Учёный-исследователь, химик и нанотехнолог
24,8
рейтинг
6 октября 2011 в 21:40

Взгляд изнутри: CD и HDD



Предисловие


Моя предыдущая статья была посвящена внутреннему устройству чипа от Nvidia, да и, пожалуй, внутреннему устройству любого современного процессора. В этой статье мы перейдём к средствам хранения информации, и я расскажу, что представляют собой CD и HDD диски на микроуровне.


CD


Начнём с CD диска. Наш подопытный — простой CD-R от Verbatim. Обычный диск с записанной (а точнее, напечатанной) информацией состоит из 3 основных слоёв. Слой А – поликарбонатный диск, который отвечает сразу за несколько функций. Первое – основа диска, которая выдерживает огромные скорости вращения внутри дисковода.


Так в общих чертах можно представить строение CD диска [1]

Поликарбонатный диск, как оказалось, дополнительно покрывают специальным лаком, который защищает от легких механических повреждений внешнюю поверхность диска.


Слой лака выделен красным цветом, под ним «начинается» поликарбонат


Под пучком электронного микроскопа, слой защитного лака чувствует себя не очень хорошо

Второе – именно на поликарбонате, в прямом смысле этого слова, печатается информация с матрицы — будь то фильм, музыка или программы. Как сообщает нам Вики, поликарбонатная основа имеет толщину 1,2 мм и весит всего-навсего 15-20 грамм [1].

Естественно, что поликарбонат и лак прозрачны для лазерного излучения, поэтому «напечатанную» информацию для лазера необходимо сделать «видимой», для чего поверхность покрывают тонким слоем алюминия (слой B). Стоит отметить, что CD-ROM с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия. В двух последних случаях, добавляется промежуточный слой между поликарбонатом и алюминием, который может изменять свои свойства под действием лазерного излучения определённой длины волны, а на поликарбонате печатаются пустые дорожки. Это могут быть либо красители в случае CD-R (что-то похожее на фоторезист), либо металлические сплавы в случае CD-RW. Именно поэтому перезаписываемые диски не рекомендуется подвергать действию прямых солнечных лучей и перегреву, который также может спровоцировать изменение оптических свойств.

Давайте сравним диск и алюминиевый слой, оторванный от него. Видно, что на поликарбонате есть «канавки» (питы), а на слое алюминия наоборот возвышения, которые полностью соответствуют канавкам:


Привычные углубления на поверхности поликарбоната (АСМ-изображение)


На защитном алюминиевом слое видны питы-«наоборот»: не канавки, а выступы (АСМ-изображение)

Далее полученный «пирог» покрывают специальным защитным слоем С, чья основная обязанность – защитить «нежный» алюминиевый отражающий слой. Далее на этот слой можно что-то наклеивать, писать маркером, наносить специальные дополнительные слои для печати и т.д. и т.п.

В данном видео представлены все технологические этапы производства CD дисков:


Запись на CD диске подобная записи на виниловой пластинке, т.е. дорожка с информацией идёт по спирали. Он берёт своё начало в центре диска и заканчивается у внешнего края. А вот прямо посреди диска «стыкуются» пустые участки и дорожки с записанной информацией:



Вот была запись, а вот её и нет. Сравнение пустых дорожек и дорожек с записанной информацией (СЭМ-микрофотографии)

Принципиальных отличий на микроуровне CD от DVD и, наверное, Blu-Ray нет. Разве что питы будут меньших размеров. В нашем случае размеры 1 минимального углубления составляют 330 нм в ширину и 680 нм в длину, при этом расстояние между дорожками ~930 нм.

N.B. Если у вас есть исцарапанный CD диск, который не читается ни в одном приводе, попробуйте его заполировать. Для этого подойдёт практически любая прозрачная полироль. Она заполнит углубления, которые мешают чтению информации, и Вы хотя бы сможете скопировать информацию с диска.

Как же всё-таки иногда причудливо изгибается слой алюминия (практически произведение искусства – чёрное и белое):


Чёрные и белые полосы нашей жизни. CD (СЭМ-микрофотография)

И напоследок ещё пара изображений CD, полученных с помощью оптического микроскопа:


Оптическая микроскопия: слева — алюминиевый отражающий слой, справа — слой Al (более светлая область) на поликарбонатном диске (более тёмная область)

HDD


Приступим теперь к жёсткому диску. Для меня всегда, ещё со времён дискет и VHS оставалось загадкой, как же всё-таки устроена магнитная память?! Перед написанием статьи, я попытался найти хоть какие-то видео и медиа материалы, которые демонстрировали бы, как в предыдущем ролике, основные этапы производства жёстких дисков, и был неприятно обрадован Вики: «Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну» [2]. Пришлось смириться и не искать правды от производителей HDD (разве что, Seagate слегка приоткрыл свои секреты), тем более что с приходом эры SSD конкуренция на рынке ещё больше усилилась.

Сами пластины изготавливаются из немагнитных металлических сплавов. Основу этих сплавов составляют алюминий и магний, как самые лёгкие конструкционные материалы. Далее на них наносится тонкий, опять таки согласно Вики, 10-20 нм слой магнитного – тут, пожалуй, слово нанокристаллический будет уместно – материала, который затем покрывается небольшим слоем углерода для защиты. Так как диск NoName, и выполнен он по древней технологии параллельной записи информации, то я позволю себе привести здесь состав материала по данным EDX (рентгеноспектральный микроанализ): Co – 1,1 атомных %, Y – 1,53 ат. %, Cr – 2,38 ат. %, Ni – 45,81 ат. %. Содержание углерода 36,54 %. Откуда-то взялись Si и P, содержание которых составляет 0,46 ат. % и 12,25 ат. %, соответственно. Происхождение кремния – по всей видимости, в следовых количествах остался на поверхности после работы микротома и моей полировки, а фосфор – просто заляпал образец.
Честно, я пытался найти слой магнитного материала толщиной «10-20 нм», но безуспешно. Если исходить из того, что увидел я, то поверхностный слой имеет толщину примерно 12 микрометров:


Тот сам «тоненький» слой, который хранит информацию в наших жёстких дисках

Конечно, Вы можете в комментариях меня поправить, но:
1. диск довольно старый (т.е. дата его изготовления относится к началу прошлого десятилетия);
2. особенности EDX таковы, что глубина выхода сигнала лежит в пределах от 1 до 10 мкм;
таким образом, мне кажется, что эти 12 микрометров и есть магнитный слой, который сверху покрыт тончайшим слоем углерода (50-100 нм), который на срезе может быть и не виден.

Сама поверхность диска очень и очень гладкая, перепад высот лежит в пределах 10 нм, что сравнимо с шероховатостью поверхности монокристаллического кремния. А вот и изображения в режиме фазового контраста, которые соответствуют распределению магнитных доменов на поверхности, т.е. мы видим фактически отдельные биты информации:


АСМ-изображения поверхности жёсткого диска. Справа представлены изображения в фазовом контрасте

Немножко о фазовом контрасте: сначала игла АСМ-микроскопа «ощупывает» рельеф, затем зная рельеф и повторяя его форму игла делает второй проход на расстоянии 100 нм от образца, чтобы «заглушить» действие Ван-дер-Ваальсовых сил и «выделить» действие магнитных сил. Флешку о том, как это происходит можно посмотреть тут.

Кстати, заметили, что единичные магнитные домены вытянуты вдоль плоскости диска и параллельны ему?! Позволю себе пару слов о методах записи. На данный момент диски с перпендикулярным методом записи информации (т.е. такие у которых магнитные домены ориентированы перпендикулярно плоскости диска), появившиеся в 2005 году, практически полностью вытеснили диски с параллельной записью. Преимущество перпендикулярной записи очевидно – выше плотность записи, но тут есть один тонкий момент в связи с данными Вики о толщине магнитного слоя. Этот нюанс называется – суперпарамагнитный предел. Т.е. существует некоторый критический размер частицы, после которого ферромагнетик уже при комнатной температуре переходит в парамагнитное состояние. Т.е. тепловой энергии хватает, что проворачивать, переориентировать такой маленький магнитик. В случае магнитной записи часто поступают следующим образом: делают один из размеров «магнитика» больше, чем два остальных (это хорошо видно на картинке с распределением магнитных доменов), тогда в этом большем направлении магнитный момент сохраняется. Так вот, если в случае параллельной записи я ещё могу поверить, что слой магнетика десятки нанометров при размерах 1 бита в несколько микрометров, то в случае перпендикулярной записи – этого просто не может быть. Толщина такой намагничиваемой области при минимальных размерах в плоскости диска, просто обязана быть минимум несколько микрометров. Так что, возможно, Вики немножко подвирает. Либо наносят магнетик в виде наночастиц диаметром 10-20 нм, а уже потом каким-то «хитрым» образом разбивают диск на области, которые и отвечают за хранение информации. К сожалению, я не полностью удовлетворил своё любопытство и ответил на вопросы о магнитной записи информации, может быть кто-нибудь поможет?!


Сравнение параллельного и перпендикулярного методов записи информации на жётских дисках [2]

Хотел бы также поделиться тремя видео, которые нашлись на просторах Интернета и связаны с жёсткими дисками. Первое посвящено принципам работы HDD (How does it work?):



Может быть, кому-то понравится видео на английском от Seagate:



Последнее о том, как с 1995 года изменялась стоимость 1 Mb HDD диска и сколько дисков было выпущено:



Как и обещал, выкладываю видео о том, как проводилась съёмка на различных приборах (не забывайте читать описание к видео на YouTube и оставлять свои комментарии). Для статистики: съёмки заняли 4 дня (хотя всё можно было уложить в 2), длительность видео, которое подверглось монтажу – около 3 часов, в итоге получился 15 минутный ролик. Я надеюсь, что в скором будущем появятся английские субтитры для этого видео.



P.S.: Данная статья опубликована в преддверии Фестиваля Науки, который пройдёт в Москве с 7 по 9 октября 2011 года (реально свободный доступ будет только 8 и 9 октября), и я хотел бы пригласить всех желающих посетить нашу выставку «Красота материалов», которая пройдёт на втором этаже Фундаментальной Библиотеки на территории МГУ.

P.P.S.: C Антоном Войцеховским мы готовим несколько видеозаметок о том, как устроены некоторые биологические объекты (роза, например, выглядит просто шикарно). Думаю, что на Хабре их не появится (согласитесь, сложно микрофотографию бритвы или спичечной головки привязать к IT), но как только видео будут готовы, так они сразу появятся на моём канале на youtube и rutube, и обязательно на сайте Нанометр.ру.

Источники:
1. Вики: CD
2. Вики: HDD



Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:

Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT, более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри
Взгляд изнутри: CD и HDD
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM
Взгляд изнутри: мир вокруг нас
Взгляд изнутри: LCD и E-Ink дисплеи
Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер
Взгляд изнутри: Plastic Logic
Взгляд изнутри: RFID и другие метки
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 1
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 3
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 4
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 1
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 2
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 3
Взгляд изнутри: IKEA LED наносит ответный удар
Взгляд изнутри: а так ли хороши Filament-лампы?

и 3DNews:
Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов

Во-вторых, помимо блога на HabraHabr, статьи и видеоматериалы можно читать и смотреть на Nanometer.ru, YouTube, а также Dirty.

В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»

Yandex.Money 41001234893231
WebMoney (R296920395341 или Z333281944680)
Евгений @Tiberius
карма
591,5
рейтинг 24,8
Учёный-исследователь, химик и нанотехнолог
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (81)

  • +11
    Вспомнилось как дискету на 720kb можно было отформатировать на 800kb с помощью утилиты 800.com. Радости было полные штаны! Кто бы мог подумать, что настанет время когда уранив винчестер на ногу будешь волноваться не за ногу а за винчестер.
    • +2
      Да, технологии всё более нано и нано, и ведь жить становится всё труднее и труднее...;)
    • +1
      Такие дискетки потомж жили недолго :)
      • +37
        Зато какой был звук, когда дисковод пытался и не мог их считать. У меня очень похожим звуком кот блевал. Простите.
        • +1
          А я в начале 90-х пытался на «Поиске» с «кнопочными» дисководами форматировать на 1.2Мб какой-то ещё более хитрой утилиткой. Так ничего и не вышло: форматировать-то оно форматировало, но при попытке потом туда что-то записать издавало ТЕ САМЫЕ звуки. Только вот сравнить их с блеванием кота как-то в голову не приходило =)))
          Зато на 800Кб форматировало и читало нормально, да.
        • +3
    • 0
      Я сначала подумал «что за сайт такой 800.com, ведь во времена 720кб дискет даже модемов, наверно, не было», и потом дошло что .com это расширение.
    • 0
      Емнип некоторые диски можно было отформатировать даже круче. Кажется до 850Кб в теории.
      • +1
        1.44 вроде на 2Мб (или даже на 2.88?) форматировали.
  • +3
    Помню в детстве, я сильно расстраивал родителей катаясь на пластинках по полу. Безвозвратно были исцарапаны «Юрий Антонов» и «Ottawan». Сын, когда был мелкий, катался на CD. Интересно, коллекцию на каких носителях будет портить внук?
    • 0
      Точно могу сказать что диски это уже не будут
    • 0
      На флэшках и интернете не покатаешься уже…
    • +25
      На айпаде.
      • –1
        ну вот… опять взгрустнулось…
  • 0
    Очень познавательная статья.
    не знал что на HDD используется только тонкий слой диска для записи, а остальное как бы «баласт».
    Жду еще подобный статей!
    • +25
      Сейчас есть наработанный материал по лампочкам LED (сравнение Китая, Оптогана и СветаLED), в принципе он под категорию «электроника для начинающих» пойдёт…
      Далее своей очереди ждёт флешка, уже заполированная и подготовленная, плюс к ней надо с RAM разобраться.
      После чего настанет очередь резистивной матрицы китаефона и E-ink от PocketBook 602.
      • 0
        Хороший материал.
        Жду. будет интересно почитать.
        • +1
          Пока можно ознакомится с распилом чипа Nvidia, ссылка в конце статьи, например;)
          • +1
            Видел уже. Побольше бы таких статей на хабр.
            • 0
              Стараемся, но как сами видите, подготовка статьи занимает около месяца;)
              • 0
                На хороший то материал.Бывают статьи и дольше готовят.
              • +1
                Мы подождём. Спасибо вам большое!
      • 0
        хотел бы я что-нибудь порассматривать
      • 0
        По светодиодам отлично.
        Но не стоило ограничиваться лишь Китаем и нашими. Есть превосходные светодиоды от Cree, Luminus и других ведущих производителей.
        Тем более что Светлановские далеко не лидеры.
        • 0
          Пока это слегка по заказ известной ужеНеГК компании…
          • –1
            Э-э-э… простите?
    • 0
      Мало того. Сами диски (тот самый балласт) еще и стеклянные бывают. Если не ошибаюсь, последние несколько лет именно стекло ставят.
      • –1
        скорее не стеклянные, а керамические… Стекло всё-таки жидкость по структуре и при таких сокростях вращения мал-помалу течёт.
        • 0
          Стекло вроде все-таки не жидкость, а твердое тело с аморфной кристаллической решеткой и при комнатной температуре никуда не течет.
      • 0
        Слава ктулху после IBM некто уже не использует стекло до сих пор не могу забыть их 40gb квантум. Которые сыпались со страшной силой. Сколько было потрачено времени и нервов на добычу информации с них
        • 0
          Поправлю, DTLA 40 Gb венгерской сборки, а не Quantum.
          • 0
            «Квасы — это вам не дятлы»
          • +1
            Дятлы «летели» из-за электроники же, не?
        • 0
          Да и IBM уже нет, Hitachi Storage все изменила… Эх. CinemaStar хорошие диски
          • 0
            Hitachi Storage тоже уже можно сказать нет, как Samsung HDD. Теперь придется выбирать между WD и Seagate. :(
            • 0
              То есть надо срочно закупаться самсунгами? Эх…
  • +1
    Огромное спасибо за статью!
    Заинтересовал метод фазового контраста. Насколько я понимаю, именно эта методика используется службами по восстановлению данных в самых тяжелых случаях? Скажите, реально таким образом считать записанную информацию со всего блина HDD или на это уйдет вечность?
    • 0
      Нет, конечно же… В реальности, если сломался диск, то есть несколько вариантов:
      1. заменить плату (если проблема в микроэлектронике)
      2. разобрать диск с чистой комнате класса А, подобрать головки от аналогичного диска и считать информацию с помощью специального оборудования.
      • 0
        Это не самые тяжелые случаи. А вот если, например, деформированы пластины — сразу в морг?
        Просто ходят слухи, что при помощи АСМ восстанавливают не только покореженные диски, а даже информацию после перезаписи. Якобы второй раз головка проходит не точно по тому же месту, что и в первый, и на краях дорожки остаются зоны прежней намагниченности, которые можно прочесть под АСМ. Или это всё сказки?
        • +1
          В данном случае я вижу только одну проблему: позиционирование диска и «стыковка» картинок АСМ между собой. В принципе, я когда оценивал, что колебания температуры на 0,1 градуса приводит к смещению порядка десятков нанометров. Т.е. если делать всё в автоматическом режиме в чистой, термостатируемой комнате, то потенциально получить «магнитный» отпечаток диска можно…
          • 0
            А по времени это сколько займет? Судя по видео — сканирование идет весьма неспешно.
            • +1
              Судя по недавним разработкам, скорость сканирования у АСМ может быть до 13 кадров в секунду, с учётом того, что кадр имеет размеры где-то 50 на 50 мкм (ну десятки микрон), то выходит довольно приличная скорость.

              В ролике используется стандартная частота развёртки — 1 Гц, просто особенности прибора.
              • 0
                Ну тогда получается, что весь диск можно прочитать примерно за год. Не так чтобы быстро конечно :)
  • 0
    Весьма полезная статья и для знакомых с техникой в том числе, каких-то деталей не знал. Спасибо весьма полезно.
    Вы писали про LED если появится возможность хотелось бы в сравнении увидеть еще CREE, в чем их такое отличие.
    • 0
      а чем он принципиально от LED отличается, кроме мощности?! Если есть «в наличие» или знаете где купить, привозите/сообщайте;)
      • 0
        У них одни из самых высоких показателей энергоэффективности и интенсивности света с кристалла.
        У меня в Питере есть штук сорок XP-G, и в фонарях различные версии XR-E, MC-E и XP-C ;)
        Купить их легко и в РФ (см. например на e-neon.ru) и за рубежом.
  • 0
    Евгений, вас за музыку из «Пиратов моря Карибского» в ролике копирасты не заклюют? У Ютуба, вроде как, в последнее время с этим строго.
    • +2
      ст. 1274 (вроде не перепутал) ГК РФ, использование возможно в образовательных целях с указанием авторства.

      Уже жалоба на видео пришла, пометку вроде как сняли.
  • 0
    Кстати, тут ещё одну версию товарищ с ХФ высказал, что «мне казалось, что напыляют г… но, потом его жгут, там расслоение происходит — получаются магнитные наночки в немагнитной матрице», «наночки, понятно, много меньше бита», «сплошной магнитный слой нельзя делать».
  • +2
    Хотим розы! :)
    • 0
      Белый розы, белый розы… Беззащитны шипы…

      Что-то вспомнилось невзначай)))
      • +2
        Действительно, последнее время тематика хабра уже не чисто IT, так что ваши розы вполне будут к месту.
  • +11
    «Реальные диски» начинались с ЕС-5061
    Не менее 100 килограмм веса, до 29мБ объёма.
    Да, да! 29 мегабайтов

    Основные технические характеристики накопителя ЕС 5061.
    Емкость пакетов дисков — 29М байт.
    Число дисков в пакете — 11.
    Число рабочих поверхностей — 20.
    Число дорожек на каждой поверхности — 203 (из них 3 запасных).
    Максимальная продольная плотность записи — 88 бит/мм.
    Диаметр диска пакета — 356 мм.
    Скорость вращения диска — 2400 об/мин ± 2 %.
    Число магнитных головок — 20.
    Потребляемая мощность — 1,5 кВА.

    image
    • 0
      Диски были алюминиевые и довольно увесистые. Из них делали антены для ТВ, либо сдавались на металолом.
      А в коробках(которые сверху), если их перевернуть замечательно хванились крупы :)
    • 0
      И изучать такие диски можно было с бытовой лупой…
    • 0
      Один такой агрегат в Политехническом музее Москвы стоит.
    • 0
      Нет, нет! 29 мБ (не забываем пробел) — это 29 миллибайтов, т. е. 0,029 Б = 2,32 б (две целых, тридцать две сотых бита). Это аккурат ln 5 / ln 2, то есть ёмкость такого носителя информации, как пятипозиционный переключатель.
      • +1
        Кажется, я напутал: 0,029 Б = 0,232 б; и о пятипозиционном переключателе тогда не в тему; но основной посыл, надеюсь, понятен.
  • +31
    Ну а я добавлю от себя еще немного по особенностям работы упомянутых устройств. С виду все выглядит просто, даже удивляешься, что ж это все раньше не изобрели, но в реальности внутри есть куча хитрых особенностей.

    Возьмем, например, процесс считывания дорожек с CD или DVD. Расстояние между дорожками составляет около микрона, диаметр пятна, в которое фокусируется луч лазера, чуть меньше (и практически упирается в длину световой волны, так что лучше уже не сфокусируешь). Очевидно, что если диск не идеально круглый и отклонение размеров больше этого микрона, то при вращении луч лазера будет попадать мимо дорожки. Также очевидно, что если поверхность диска неидеально гладкая, то при вращении расстояние от нее до лазера будет меняться и он будет расфокусировываться, опять же попадая мимо дорожки.

    Поскольку диск съемный, делается из пластмассы китайцами на сомнительно оборудовании, очевидно, чисто механическим способом и повышением точности изготовления проблему не решить. Поэтому ее решают оптической стабилизацией — в процессе чтения часть отраженного света подается на матрицу из несколькоих датчиков, которая распознает «съезжание» пятна с дорожки и расфокусировку (видимо, по уменьшению контраста сигнала на фотодиодах). Считывающая головка «подвешена» на пружинящих пластинах с электромагнитами, и, в случае отклонения параметров отраженного луча от идеальных, меняет либо наклон головки, либо расстояние до поверхности, повторяя таким образом изгибы диска. Если у вас есть ноутбучный привод (в котором считывающая головка и мотор расположены на выезжающей полочке), вы можете сами это увидеть.

    Еще, за счет того, что лазерный луч фокусируется в очень маленькое пятно, незначительные повреждения и царапины на пластмассе не мешают считыванию — они просто оказываются не в фокусе лазера.

    Нули и единички, если мне не изменяет память, распознаются за счет того, что на фотоприемнике складываются 2 луча, идущий от лазера и отраженный от поверхности диска. Отраженный сигнал, в зависимости от высоты поверхности, приходит в разной фазе и при сложении либо гасит, либо усиливает исходный сигнал (вот где и пригодилось свойство когерентности лазера — обычный тепловой свет от лампочки, представляющий собой электромагнитный шум, гасить сам себя не будет). А в перезаписываемых дисках используется другой принцип — там просто материал темнеет под действием лазера и меняет свои отражающие свойства.

    Также в приводе есть второй лазер, который используется для стирания перезаписываемых дисков, переводя материал в исходное состояние.

    Еще интересные особенности есть в способах кодирования информации, перемешивания битов и кодах восстановления ошибок. Зачем нужны коды для восстановления ошибок, это понятно, а вот зачем перемешивать биты? Очень просто. Если мы будет кодировать 0 во входном сигнале, допустим, гладкой поверхностью диска, а 1 — возвышением, то мы получаем 2 проблемы: во, первых, могут появиться длинные и сверхдлинные питы (или промежутки между ними). На таком пите произойдет сбой синхронизации: считыватель не сможет точно посчитать, сколько именно бит он кодирует (так как скорость вращения диска тоже неидеально выдерживается). Отличить пит длиной 2x от 3x (разница в 50%) несложно, а вот пит длиной 99x от 100x (разница 1%) — практически невозможно с учетом погрешностей считывания. Если же мы таким наивным способом кодируем последовательности типа 0101, то появляется вторая проблема: слишком короткие питы, которые трудно записать и которые труднее прочитать.

    То же происходит при записи на магнитные диски.

    Для борьбы с этим используются специальные способы перемешивания и избыточного кодирования битов: Run length limited coding (подробности и описания в википедии) — исходные комбинации битов кодируются таким образом, чтобы, с одной стороны в получившейся поледовательности не было меньше N одинаковых бит подряд (слишком коротких питов) и не больше M (не было слишком длинных питов). Также, эти коды могут нести функцию восстановления ошибок при неправильно считанном бите.

    А, еще в Audio CD блок содержит байты в предалах сектора в перемешанном порядке — чтобы при ошибке в чтении нескольких соседних байт возникала не одна большая «дырка» в звуковом потоке, а несколько раскиданных по блоку маленьких — которые привод заполняет, интерполируя значения соседних отсчетов. В CD с данными это не используется, но зато для каждого сектора хранится контрольная сумма — и в случае ошибок привод просто репортит, что сектор не удалось прочесть.

    Вот так-то.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • 0
        Так всегда. Сферических коней не бывает, приходится включать мозг и заставлять кирпич работать одинаково с конём (:
      • 0
        Да, это тот случай, где нужная точность достигается «умной» адаптивной системой.

        Да что там китайцы. А вот вы попробуйте представить, как работает система зрения (или слуха) в человеке: отдельные датчики расположены в случайном порядке, их число не стандартизовано, чувствительность может меняться, схема подключения тоже не стандартизована, плюс с течением времени они могут терять чувствительность и отключаться (а может, и новые вырастают). Оптика весьма сомнительного качества. Крошечная матрица. И ведь работает же!

  • +5
    Мне кажется, говорить «CD диск» не совсем правильно, — ведь это по сути «компакт-диск диск».
  • +5
    В моем первом компе был винт на 40МБ.
    И его хватало на все, что можно было представить и еще треть была свободна.
    Windows'а тогда еще не было )
    Я поражался графике игрушки «Another World»
    А потом хорошо помню, когда я принес домой первый гигабайтник от Seagate.
    И говорю - «Папа, смотри, один гигабайт»
    Мой отец бережно взял в руки винт и покачал головой. Это был невероятный размер.
    А сегодня я купил очередной внешний хард, на этот раз на 3ТБ.
    На долго ли мне его хватит…
    • 0
      Было 40 мб, потом 3.2 Гб, потом 80Гб, потом 320Гб. А теперь стало всего 16Гб и я счастлив как слон.
    • 0
      А потом хорошо помню, когда я принес домой первый гигабайтник от Seagate.
      И говорю — «Папа, смотри, один гигабайт»

      Как сейчас помню свой первый гигабайтник, сигейтовский Medalist Pro. Был, если мне не изменяет память год где-то 95-96… Я тогда здорово волновался, что мой 486-й его не поймет.
      • 0
        Я склоняюсь к 94 году.
        В том году я проапгрейдился до DX4 100MHz.
        Но хард купил немного позже.
  • +1
    Вот это статья, побольше бы таких, спасибо.
  • 0
    > Стоит отметить, что CD с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия.
    CD с напечатанной информацией называется CD-ROM
    • 0
      Спасибо, поправил.
  • 0
    Супер. Хоть на чтение и просмотр видео потратил много времени, чувствую, что потратил его не зря. Продолжайте в том же духе.
  • +1
    > сложно микрофотографию бритвы или спичечной головки привязать к IT

    А собственно, почему бы и нет? Особенно если в статье будет не просто готовая фотография представлена, но и процесс съемки со сборкой железа и техническими подробностями. Или на Хабре теперь принято относить к ИТ только программирование + дизайн + маркетинг и игнорировать железо?
  • 0
    Предпоследнее видео совсем врет. Написано 0,02€ / Mb в 2010 году. Это получается €2000 за 100Гб. Нестыковочка какая-то :)
    • 0
      За видео не ручаюсь — найдено на просторах Интернета, но тенденцию отражает;)
      • 0
        там в комментариях написано, что это центы) А то действительно, ошибка в сотню раз =)
  • 0
    Господа, подскажите пожалуйста, на фотографии винт в центре — это что за зверь? И тот, что крайний правый?
    • 0
      Самый крайний справа я думаю 1,8 или 1,2 дюймовый диск.
    • +1
      Крайний правый — скорее всего, винт в формате CompactFlash. Один дюйм.
      • 0
        Мы с коллегами к этому же варианту склонялись. Спасибо.
  • 0

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.