Aula 19

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Arquitetura de Computadores

Prof. Derig Almeida Vidal, MSc

Mestre em Computação Aplicada, Engenheiro de Produção e Tecnólogo em Automática

Discos Ópticos

A evolução das mídias

Aula 19

• Discos Ópticos

• CD-ROM

– Definições – Superfície de leitura • Pits • Lands – Processo de Fabricação – Processo de Leitura

• CDs Graváveis

– Camadas

• CDs Regravaveis

– CD-ROM x CD-R x

CD-RW

– AGC ou APC

• DVD

– Espaço de

Armazenamento

– Camadas

• Blu-ray

Discos Ópticos

• O CD (compact disc) é um meio de armazenamento de dados digitais utilizado para armazenar principalmente música comercializada e software de computador. • Possui uma densidade de gravação muito maior que os

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CD-ROM

• “Compact Disk Read Only Memory”

• Disco com cerca de 12 cm de diâmetro, com pouco

mais 1.2 mm de espessura.

• Os dados uma vez escritos não poderão ser

apagados.

• Sua gravação é realizada durante a fabricação.

CD-ROM - Camadas

• Base plástica:

– Composta por plástico especial (Policarboneto) – Mede 1.2 mm de espessura

– Aonde os dados estão gravados.

• Camada reflexiva:

– Feita de uma fina camada de alumínio, platina, ou mesmo ouro.

– Possui a função de refletir o laser do leitor, permitindo a leitura dos dados gravados.

• Camada de verniz:

– Serve para proteger a frágil camada reflexiva.

– Na maioria das vezes é aplicada também uma estampa ou mesmo uma etiqueta sobre tudo.

CD-ROM - Camadas

CD-ROM

• Pits: São as depressões no substrato de

policarbono.

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CD-ROM - Processo de Fabricação

• Inicialmente é criado um molde de vidro com o mesmo

tamanho de um CD normal. Este recebe uma camada especial sensível à luz.

• Em seguida é usado um laser especial para fazer os sulcos que armazenam os dados.

• O molde é então examinado microscopicamente e descartado caso haja qualquer falha.

• Depois de pronto, o molde passa por um processo de

metalização, que produz um negativo de metal. Este negativo é duplicado, formando os moldes metálicos usados para gravar os Cds.

• O policarboneto é injetado nos moldes metálicos adquirindo a sua forma. Após a sua retirada, é aplicada a camada reflexiva e finalmente a camada protetora de verniz.

• Desta forma é impossível alterar seu conteúdo, já que seria impossível apagar os sulcos feitos na camada reflexiva.

Leitura do CD

• Um feixe LASER é emitido em direção à superfície do disco, sobre a qual é focalizado através de um sistema de lentes.

• Os pontos de menor e de maior reflexividade na superfície do disco enviam a luz de volta pelo mesmo caminho, porém no sentido oposto.

• Neste caminho de volta, a luz passa por um prisma que desvia para uma célula foto elétrica, parte da luz refletida.

• Desta forma as variações de reflexividade na superfície do disco (que representam os bits gravados) são convertidos em voltagem digital, obtendo assim, os bits gravados.

CD-R (CDs-Graváveis)

• Possui formato idêntico ao CD-ROM

• É adquirido vazio (ou virgem) e pode ser gravado

pelo usuário, através de um drive especial

chamado CD-R Recorder (gravador de CD-R).

• Uma vez gravado, não pode ser apagado.

• Ideal para arquivar dados em quantidades

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CD-R Camadas

• Existe uma camada a mais entre o plástico e a

camada reflexiva. Nessa nova camada é onde

serão gravados os dados.

• Essa fina camada é composta de produtos

sensíveis ao calor, que tem sua composição

química alterada devido ao calor gerado pelo feixe

laser do gravador, sendo este muito mais potente

que o usado na leitura do CD.

• As partes da superfície queimadas pelo laser ficam

opacas e criam pequenas bolhas, deixando de

refletir a luz do leitor.

CD-R Camadas

CD-RW (CDs Regraváveis)

• Podem ter seu conteúdo alterado livremente. Pode ser reescrita mais de 1.000 vezes antes de começar a apresentar qualquer problema;

• A grande quantidade de gravações é permitida devida a substância usada na composição da sua camada de gravação.

• Esta camada regravável pode ser alterada entre o estado cristalino e o opaco através de laseres com intensidades diferentes.

• Com o laser, o material é fundido, mas de acordo com a temperatura de fusão, ele assume características diferentes ao esfriar.

• Uma temperatura mais alta torna o material opaco, enquanto um laser um pouco mais fraco o faz voltar ao estado original.

CD-ROM x CD-R x CD-RW

• Um CD-R reflete mais de 70% da luz que é

refletida por um CD prensado, e por isso pode ser

lido por praticamente qualquer drive sem muita

dificuldade.

• Um CD-RW, a refração é bem menor, cerca de

apenas 20%.

• Para ler estas mídias o leitor precisa ser equipado

com um circuito especial, chamado AGC

“

automatic gain control”, ou controle automático de

ganho.

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DVD

(Digital Vídeo Disk, agora Digital Versatile Disk)

• Foi originalmente concebido para armazenar filmes

e substituir as fitas de vídeo comuns.

• Pode armazenar mais de 2 horas de vídeo com

500 linhas horizontais de resolução, mais do que o

dobro da resolução de um vídeo cassete comum.

• Fidelidade de cores muito superior.

• Melhorias na qualidade sonora.

DVD

• Fisicamente muito parecido com o CD comum;

• A diferença fica por conta apenas da maior

precisão, devido a possuir:

– Pits menores (0,4 mícron contra 0,8 mícron nos CDs) permitindo gravar muito mais dados no mesmo espaço físico.

– Uma espiral mais apertada (0,74 mícron contra 1,6 mícron para os CDs).

– Um laser vermelho menor (em 0,65 mícron contra 0,78 mícron para os CDs).

DVD - Espaço de Armazenamento

Padrão Capacidade Lados Camadas

DVD 5 4.7 GB 1 1

DVD10 9.4 GB 2 1

DVD 9 8.5 GB 1 2

DVD 18 17 GB 2 2

• Pode fazer uso de duas camadas de dados, variando o

foco do laser de acordo com a camada a ser lida.

• A primeira camada de dados é feita de material

semitransparente;

• A segunda, de material que não permite a passagem

de luz.

Camadas do DVD

• Primeiro uso em larga escala da holografia para armazenamento de dados.

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Blu-ray

• É o formato de disco óptico da

nova geração para vídeo de

alta definição e

armazenamento de dados de

alta densidade.

• Faz uso de um laser de cor

azul-violeta de 405 nm e

conjuntamente com outras

técnicas (sistema melhorado de

codificação de dados), permite

gravar mais informação num

disco do mesmo tamanho.

Blu-ray

• Os discos BD vem em diferentes formatos de

disco.

– BD-ROM: Um disco que é só de leitura. – BD-R: Disco gravável.

– BD-RW: Disco regravável.

• Diferenças entre o Blu-ray e o DVD:

Diferenças

Empresa desenvolve disco ótico de 1 TB

Segunda-feira, 11 de outubro de 2010 às 21h40

• Lançado pela TDK Corporation, o disco tem memória suficiente para guardar o equivalente a 41 discos blu-ray de 25 GB

• A TDK apresentou no último dia 09/10, na Ceatec Japan 2010, seu novo disco ótico com 1 TB de capacidade. A mídia tem 16 camadas de gravação, cada uma com 32 GB de capacidade, que são lidas na mesma velocidade de um disco de Blu-ray.

• São só dois pequenos problemas: as camadas usadas no disco têm uma espessura 2,5 vezes maior do que o necessário para serem compatíveis com leitores de Blu-ray e, além disso, a empresa ainda precisa descobrir que tipo de conteúdo tornaria essa mídia comercialmente viável.