Home Svenska Artiklar Hur lagras information på DVD-skivor? » Vetenskap

Hur lagras information på DVD-skivor? » Vetenskap

Svenska Artiklar — December 3, 2021 · 0 Comment

Innehållsförteckning

  • En kort översikt över DVD-skivor
  • Datalagring på DVD-skivor
  • Slutsats

Fram till 1900-talets sista decennium lagrades filmer, sånger och annan information till stor del på VHS-band och andra analoga verktyg, som var baserade på 1930-talets magnetbandsteknik. Men i slutet av 1990-talet kom DVD-skivor in på marknaden och spelade en inflytelserik roll för ungdomar som växte upp på 2000-talet. DVD-skivor blev synonymt med nya filmer, datorspel och sånger.

Techjättar som Sony, Microsoft och Sega tog snabbt till sig tekniken och skapade flaggskeppet spelkonsoler PlayStation och Xbox, som alla var DVD-baserade.

Det finns knappast någon från millenniegenerationen som inte har väntat med hållen andedräkt för att se DVD-logotypen slå i hörnet på skärmen när DVD-spelaren är påslagen.

Spelkonsoler använder DVD-skivor för medialagring (Fotokredit: Flickr)

En kort översikt över DVD-skivor

DVD är en förkortning för Digital Versatile Disk. En DVD är en optisk skiva som använder ljus för att läsa och skriva lagrade data på en platt skiva. Digital data är en sekvens av 0:or och 1:or (binära tal).

En DVD lagrar data i binärt format. Dessa data omvandlas sedan till sin ursprungliga analoga motsvarighet med hjälp av konverteringsalgoritmer.

En DVD är i huvudsak en uppgradering till en CD (Compact-Disc) ), eftersom den underliggande tekniken är densamma i båda, men en DVD är tweakad så att mycket mer data kan lagras inom samma fysiska volym.

DVD-skivor kan klassificeras i två kategorier baserat på funktionalitet: skrivskyddad och återskrivbar.

Omskrivbar

Skrivskyddat

Data kan endast skrivas till skivan en gång. När informationen väl är skriven kan den inte raderas. Skivan kan läsas flera gånger.

Data kan skrivas och raderas flera gånger. När den gamla data har raderats kan ny data skrivas på den.

DVD-R (inspelningsbar) och DVD-ROM (skrivskyddad minne) är läs- Endast format.

DVD-RW (Re-Writeable) och DVD-RAM (Random-Access Memory) är omskrivbara.

Majoriteten av den fysiska volymen på en DVD består av ett styvt, temperaturbeständigt och genomskinligt plastskikt av polykarbonat (PC), en termoplastisk polymer. Bakom PC-lagret finns ett reflekterande lager. Dessa två lager utgör datalagringsskiktet och är de funktionella aspekterna av skivan. Utan dem skulle en DVD inte fungera.

Datorns kemiska struktur (Foto: PulkoCitron /Wikimedia commons)

Datalagring på DVD-skivor

DVD-skivor lagrar data på ett tunt och långt spiralspår som löper runt skivan.

De reflekterande lagren i skrivskyddade DVD-skivor och omskrivbara DVD-skivor fungerar något annorlunda. Låt oss ta en titt.

1) Skrivskyddad D

iscs:

I den här typen av DVD består bottenskiktet av ett transparent polykarbonatskikt (PC). Ena sidan av PC:n förblir platt, och på den andra sidan är en spiralhålighet präglad (kallad “spår”). Kaviteten är inte sammanhängande, eftersom det finns små hinder (avsaknad av håligheter) längs spiralens längd, vilket resulterar i ett spiralspår med avbrott, som visas nedan.

Områden som innehåller en hålighet kallas 'gropar

' och områden utan hålighet kallas '

land' (tänk på det som en lång enkelfil väg med hastighetsbrytare placerade intermittent). Ett reflekterande ark av aluminium placeras bakom denna sida av PC-lagret. Skivan är formad så att den perfekt täcker groparna och markerna (tänk på gränssnittet mellan två sammanfogade legoklossar; en kloss är PC och den andra klossen är aluminium).

En lågeffektlaser är lyste på den platta sidan av datorn när den användes. Eftersom PC-lagret är genomskinligt, färdas ljusstrålen genom det och når den andra sidan som innehåller avtrycket (gropar och landningar). Aluminiumplåten reflekterar strålen tillbaka och en sensor känner av den reflekterade strålen.

Eftersom skivan fortsätter att rotera slår lasern mot groparna och landar i den ordning som de är märkta. Närhelst en övergång sker från en grop till ett land eller vice versa

, intensiteten av reflekterad ljus som når sensorn ändras. Högre intensitetsljus ges logik 1, och lägre intensitet ges logik 0.

Således detekterar sensorn data som en sekvens av 0:or och 1:or genom att detektera varje förändring i ljusintensitet.

  • DVD-ROM har gropar och marker präglade under själva tillverkningsprocessen (som beskrivs ovan).
  • DVD-R har inte groparna och markerna präglade under tillverkningen. Skivan kommer färgad, istället för med en aluminiumplåt. För att skriva data på en sådan skiva bränner en röd laser (650 nm) av områden på färgen, vilket gör dessa fläckar mörkare. Mörka och ljusa fläckar reflekterar ljuset olika, vilket mäts i detektorn när man läser skivan.

    • 2) Återskrivbara skivor:

    Re-Writable DVD-skivor har också ett tjockt PC-lager i botten, med samma egenskaper som skrivskyddade skivor. Det reflekterande skiktet är dock uppbyggt av ett fast fasförändringsmaterial som ändrar sin molekylära struktur (fas) vid olika temperaturer. De två faserna är kristallina och amorfa. Vid låga temperaturer förblir den fasta molekylstrukturen kristallin, och vid högre temperaturer ändras strukturen till en amorf konfiguration. Materialets reflektionsförmåga beror på dess fas.

    När en röd laser (650 nm) lyser på en DVD-RW, ljus färdas genom PC-lagret och når fasförändringsmaterialet. Temperaturen i det upplysta området stiger och en fasförändring sker från kristallint till amorft, och en ny molekylstruktur uppnås. På grund av skivans rotation flyttas det tidigare upplysta området bort och dess temperatur faller. Detta temperaturfall kristalliserar den nya strukturen. Områden med olika molekylära strukturer motsvarar belysningen av området av skrivlasern. När en läslaser med låg effekt lyser, ändras den reflekterade strålens intensitet vid detektorn beroende på det område som belyses.

  • DVD-RW lagrar data exakt som beskrivs ovan, i form av spiraler på ett fasförändringsmaterial.
  • DVD-RAM använder också ett fasförändringsmaterial, men istället för att ha ett spiralspår har det istället ett uppsättning koncentriska ringar på skivan.

    • Närbild av en laserlins från en DVD-enhet (Foto: yanik88/Shutterstock)

    Slutsats

    Ovanstående diskussion avser enkelsidiga (SS) och enkelskiktiga (SL) DVD-skivor. Detta innebär att data endast kan läsas/skrivas från en sida (SS) och endast kan lagras i ett enda lager (SL). Det finns DVD-skivor med dubbla lager (DL) och dubbelsidiga (DS), men lagringsmekanismen är densamma i alla DVD-skivor.

    Det vi har beskrivit är också alla officiella DVD-varianter, dvs. DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW och DVD-ROM. En inofficiell grupp av format finns också, betecknade som DVD+-format, inklusive DVD+R, DVD+RAM, DVD+RW och DVD+ROM. Den underliggande tekniken är densamma i alla DVD-skivor, så den enda skillnaden mellan (-) och (+) varianter är tekniska specifikationer, såsom spirallängd, spiralbredd, wobble-frekvens (mängden avvikelse från en perfekt spiral), etc. officiella DVD-varianter är alla DVD- och bär den officiella DVD-logotypen. DVD+-varianter har inte den officiella logotypen.

    Referenser

    1. University at Buffalo
    2. The White Files
  • Santa Clara University
  • Carnegie Mellon University
  • International Association of Sound and Audiovisual Archives (IASA)
  • Skötsel och hantering av CD- och DVD-skivor

    • ,

    ,

    ,
    © 2026 THE FOREFRONT OF TECHNOLOGY - Theme by WPEnjoy · Powered by WordPress