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Memórias SecundáriasMemórias óticas: CD e DVD

Sistemas de Informação: Tópico 11

Processamento de Dados: Tópicos 13

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CD e DVD

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CD-ROM e DVD-ROM

O conceito de multimídia, que combina texto, imagens, seqüências de vídeo, animações, música e sons, requer uma grande capacidade de armazenamento.

Só uma seqüência de vídeo pode ocupar vários megabytes de espaço, quantidade que supera em muito a capacidade dos disquetes de 1,44MB.

Em resposta à necessidade de espaço para armazenamento de informação, os engenheiros da Philips, em 1983, decidiram mudar as especificações dos discos compactos de áudio, para que pudessem armazenar dados. Surgiu o formato CD-ROM.

CD-ROM (compact disk-read only memory) ou disco compacto de memória de apenas leitura.

Um só disco podia armazenar até 650MB de informação e logo aumentou para 750MB, a um custo bastante reduzido, principalmente, se for fabricado em grandes quantidades.

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• O CD é gravado usando-se raio laser infravermelho (Ligth Amplification by Stimulated Emission of Radiation) de alta potência para queimar buracos (gaps) de 0,8 mícrons de diâmetro em um disco mestre coberto por uma camada de vidro.

• A partir do disco mestre é formado um molde com saliências onde estavam os buracos no disco mestre.

• Uma resina de policarbonato é inserida no molde para formar um CD com o mesmo padrão do disco mestre.

• Uma camada muito fina de alumínio é depositada no policarbonato, que possui em sua superfície superior uma camada protetora e uma etiqueta de identificação.

• As depressões (áreas queimadas) no substrato são chamadas de pits.

• As áreas entre os pits que não foram queimados são chamados lands.

CD-ROM

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Dimensões físicas de um CD

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Dimensões físicas de um CD

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• Os pits e os lands são escritos em uma única espiral contínua, começando próximo ao buraco do CD, espiral essa que se desenvolve em direção à borda do CD, com 32 mm de distância entre duas linhas.

• A espiral possui 22188 revoluções em torno do disco (600 por mm) isso equivale à 5,6 km.

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• Na reprodução do CD um dispositivo ótico gera um feixe de laser altamente preciso que é movimentado por um motor para percorrer a trilha com velocidade angular constante, iniciando próximo ao centro indo até a borda.

• Os CDs são iluminados por luz infravermelha com 0,78 mícron de comprimento de onda que incide sobre os pits e lands.

• O laser está do lado do policarbonato, fazendo com que os pits se comportem nesse lado da mesma maneira que as saliências se comportam do lado contrário.

• A luz refletida no pit em conjunto com a luz refletida na superfície é absorvida e retorna menos luz para o dispositivo fotodetector do CD player do que a luz que sai de um land.

• Entretanto, em vez de usar o pit para 0 e o land para 1, usa-se a transição de pit-land ou land-pit para representar o bit 1 e a ausência dessa transição de 0.

Reprodução em um CD-ROM

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Leitura de um CD

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CD-R• Os CD-ROM são unidades apenas de leitura, gravadas somente pelos fabricantes.

• Este inconveniente foi superado quando, no começo da década de 90, a própria Philips desenvolveu o formato CD-R. A letra “R” indica “recorded”, isto é, gravável. Ele utiliza a técnica WORM(Write Once Read Many).

• Essa conquista deve-se ao fato da descoberta de alguns materiais que têm como característica particular o fato de que quando lhes é aplicado um raio laser de certa intensidade sua superfície escurece como se estivesse “queimada”.

• Esses materiais (telúrio, antimônio e cianeto) forma uma espécie de tinta, que no seu estado inicial é transparente e deixa passar através dela a luz emitida pelo laser, que será refletida em uma camada de ouro.

• Para escrever no CD-R, há necessidade de um laser de alta potência (8 a 16 mW).

• Quando o feixe atinge um ponto da tinta, esse ponto aquece e fica escurecido.

• Esse ponto ao se lido (potência de 0,5mW), faz com que o fotodetector perceba uma diferença entre os pontos negros e os claros simulando a transição entre pits e lands, permitindo que o CD-R seja lido por um leitor de CD-ROM .

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CD-R em corte

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1 – Etiqueta

2 – Acrílico de proteção

3 – Camada reflexiva

4 – Camada fotossensível

5 – Policarbonato

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CD-RW

• Por meio de pesquisa descobriu-se que as condições de reflexos de alguns materiais variam quando expostos à luz de um laser de certa intensidade.

• E quando expostos a um laser de maior intensidade, recuperam sua condição inicial.

• Essa descoberta permitiu o desenvolvimento dos discos CD-RW (CD-ReWritable).

• A diferença básica dos CR-RW para os CD-R está na camada extra, ativa, que no CD-RW constitui-se por três camadas, sendo duas de proteção, e a terceira inserida entre as duas de proteção permanece num estado translúcido.

• A tecnologia do CD-RW usam uma mistura de prata, índio, antimônio e telúrio para criar o nível de gravação.

• Essa mistura tem dois estados estáveis, com diferenças em grau de reflexão :

– translúcido– Opaco

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• Os drives de CD-RW usam laser com três potências diferentes.– Potência mais alta: o laser derrete a

mistura,convertendo-a do estado cristalino, com alto grau de reflexão, para o estado amorfo, para representar um pit.

– Potência média: o laser derrete e regenera a mistura, fazendo-a voltar a seu estado natural representado um land.

– Potência baixa: verifica o estado do material (para leitura).

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Velocidade de operação

• A velocidade de operação de um leitor de CD se expressa como “Nx”, onde N representa o fator pelo qual se multiplica a velocidade original de leitura dos CD-ROMs (150kB/s).

– Isto significa que um leitor de:• 2x: lê 300kB/s• 20x: lê 3MB/s• 58x: lê 8,7MB/s

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DVD

• DVD: originalmente uma abreviatura de Digital Video Disk, mas agora oficialmente, Digital Versatile Disk.

• Os DVDs usam o mesmo design dos CD-ROMs, com discos de 120mm de policarbonato contendo pits e lands e que são iluminados por um diodo a laser e lidos por um fotodetector.

• A novidade está no uso de:– Pits menores (0,4 mícron)– Uma pista espiral mais apertada (0,74 mícron)– Um laser vermelho e mais fino (0,65 mícron).

• Essas inovações fizeram com que a capacidade aumentasse sete 7x, alcançando a marca de 4,7GB.

• Um drive de DVD com velocidade de 1x opera a 1,4MB/s

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• O que dizer dos 4,7GB?– Usando compressão MPEG-2 (padronizada na IS 13346), um DVD de

4,7GB pode conter 133 minutos de vídeo em alta resolução(720 x 480), bem como trilha sonora em até oito idiomas e legendas em 32. Cerca de 92% de todos os filmes produzidos por Hollywood demoram menos de 133minutos.

• Formatos de DVD– Um único lado, uma única camada: 4,7GB– Um único lado, duas camadas (8,5GB)– Dois lados, uma única camada (9,4GB)– Dois lados, duas camadas (17GB)