Какой же из интерфейсов предпочтительней
использовать в IBM PC-совместимых
компьютерах для приводов CD-ROM? Хотя теоретически
интерфейс SCSI может обеспечить скорость
обмена несколько выше, нежели IDE, на практике
все обстоит несколько сложнее. Не следует
забывать, например, тот факт, что IDE-интерфейс
использует в основном программный ввод-вывод,
а SCSI-устройства в большинстве случаев
- передачу данных по прямому доступу к
памяти. В однопользовательских системах
программный ввод-вывод часто оказывается
гораздо эффективнее. Это особенно четко
проявляется при использовании улучшенных
алгоритмов кэширования. Преимущество
SCSI-адаптеров неоспоримо в первую очередь
в многозадачных и многопользовательских
системах. Дело в том, что команды для SCSI-устройства
могут быть построены в очередь, что освобождает
процессор для выполнения других операций.
Кроме того, если привод CD-ROM используется
в локальной сети как коллективное устройство,
альтернативы SCSI, пожалуй, пока нет.
С другой стороны, установка
IDE-привода достаточно проста. В
большинстве случаев справедлив
принцип “включай и работай”. Для нормальной
работы в файлы конфигурации системы обычно
не требуется добавлять никаких дополнительных
программных драйверов.
Для SCSI-адаптера процесс установки
более сложен. Во-первых, следует
помнить о разделяемых системных
ресурсах: портах ввода-вывода, прерываниях
IRQ, каналах прямого доступа к памяти DMA,
областях в верхней памяти UMB. Во-вторых,
требуется верно, определить SCSI ID для конкретного
устройства, в-третьих, не следует забывать,
сигнале четности (запретить или разрешить),
установке терминаторов и т.д. Кроме того,
файлы конфигурации обязательно должны
быть дополнены соответствующими программными
драйверами адаптера и устройств.
Что же касается стоимости,
то SCSI-адаптера обычно в компьютере
нет, и его приходится покупать
дополнительно, хотя в последнее время
появились модели материнских плат, имеющих
встроенную поддержку SCSI интерфейса..
Основные
параметры приводов
Скорость доступа (access time) определяет
среднее время (в миллисекундах),
необходимое для обнаружения и загрузки
первого блока данных во внутренний буфер.
Стандарт MPC 1 устанавливает такое время
в одну секунду или менее, но большинство
современных приводов имеют скорость
доступа около 0.3 с. Разумеется, этот параметр
не включает в себя время, необходимое
для выхода двигателя на рабочий режим.
Скорость передачи данных (data-transfer
rate) зависит от двух факторов -
плотности данных и скорости
вращения диска. Под плотностью
в данном случае понимают количество
бит (впадин) на дюйм (или миллиметр).
Так, для 16-битного стереосигнала качества
аудио-CD (частота 44.1 кГц) скорость должна
быть 1.4 Mbита/с. Разделив это значение на
число бит в байте (8), мы получим 176.4 Кбайта/с
- усредненное значение для скорости передачи
данных. Стандарт МСР 1 определяет скорость
передачи данных как 150 Кбайт/с, МСР 2 - 300
Кбайт/с. Сравнительно недавно появились
модели приводов с 24-х, 32-х и даже 40-х скоростью
передачи данных.
Под размером блока данных (data
block size) понимают минимальное количество
байт, которые передаются на компьютер
через интерфейсную карту. Иначе говоря,
это единица информации, с которой оперирует
контроллер привода. Минимальный размер
блока данных в соответствии со спецификацией
МРС равен 16 Кбайт. Поскольку файлы на
компакт-диске обычно достаточно большие,
то промежутки между блоками данных ничтожно
малы.
Размер буфера - размер внутреннего
буфера (кэш-памяти),в который считываются
файлы перед их передачей. Стандарт
МРС устанавливает размер буфера
в 64 Кбайт, а это в буфере
будет находиться около 0.4 секунды 16-битного
стереосигнала качества CD-Audio (частоты
44.1 кГц). Для скоростных устройств размер
буфера может достигать 256 Кбайт и даже
1 Mbайта.
Поддержка проигрывания аудиодисков
означает, что с помощью привода
CD-ROM вы сможете слушать обычные музыкальные
компакт-диски. Этой возможностью обладают
практически все современные модели приводов.
Некоторые модели не требуют для этого
специальных программ - воспроизведение
аудио - CD выполняется на “аппаратном”
уровне. Для включения этого режима на
передней панели привода имеется специальная
кнопка.
Поддержка формата CD-ROM/XA. Подразумевается
использование дисков формата
ХА, поддерживающего хранение аудио-
и видеоданных единым блоком,
в который также включается
информация о синхронизации звука.
Данные на аудиодисках и CD-ROM хранятся
на дорожках, вмещающих 24-байтовые “кадры”,
проигрываемые со скоростью 75 кадров в
секунду. Хранящиеся данные могут включать
звук, текст, статические и динамические
изображения. При содержании в обычном
формате каждый тип должен располагаться
на отдельной дорожке, когда в формате
ХА данные различного типа могут храниться
на одной дорожке.
Тип загрузки диска. Существует
два типа приводов CD-ROM. В первом
случае диск устанавливается
напрямую (например, в приводах Mitsumi). Во
втором случае для установки диска используется
специальная кассета (в настоящее время
вышла из употребления).
Технология
DVD.
DVD -
оптических диски, подобны CD. Под
таким девизом уже начат выпуск
новых устройств, знаменующих
переход к 17-гигабайтным носителям данных
и цифровому видео. Пора и нам познакомиться
с новинкой. О том, что обычные диски CD-ROM,
рожденные для записи звука, не так уж
хорошо подходят для компьютеров, общеизвестно,
т.к. существуют сложности вписывания
произвольной информации в структуру
диска, соответствующего Красной книге.
После нескольких лет обсуждения (и довольно
жесткой конкуренции) различных вариантов
улучшенных оптических дисков, 15 сентября
1995 года между различными группами разработчиков
было наконец достигнуто принципиальное
согласие о технических основах создания
нового диска. 8 декабря 1995г. крупнейшие
производители приводов CD-ROM и связанных
с ними устройств (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips,
Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) подписали
окончательное соглашение, утвердив не
только "тонкости" формата, но и название
новинки DVD (Digital Video Disk), HDCD (High Dencity CD — диск
высокой плотности записи), MMCD (MultiMedia CD).
SD (Super Density — сверхвысокой плотности).
Впрочем,
споры вокруг нового стандарта не
завершились с принятием соглашения
- даже название не находит единогласной
поддержки в рядах основателей
весьма распространенной является версия
расшифровки аббревиатуры как Digital
Versatile Disk (цифровой многофункциональный)
диск. Если судьба новинки будет так успешна,
как предвещают, то она может вызвать революцию
не только в вычислительной технике, но
и в бытовой электронике.
Отсутствие
единого понимания технических,
и юридических аспектов нового изделия
затрудняет не только подготовку производства,
несмотря на быстро расширяющийся круг
участников лицензионных соглашений и
начало выпуска первых устройств.
Аппаратные
средства.
"Первый
DVD форум" также не дал окончательной
редакции стандартов нового носителя
информации. DVD - сколько, где и как. Начнем
с технических характеристик.
DVD может
существовать в нескольких модификациях.
Самая простая из них отличается
от обычного диска только тем,
что отражающий слой расположен
не на составляющем почти полную
толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на
слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая
половина — это плоский верхний слой.
Емкость такого диска достигает 4,7 GB и
обеспечивает более двух часов видео телевизионного
качества (компрессия MPEG-2). Кроме того,
без особого труда на диске могут дополнительно
сохраняться высококачественный стереозвук
(на нескольких языках!) и титры (также
многоязычные). Если оба слоя несут информацию
(в этом случае нижнее отражающее покрытие
полупрозрачное), то суммарная емкость
составляет 8,5 GB (некоторое уменьшение
емкости каждого слоя вызывается необходимостью
сократить взаимные помехи при считывании
дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают
использовать также двухсторонний двухслойный
диск. В этом случае его емкость составит
17 GB!
Уже этой
характеристики достаточно, чтобы представить
себе воздействие, которое может
оказать такой диск на кино / видео
индустрию. Недаром значительная часть
споров и задержек с производством устройств
DVD вызвана согласованием разнонаправленных
способов защиты авторских прав. Цифровые
системы, как известно, сохраняют качество
сигнала при копировании и уже не служат
препятствием для создания нелицензионных
копий. Поэтому Ассоциация кино производителей
Америки (МРАА — Motion Picture Association of America)
совместно с Ассоциацией производителей
бытовой электроники (Consumer Electronics Manufacturer's
Association) обсуждает возможности встраивания
защиты от нелицензионного копирования
непосредственно в устройства, а также
законопроекты, связанные с защитой от
копирования. Предлагаются не только исключение
возможности прямого копирования диска,
но и более серьезные меры, такие как модификация
операционной системы с целью недопущения
копирования данных, считанных с DVD на
другие носители. Радикальная мера
- модификация архитектуры ПК с целью принципиального
исключения возможности попадания DVD-данных
на системную шину, откуда они далее могут
быть скопированы.
Рабочая
группа (Technical Working Group), представляющая
интересы производителей компьютеров,
не остается в стороне, так как сужение
функциональных возможностей устройств
может оказаться не безболезненным. Отметим
только, что если кино/видеопроизводство
примет DVD как носитель, то, учитывая очень
низкую стоимость экземпляра диска при
многотиражном выпуске, можно ожидать
действительно революционных изменений
в домашней электронике.
Как же
достигается столь значительное
увеличение объема информации на DVD диске?
Для ответа на этот вопрос сравним
его со знакомым нам CD-ROM. Главное
отличие, конечно, в повышенной плотности
записи информации. За счет перевода считывающего
лазера из инфракрасного диапазона (длина
волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650
нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры
объектива до 0,6 (против 0,45 в CD) достигается
более чем двукратное уплотнение дорожек
и укорочение длины отражающих питов (выступов/впадин).
Изменилась
не только физическая плотность размещения
информации на диске, но и способы
ее представления. Изменение метода
модуляции - только одно из множества форматных
изменений, позволяющих в целом увеличить
объем сохраняемых данных. Собственно
переход к EFM+ добавляет еще почти 6% к объему
диска. Более мощный механизм коррекции
ошибок RS-PC (Red Solomon Product Code) обещает быть
на порядок более устойчивым к возможным
ошибкам воспроизведения.
Из неназванных
еще характеристик отметим номинальную
скорость передачи данных - 1108 Кб/с, поддерживаемую
при постоянной линейной скорости (CLV
— constant lineal velocity) 4 м/с.
Не следует
особо обольщаться - увеличивается
на порядок также и объем данных, которые
хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме
того, резкое уменьшение отдельных элементов
на отражающей поверхности неизбежно
приведет к увеличению количества случайных
сбоев при чтении.
2.2 Флэш-память: типы и принципы
Флэш-память
в современных карманных компьютерах
используется для решения двух основных
задач. Во-первых, для хранения программных
модулей ОС, во-вторых, она используется
в качестве внешнего накопителя данных.
В ранних моделях КПК, как правило, применялись
обычные модули ПЗУ, в которых размещалась
операционная система и часто прикладное
ПО. Такой подход обеспечивал значительное
удешевление и повышение надежности, в
случае каких-либо программных сбоев пользователю
достаточно произвести процедуру полной
очистки памяти, чтобы получить чистую
и гарантированно работоспособную систему.
Расширению использования флэш-памяти
в роли системного носителя мы обязаны
прежде всего Microsoft, точнее, пресловутому
качеству ее программных продуктов.
Как пример,
можно привести аппараты класса Psion
Series 5mx, где ОС была записана в ПЗУ. Эти
КПК функционировали под управлением
операционной системы EPOC, исключительно
стабильной и быстрой системы, далекий
потомок которой, ОС Symbian, сегодня работаем
в смартфонах и коммуникаторах. В связи
с необходимостью хранить системные программные
компоненты в памяти, которую заведомо
сложно обновить (фактически единственный
выход — физическая замена микросхем
памяти), эта система была доведена разработчиками
практически до совершенства (историю
ее создания можно найти, например, на
Web-узле history.handy.ru). Аналогичная картина
долгое время наблюдалась и в КПК на базе
Palm OS.В случае же с Windows СЕ, которая на первых
порах была далека от совершенства, эта
проблема особенно обострилась. Некоторое
время в качестве ее решения применялись
разного рода программные «заплатки»,
но эта практика не прижилась в связи с
тем, что постоянно «висящие» программные
модули занимали самый драгоценный ресурс
КПК — память (не говоря о том, что в случае
жесткого сброса приходилось заново устанавливать
все обновления). В итоге все современные
КПК перешли на перезаписываемую память
даже для хранения такого, сравнительно
редко меняющегося вида ПО, как системное.
Примечательно, что роль первопроходца
в этом направлении принадлежит все той
же HP iPAQ (в то время еще носившей марку
Compaq).