Машинные носители информации

     DVD (ди-ви-ди́, англ. Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) — носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков.

     Первые  диски и проигрыватели DVD появились  в ноябре 1996 года в Японии и в  марте 1997 года в США.

     В начале 1990-х годов разрабатывалось  два стандарта для оптических информационных носителей высокой  плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй — Super Disc — поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betamax в 1970-х. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года. Первая версия спецификаций DVD была опубликована в сентябре 1996 года. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц.

     Первый  привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года. Стоимость  этого привода, поддерживающего  спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Болванки объёмом 3,95 Гб стоили по 50 долл. каждая.

     Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нанометров.

     DVD по структуре данных бывают  четырёх типов:

     DVD-видео  — содержат фильмы (видео и  звук);

     DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого  качества (гораздо выше, чем на  аудио-компакт-дисках);

     DVD-Data — содержат любые данные;

     смешанное содержимое.

     В отличие от компакт-дисков, в которых  структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660). DVD-видео диски, для которых существует требование "быть проигранным на бытовых проигрывателях, а не компьютерах", используют файловую систему UDF с рядом ограничений (см. документ ECMA-167). Так, например, не допускается фрагментация файлов.

     Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего они получили также названия DVD-5, -9, -10, -14, -18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа).

     Указанные цифры — приблизительные. На DVD данные записываются секторами; один сектор содержит 2048 байт. Поэтому точное значение ёмкости DVD можно определить умножением 2048 на число секторов на диске, которое  слегка варьируется у различных типов DVD носителей.

       Стандарт записи DVD-R(W) был разработан  в 1997 году группой компаний, входящих  в DVD Forum, как официальная спецификация  записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков. Однако цена лицензии  на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в DVD+RW Alliance (англ.), который и разработал в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу болванки (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем болванки DVD-R(W), но теперь цены сравнялись.

     Все современные приводы для DVD могут  читать оба формата дисков, и большинство  пишущих приводов также могут  записывать оба типа болванок. Среди  остальных приводов форматы «+» и «-» одинаково популярны — половина производителей поддерживает один стандарт, половина — другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента или они продолжат мирно сосуществовать. Однако, поскольку формат DVD-R(W) появился почти на 5 лет раньше DVD+R(W), многие старые или дешёвые плееры вероятнее всего поддерживают лишь DVD-R(W). Это следует учитывать, особенно при записи дисков для распространения, когда тип читающего устройства (плеера или DVD-привода) заранее неизвестен.

     Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray — синий луч и disc — диск; написание blu вместо blue — намеренное) — формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года.

     Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 ГБ, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 ГБ. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 ГБ и 200 ГБ с использованием четырёх и восьми слоёв соответственно. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырёхслойного диска объёмом 100 ГБ.

     5 октября 2009 года японская корпорация TDK сообщила о создании записываемого  Blu-ray диска ёмкостью 320 гигабайт. Новый десятислойный носитель полностью совместим с существующими приводами, сообщает сайт TechOn.

     На  данный момент доступны диски BD-R (одноразовая  запись) и BD-RE (многоразовая запись), в  разработке находится формат BD-ROM. BD-R диски также могут быть LTH типа. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 ГБ для двухслойного варианта.

     В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер  с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с  длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно (635 нм для DVD-R for Authoring).

     Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных.

     Более короткая длина волны сине-фиолетового  лазера позволяет хранить больше информации на 12-сантиметровых дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна», на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с. Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к царапинам и прочим внешним механическим воздействиям, из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывал большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять HD DVD — стандарту, который в то время рассматривался как основной конкурент Blu-ray. HD DVD, помимо своей более низкой стоимости, мог нормально работать без картриджей, так же как и форматы CD и DVD, что делало его более удобным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которым было невыгодно нести дополнительные траты на изготовление картриджей.

     Решение этой проблемы появилось в январе 2004 года с появлением нового полимерного  покрытия, которое дало дискам более  качественную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis». Оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток, которые могут нанести повреждения CD и DVD. Формат HD DVD имеет те же недостатки, так как эти диски производятся на основе старых оптических носителей. 

     Критерии  выбора оптимального носителя информации: 

1. Стоймость единицы информации. Данный критерий определяет, какой носитель оптимальнее по цене. Например: дискета вмещаеть 1,4 МБ и стоит 0,5 у.е. А жесткий диск объёмом 1 ТБ стоит 60 у.е. Получается, что хранить информацию на жёстком диске дешевле.
2. Ёмкость. Данный критерий определяет, какое количество информации надо сохранить, в зависимости от чего и выбирается носитель.
3. Надёжность. Критерий данного вида определяет, насколько надёжный тот или иной носитель для сохранения информации. Из рассмотренных выше носителей информации самым надёжным являются Raid массивы, так как при сохранении на одном из составляющих массива, происходит резервное копирование на остальные составляющие массива. В случае утраты информации на одном жёстком диске, её можно восстановить с других дисков Raid массива.
4. Быстрота доступа. Данный критерий определяет скорость доступа к информации на носителе. Все оптические носители отличаются высокой скоростью доступа к информации, сохранённой на них. По данному критерию сильно уступают оптическим носителям, носители на основе магнитной ленты. Это стриммеры и т.д.
5. Стоймость самого носителя информации.