Оптические и магнитооптические диски

Непрерывный научно-технический поиск материальных носителей документированной информации с высокой долго­вечностью, большой информационной ёмкостью при мини­мальных физических размерах носителя обусловил появление в начале 1980-х гг. оптических дисков, получивших в после­дующие десятилетия широкое распространение. Они пред­ставляют собой пластиковые или алюминиевые диски, предна­значенные для записи и воспроизведения звука, изображения, буквенно-цифровой и другой информации при помощи лазер­ного луча.

Впервые оптический диск был разработан и продемонстри­рован в 1979 г. фирмой РЬШрз. Первая оптическая запись зву­ковых программ для бытовых целей (альбом Билли Джоэла «52п<1 5(гее(») осуществлена в 1982 г. фирмой «§опу» в лазер­ных проигрывателях на компакт-дисках, которые стали обс-

¹ Фрадкин В. Прошлое, настоящее и будущее носи-ддай информа­ции // Компьютер Рпсе. 2003. № 46.

Материальные носители документированной информации

значаться аббревиатурой СО (Сошрас! 01$с). Тогда же веду­щими производителями электроники был установлен общий стандарт ва цифровой аудио-компакт-диск, рассчитанный на 74 мин. и 33 сек. звучания или 640 Мбайт. За основу продол­жительности записи было взято самое популярное в те времена в Японии классическое произведение — 9-я симфония Бетхо­вена продолжительностью около 73 мин.

В середине 1980-х гг. были созданы компакт-диски с по­стоянной памятью— СБ-КОМ (Сотрас* Б15С— Яеао! Оп1у Метогу). С 1995 г. стали использоваться перезаписываемые оптические компакт-диски: СЭ-К (СБ КесогёаЫе) и СО-Е (СО ЕгазаЫе).

Стандартные компакт-диски выпускаются диаметром 120 мм (4,72 дюйма), толщиной — 1,2 мм (0,05 дюйма), с диа­метром центрального отверстия-— 15лш (0,6 дюйма). Они имеют жёсткую очень прочную прозрачную, обычно пласти­ковую (поликарбонатную) основу толщиной 1 мм. Однако возможно использование в качестве основы и других материа­лов. В частности, специалистами фирмы $ош совместно с ти­пографской фирмой Торрап Рппиш» разработан оптический носитель с основой из картона.

Рабочий слой оптических дисков на первых порах изготав­ливался в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), а впоследствии — главным образом на ос­нове органических красителей. В отличие от магнитных дис­ков, информация на СО фиксируется на рабочем слое в виде спиральной дорожки с помощью лазерного луча, выполня­ющего роль преобразователя сигналов. Дорожка идёт от цен­тра диска к его периферии.

При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки, ширина которой близка к 1 мкм, а расстояние между двумя со­седними дорожками— до 1,6 мкм. Формируемые на диске ла­зерным лучом метки (питы) имеют глубину около пяти милли­ардных долей дюйма, а площадь 1-3 мкм². Внутренний диа­метр записи составляет 50 мм, наружный— 116 мм. Общая длина всей спиральной дорожки на диске составляет около 5 км. На каждый мм радиуса диска приходится 625 дорожек.

Документоведение

Всего же на диске располагается 20 тыс. витков спиральной дорожки.

Для хорошего отражения лазерного луча используется так называемое «зеркальное» покрытие дисков алюминием (в обычных дисках) или серебром (в записываемых и перезапи­сываемых). На металлическое покрытие наносится тонкий защитный слой из поликарбоната или специального лака, об­ладающего высокой механической прочностью, поверх кото­рого размещаются рисунки и надписи. Нужно иметь в виду, что именно эта, окрашенная сторона диска является более уязвимой, нежели противоположная прозрачная, с которой осуществляется считывание информации через всю толщину диска.

Технология изготовления оптических дисков является достаточно сложной. Вначале создаётся стеклянная матри­ца— основа диска. С этой целью пластик (поликарбонат) разогревается до 350 градусов, затем следуют его "впрыски­вание" в форму, мгновенное охлаждение и автоматическая подача на следующую технологическую операцию. На стек­лянный диск-оригинал наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерной системой записи формируется система питов, т. е. создаётся первичный "мастер-диск". За­тем по "мастер-диску" путём литья под давлением осущест­вляется массовое тиражирование, создание дисков-копий.

Основные физические и оптические параметры компакт-дисков стандартизованы: диаметр, толщина, отражающая способность алюминиевого слоя, глубина и форма питов, расстояние между дорожками, прозрачность защитного слоя.

Информационная ёмкость оптических дисков обычно со­ставляет не менее 650 Мбайт, что равно ёмкости 451 дискеты. На одном компакт-диске можно записать, таким образом, не­сколько сот тысяч страниц машинописного текста. Для срав­нения: весь книжный фонд Российской государственной биб­лиотеки, в случае его перевода на компакт-диски, можно уме­стить в обычной трёхкомнатной квартире¹. Между тем уже

¹ Левин В. И. Указ. соч. С. 102, 108-110.

Материальные носители документированной информации

разработаны оптические диски и с гораздо большей ёмко­стью — свыше 1 Гбайт.

Поскольку запись и воспроизведение информации на опти­ческих дисках являются бесконтактными, постольку практиче­ски исключается возможность механического повреждения та­ких дисков.

По технологии применения оптические диски делятся на 3 основных класса:

1) диски с постоянной (нестираемой) информацией (СО­КОМ). По показателю ёмкости (650 Мбайт) они занимают промежуточное положение между флоппи-дисками и винче­стерными дисками и используются для записи цифровых зву­ковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т. п. На СГЖОМ выпускаются энциклопедии, словари, компью­терные игры, учебники и т. п. Длительность записи звука на таких компакт-дисках обычно не превышает ПА мин. Однако она может быть увеличена в 10 с лишним раз, если прибегнуть к сжатию информации в формате МРЕС-3. Результатом ис­пользования такого рода технологии стал выпуск музыкальных СО-КОМ с общей продолжительностью записи до 10 и более часов.

2) диски, допускающие однократную запись и многократ­ное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (СИ-К; СО-УУОКМ — \Угпе-Опсе, Кеаё-Мапу — один раз запи­сал, много раз считал). Используются с 1995 г. Особенность их заключается в том, что органический краситель, выступающий в качестве рабочего слоя диска, способен под воздействием ла­зерного луча лишь однократно зафиксировать информацию. Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ;

3) перезаписываемые (реверсивные) оптические диски, по­зволяющие многократно записывать, воспроизводить и сти­рать сигналы (СО-Ю^). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократ­ной записи, но имеют более сложное строение и содержат не пять, а семь слоев. В рабочем слое таких дисков физические процессы записи являются обратимыми. В качестве рабочего