Оптические носители ( лазерные диски).

Подробности
Категория: Полезные советы
Создано: 17.03.2014 12:42

Привод лазерных дисков все еще остается непременным атрибутом персонального компьютера, а о стаже компьютерщика часто судят по залежам дисков вокруг его рабочего места. На «штампованных» лазерных дисках издают всевозможные медиаматериалы и дистрибутивы программ. Подобную информацию вряд ли стоит восстанавливать — она не уникальна, всегда можно или найти другой экземпляр, или отыскать то же самое в Интернете. Однако на записываемых дисках часто остаются действительно ценные данные: архивы документов, фото и видео! Автора как то попросили извлечь с CDR свадебные фотографии десятилетней давности — других копий молодожены не сделали.

Физическая и логическая структура лазерных дисков детально описана в открытых стандартах и спецификациях. Первые из них называли по цветам обложек официальных изданий: Orange Book, Red Book и др. Проблема лишь в том, что спецификаций, их расширений и дополнений великое множество — за 30 лет их было разработано около сотни.

Физическое устройство лазерных дисков

Внешне все лазерные диски выглядят одинаково — поликарбонатная пластина диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм, в центре которой находится отверстие диаметром 15 мм. Информация записана на спиральной дорожке, идущей от центра к периферии.

На «штампованных» дисках дорожку образуют впадины и выступы, выдавливаемые на поверхности пластины нагретой матрицей. Затем на эту поверхность напыляют алюминиевый отражающий слой, а его покрывают защитным лаком.

Записываемые и перезаписываемые диски («болванки») несут на верхней стороне пластины тонкий записываемый слой (рис. 1.3). В дисках однократной записи он состоит из органического красителя, необратимо изменяющегося под воздействием мощного лазерного луча, а в перезаписываемых дисках пленка специального сплава меняет свою отражающую способность в зависимости от условий нагрева и остывания.

Все многообразие физических видов лазерных дисков проще изобразить в виде схемы (рис. 1.4). Кроме того, диски DVD бывают односторонними и двухсторонними. Например, двухсторонний двухслойный диск содержит четыре отражающих слоя. Пока эта книга готовится к печати, список может дополниться еще несколькими позициями — спецификации Bluray продолжают развиваться.

Удивительно, но все эти разновидности, самой старой из которых 30 лет, а последней всего 4 года, мирно сосуществуют. Музыкальные диски CDROM продаются рядом с DVDROM и Bluray, а в любом магазине вы встретите записываемые и перезаписываемые болванки любых видов! Мы не упомянули лишь диски HD DVD — тихо проиграв войну с Bluray, они так и не вышли на широкий рынок.

Подобный «зоопарк» создает производителям приводов определенные сложности — каждая из спецификаций должна поддерживаться на чисто аппаратном уровне. Для работы с диском определенного вида нужна соответствующая длина волны лазера, мощность и диаметр сфокусированного луча, скорость вращения шпинделя, а также алгоритм юстировки и калибровки, заложенный в прошивку привода.

При работе с двухслойными дисками лазер должен выборочно фокусироваться на каждом из слоев. Отражающие слои двухстороннего диска расположены примерно посередине его толщины и оказываются гораздо ближе к линзе, чем слои одностороннего диска. В отличие от CDR/RW скоростные характеристики DVD R/RW явно не оговариваются, но не все приводы способны работать с наиболее новыми болванками. Если диск рассчитан на большую скорость записи, приводу может элементарно не хватать мощности лазера.

Сведения о поддержке разных типов дисков занесены в прошивку привода. Просмотреть их позволяют диагностические утилиты, например, Everest или Nero Info Tool из пакета Nero (рис. 1.5). Сведения о приводах отображают и большинство программ для записи дисков (команды меню Информация о приводе или Drive Info). Каждому пользователю интересно, какими болванками дисковод «кормить» можно, а какими даже пробовать не стоит.

Разработчики стремятся к тому, чтобы новые приводы поддерживали бы все существующие на данный момент виды дисков, по крайней мере, могли бы их читать. Однако задача это сложная, и действительно «всеядные» модели — большая редкость.

Надежность оптических дисков

Качество современных приводов DVD — наглядная иллюстрация победы «инфляционной модели мировой экономики». Изготовители дают на них гарантию не более года, а уже в следующем году до четверти изделий выходят из строя. В принципе, этого следовало ожидать — стандарты непрерывно развиваются, и приводы быстро устаревают морально. Так что короткая жизнь дисковода — стимул к покупке новых дисков и новых приводов для них.

Область диска, хранящая данные, ни с чем в приводе механически не контактирует. Даже поломка привода никак не влияет на сохранность информации — достаточно взять другой дисковод. Казалось бы, сами лазерные носители должны жить вечно!

Однако на практике это не так. Даже при идеальных условиях хранения (в жестком кейсе, помещенном в кованый сундук, который установлен на вековой дуб под защитой магии) постепенно происходит химико-физическая деградация слоев диска. Алюминий окисляется, азокраситель и фталоцианин (диски однократной записи) реагируют с компонентами лака, а в сплаве серебра, индия, сурьмы и теллура (перезаписываемые диски) идет перекристаллизация. Разница в отражающей способности темных и светлых участков дорожки падает, и диск перестает читаться.

Старение материалов ускоряется с ростом температуры. Перезаписываемым дискам категорически противопоказан и мороз! Оптимальная температура хранения и работы — комнатная.

Производители говорят о сроке хранения лазерных дисков от 50 до 100 лет. Верна ли такая экстраполяция экспериментов с искусственно состаренными образцами, мы узнаем в конце нынешнего века. Пока же здравый смысл подсказывает — данные, представляющие интерес для потомков, каждые 5–10 лет желательно дублировать на новые носители. Благо, диски стоят недорого!

Когда то англичане сделали «моментальный снимок эпохи»: собрали новости, материалы газет и журналов, фоторепортажи и другие актуальные в тот день материалы. Все это записали в нескольких десятках копий на технической новинке — экспериментальном лазерном приводе размером со стиральную машину. Заметим, что до разработки первого стандарта CDROM оставалось еще целое десятилетие, и формат записи тоже был экспериментальным! Сорок лет спустя, как и задумывалось, сборник решили переиздать. Диски прекрасно сохранились, но проблема оказалась в другом — где взять привод, способный их прочитать? Те устройства давно уже были разобраны на металлолом... Лишь чудом удалось найти в подвале одного из университетов единственный сохранившийся экземпляр и отремонтировать его!

Покажем три типичных сценария потери данных на CD, DVD или BD. Досадно, что избежать их легко, но пользователи почему то раз за разом «наступают на одни и те же грабли».

Записывая диск, сняли флажок Проверить записанные данные (Verify). Трудно назвать программу записи, в которой не было бы такой функции, но из-за спешки ею обычно пренебрегают! Программа честно доложила, что проект успешно записан. Однако ошибки возникли на уровне записываемого слоя диска. Это выяснится лишь при чтении, когда данные вдруг понадобятся снова. Вполне возможно, что к тому времени оригиналы с винчестера уже удалены.

Данные записали, тут же добросовестно проверили чтением. Все верно! Вынули диск из лотка, жирно подписали первым фломастером, который попал под руку, и положили на хранение... К сожалению, многие маркеры, особенно «несмываемые», содержат растворители или кислоты, которые проникают через покрытие диска и химически разрушают записываемый или отражающий слой. Тонким фломастером или гелевой ручкой диск можно просто поцарапать. Точечное давление на активный слой перезаписываемых дисков крайне нежелательно, даже если оно не приводит к видимому повреждению лака.

Записанный диск спрятали в коробочку или пакет с десятком таких же болванок, а сверху положили что-нибудь тяжелое. Акрилат, несмотря на свою упругость, обладает и определенной текучестью — это свойство любого полимера. Даже под небольшим, но постоянным давлением за несколько месяцев диск деформируется. Если прогиб составит хотя бы 0,5 мм, диск, скорее всего, станет нечитаемым.

Для хранения лучше всего подходят стандартные жесткие кейсы — в них диск фиксируется только за центральное отверстие, а вся его поверхность ни к чему не прикасается. Как вариант, можно рекомендовать и бобины на 20–50–100 дисков, в которых обычно продаются болванки. За счет кольцевидных утолщений вокруг посадочных площадок все диски в такой коробке тоже находятся «на весу».

Лазерные диски легко повредить механически. Царапины на нижней поверхности диска преломляют и рассеивают лазерный луч. В результате лазер не может считать отдельные сектора.

Радиальные царапины не так опасны, как концентрические. Записи на дорожке многократно избыточны. Содержимое каждого логического сектора дублируется в нескольких физических секторах, причем дубликаты чередуются через несколько витков дорожки. Даже если несколько физических секторов выпадают из чтения, микропрограмма привода воссоздает их содержимое по дубликатам и кодам коррекции ошибок. Однако круговая царапина может закрыть много секторов подряд. Если стали недоступны все дубликаты, сектор прочитать не удается. Нередко дефекты прозрачного слоя удается замазать или отполировать разными способами — это один из приемов восстановления.

Царапины, которые через этикетку и защитный слой достигают отражающего или записываемого слоя, обычно приводят к безвозвратной потере данных. Трещины и сколы тоже частое явление. Диски со сквозными трещинами восстановлению практически не подлежат. Менее вредны трещины на периферии, но и они могут оказаться фатальным дефектом.

ПРАКТИЧЕСКИЙ ВЫВОД

Чтобы с самого начала предотвратить потерю данных на лазерных дисках, проверяйте все, что записано, постарайтесь не делать пометки на поверхности (лучше подпишите коробку) и храните диски аккуратно!