khỏi lớp kim loại

Bước 7: Phủ một lớp cản quang lên miếng nhựa, khi đó các pit trên miêngnhựa sẽ tương ứng với các land trên lớp cản quang và ngược lại Bây giờdùng tia laze có công suất nhỏ hơn để đọc các pit và land mã hoá thôngtin trên lớp cản quang

2 Ghi đĩa trên các máy tính

Các loại ổ ghi đĩa quang thì không thể thực hiện các thao tác phứctạp như trên, vậy thì chúng ghi lại bằng phương pháp nào?

Ở đĩa quang thì lại bao gồm hai loại: Đĩa R để ghi dữ liệu một lầnduy nhất và đĩa RW để có thể ghi lại được nhiều lần, nếu nói ở đĩa CD thìchúng có loại: CD-R và CD-RW, có lẽ chúng ta đã quen với hai loại đĩanày Đĩa CD-R thì thường có giá rẻ, nhưng chúng thì chỉ được ghi mộtlần mà thôi, còn đĩa CD-RW thì giá thành cao hơn ít nhất là khoảng 1,5

lần, nhưng chúng thì lại có thể ghi lại được nhiều lần (có hãng đĩa công

bố rằng chúng có thể ghi lại đến 1.000 lần)

Với các đĩa quang cho phép ghi một lần thì chúng không còn tạo ra đượccác pit và land nữa, bởi vì đối chiếu với công nghệ sản xuất đã nêu ở trênthì khó mà có thể dùng tia laser để khắc được những khối lồi lõm bêntrong một bề mặt bảo vệ Nếu như bề mặt của đĩa quang là lồi lõm thì tôicho rằng nói đến sự khắc là điều có thể tin được nếu như chúng ta dùngtia laser để đốt cháy một phần của loại vật chất nào đó để tạo ra sự lồilõm chứa dữ liệu

Những nhà công nghệ đã nghĩ ra rằng dùng tia laser để tạo ra cácđiểm sáng và tối sẽ có hiệu ứng tương tự như các đĩa được sản xuất trongcông nghiệp, có nghĩa là chúng phản xạ hoặc không phản xạ đối với tialaser chiếu đến Và thực tế là đúng như thế, tia laser dùng cho việc ghimang mức năng lượng cao đĩa đã đốt cháy các thành phần trên đĩa CD-R

để tạo các điểm tối, còn khi đọc thì chúng lại sử dụng một mức nănglượng thấp hơn (ở ngưỡng mà không thể đốt cháy được nữa)

Đến đây thì ta có thể hiểu được tại sao trong sự ghi đĩa người ta sử

dụng nhiều từ burn hoặc nói là "bạn hãy burn nó ra đĩa".

Còn đối với đĩa CD-RW thì sao? Chúng thì có thể ghi lại được nhiềulần do đó có thể có chút khác biệt đối với các loại đĩa được sản xuất đểghi một lần Cấu tạo của đĩa RW có thêm các lớp để có thể tạo ra sự thayđổi những điểm đã được đốt thành điểm đen trở lại thành có khả năngphản xạ với tia laser Như vậy thì đối với các loại đĩa RW thường có mộtcông đoạn xoá dữ liệu cũ đi để ghi dữ liệu mới vào

V MỘT SỐ LOẠI ĐĨA QUANG THÔNG DỤNG

1.ĐĨALASER

Ở thị trường Việt Nam thì đĩa Laser cũng không phải là hiếm trongthời gian trước đây, những người nghe đã có mua các máy phát đĩa Laser

từ Nhật Bản (đa phần là loại hàngsencond hand) với các loại đĩa được

xuất bản tại Hoa Kỳ Có một vài người sử dụng đã có những đĩa đượcphát hành bởi các trung tâm băng đĩa nhạc hải ngoại đưa về, với một sốlượng bài hát trên một đĩa rất ít nhưng chất lượng âm thanh của chúng thìkhá tuyệt Trên một số diễn đàn người ta cũng xác nhận về chất lượng củaloại đĩa này Cho đến năm 2006 thì trên thế giới vẫn còn bán những loạimáy phát đĩa Laser chỉ dành cho người có thú vui sưu tập các loại đĩaLaser cổ và có nhiều tiền

Đĩa Laser đã kết thúc cuộc đời của mình vào năm 2001 tại NhậtBản, khi này chúng đã hoàn toàn bị thay thế dần dần bởi loại đĩa có kíchthước nhỏ hơn: CD và DVD ra đời trước đó

H12-Một đĩaLaser (bêntrái) có kíchthước khá lớn

so với loại đĩaCD/DVD 12

cm (bên phải)

2 ĐĨA CD

Đĩa CD đã được chuẩn hoá thông dụng trong thời gian qua trên hầuhết các máy tính cá nhân, hầu hết các máy tính đều có một ổ đọc đĩa CD-ROM, chúng được dùng cho việc cài đặt các phần mềm, sửa chữa hệ điềuhành và các mục đích khác như giải trí số trên máy tính cá nhân

out (xem hình phía dưới) ở phần rìa đĩa, tức là làm cho chúng không

Có hai loại đĩa CD-ROM với dung

lượng khác nhau: Ban đầu thì dung

lượng của chúng là 650 MB, sau đó

được cải tiến lên ghi dữ liệu với 700

MB, không những thế thì một số phần

mềm hoặc các ứng dụng còn cho

phép ghi dung lượng vượ qua

ngưỡng 700 MB thông qua sự tận

dụng vùng Lead-còn như chuẩn

nữa

*Lịch sử phát triển

Đĩa CD dược biết đến đầu

tiên là các loại đĩa CD-ROM

(Compact Disc Read-Only Memory) có nghĩa là đĩa CD chỉ đọc dữ liệu,

những phiên bản đầu tiên là CD-DA (digital audio) dùng để chứa âmthanh Sau này thì đĩa CD được mở rộng ra với các khả năng có thể ghiđược dữ liệu một lần CD-R (CD-recordable) hoặc đĩa CD được ghi lạinhiều lần CD-RW (CD-rewritable)

Audio dù đã có vẻlỗi thời nhưng vẫnđược sử dụng trongghi âm đương đại

Hình nhãn đĩaalbum mới củaMetallica (2008)

Như đã biết về loại đĩa Laser đã được hãng Philips giới thiệu,thương mại vào năm 1978 thì hai hãng Philips và Sony bắt đầu bắt tayvào cùng nghiên cứu phát triển loại đĩa CD-DA (digital audio) dùng choviệc ghi âm thanh vào năm 1979 Hai hãng này đóng góp các kỹ thuật củamình: Philips với công nghệ đã biết đối với đĩa Laser và các điểm phản

xạ (pit), Sony có các công nghệ về bản mạch thuật toán xử lý lỗi và cácmạch chuyển đổi số-tương tự

Đến năm 1980 thì chuẩn đĩa CD-DA ra đời, chúng được chuẩn hoá

với Định dạng Sách đỏ (Red Book) (chúng có tên như vậy bởi vì toàn bộ

các tài liệu liên quan được chứa trong một cuốn sách có bìa màu đỏ ) Sựchuẩn hoá này đã được thống nhất chung về tất cả các tài liệu kỹ thuậtliên quan để có thể sử dụng cho các hãng sản xuất tương thích và phù hợpcác sản phẩm với nhau Có một sự khá lý thú trong quá trình lựa chọn độdài của dung lượng đĩa CD trong thời gian này: Khi chuyển đổi kíchthước lớn từ đĩa Laser có kích thước 30 cm xuống loại đĩa CD-DA thì haihãng đã thống nhất lấy độ dài của đĩa âm thanh này là khoảng 70 phút để

có thể chứa bản Giao hưởng Số 9 của Beethoven mà không làm gián đoạn

khi phát lại âm thanh

Định dạng Tên gọi Giới thiệu bởi Ghi chú

Red Book CD-DA

(compact discdigital audio)

1980 - bởiPhilips và Sony

Chuẩn CD audio cơ bản làtiêu chuẩn đầu tiên mà cácloại chuẩn đĩa CD về sauđều dựa trên nó

Yellow

Book

CD-ROM(compact discread-onlymemory)

1983 - bởiPhilips và Sony

Sử dụng định dạng tiêuchuản theo Red Booknhưng cải thiện hơn vềmặt sửa chữa lỗi và sự

Định dạng Tên gọi Giới thiệu bởi Ghi chú

định vị vị trí dữ liệu nhằmgiúp truy cập dữ liệu tạicác vị trí khác nhau ghitrên đĩa được tốt hơn.Định dạng này được chấpnhận theo tiêu chuẩn ISO(ISO/IEC 10149), phiênbản cuối cùng của nó vàotháng 5/1999

Green Book CD-i (compact

interactive)

disc-1986 - bởiPhilips và Sony

Sử dụng với chuẩn âmthanh/video cho các thiết

bị đầu phát mà khôngdùng cho máy tính cánhân (PC) Hiện tại địnhdạng này đã lỗi thời

CD-ROM

XA

CD-ROM XA(extendedarchitecture)

1989 - bởiPhilips, Sony,

và Microsoft

Tích hợp Yellow Book vàCD-i để cho phép phátCD-i trên PC

Orange

Book

CD-R(recordable) vàCD-RW

(rewritable)

1989 - bởiPhilips và Sony(Part I/II); 1996

- bởi Philips vàSony (Part III)

Định dạng cho singlesession, multi-session, vàcác gói dữ liệu ghi liêntiếp Định dạng này baogồm nhiều phần:

 Part I CD-MO(magneto-optical,withdrawn)

 Part II CD-R

Định dạng Tên gọi Giới thiệu bởi Ghi chú

(recordable)

 Part III CD-RW(rewritable)

Photo-CD CD-P 1990 - bởi

Philips vàKodak

Tích hợp CD-ROM XAvới CD-R multi-sessioncho một chuẩn lưu trữ ảnhtrên CD-R

White Book Video CD 1993 - bởi

Philips, JVC,Matsushita, vàSony

Trên cơ sở i và ROM XA Định dạng nàycho phép lưu trữ tới 74phút video theo chuẩnMPEG-1 và dữ liệu âmthanh số ADPCM

CD-Blue Book CD EXTRA

(formerly

enhancedmusic)

1995 - bởiPhilips và Sony

Định dạng này sử dụngmulti-session để cho phép

có thể chứa đồng thời dữliệu âm thanh và dữ liệukhác, ví dụ thông tin vềbản nhạc, ca sĩ,album hoặc chứa thêmcác hình ảnh minh hoạ chophần âm thanh chứa trênnó

Purple

Book

CD Density

Định dạng Tên gọi Giới thiệu bởi Ghi chú

liệu

Sau khi đưa ra định dạng chung thì cả hai hãng bắt đầu cuộc đua

về sản xuất các loại máy phát đĩa CD để thương mại ra thị trường, Sony

đã chiến thắng trước một tháng so với Philips khi cho ra mắt đầu đĩaCDP-101 vào tháng 10 năm 1982 Những máy phát đĩa này được bán đầutiên ở Nhật Bản, sau đó đến Châu Âu và muộn hơn ở Hoa Kỳ vào năm1983

Sony và Philips tiếp tục hợp tác để đưa ra các chuẩn đĩa chung, vàvào năm 1983 thì đã đưa ra Định dạng Sách vàng để phù hợp hơn với dữ

liệu trên máy tính Sách vàng cho phép chứa các dữ liệu thông thường

(không phải audio) một cách an toàn hơn Điều này là cần thiết bởi vì cácđĩa chứa âm thanh (audio) hoặc video thì có thể chấp nhận sự lỗi khi đọc

dữ liệu (tạo ra tiếng sạn hoặc giảm chất lượng hình trong thời điểm ngắn),nhưng các dữ liệu của phần mềm máy tính thì không cho phép lỗi đọc dữliệu Do ứng dụng của nó mà Sách vàng đã được chuẩn hoá theo tiêuchuẩn quốc tế (ISO / IEC 10149)

Từ đó về sau thì các định dạng đĩa CD được phát triển theo bảng

sau (đây là các thông tin không thông thường, người đọc muốn tìm hiểu

thêm có thể đọc bảng này và tìm thêm các tài liệu liên quan khác )

Thông số kỹ thuật

H14-Kích thước các rãnh, điểm pit

của đĩa CD

Ở phần cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại đĩa quang đã trình bàyphía trên thì thấy rằng các đĩa quang bao gồm các đường chứa dữ liệu nhấp nhô để phản xạ đối với các loại ánh sáng chiếu tới với tiêu cự nhất định Ở đây chúng ta sẽ thấy các phần chi tiết của cấu tạo của một đĩa CD, mở rộng ra thì các loại tên gọi về kích thước này cũng đúng đối với đĩa DVD nhưng với thông số cụ thể khác đi mà thôi.

Một số kích thước của đĩa CD được trình bày theo hình dưới đây.

Đa phần các loại đĩa theo các chuẩn đều sử dụng kích thước này, tuynhiên có một vài trường hợp các kích thước bị thay đổi một chút so vớichuẩn chung bởi sự ghi dữ liệu quá mức

Trong hình minh hoạ này về các vùng của đĩa thì:

 Hub clamping area: Vùng được sử dụng định vị đĩa trong ổ đĩa, tạivùng này thì tất nhiên là không chứa dữ liệu