Восстановление данных. Практическое руководство
Шрифт:
Рис. 10.12. Поддержка режима Multi Read различными производителями. "Совместимость продемонстрирована" — привод полностью соответствует спецификации, "Выдана лицензия на логотип MultiRead" — лицензия на логотип выдана, но этой информации нельзя доверять полностью
И все-таки, несмотря на все свои многочисленные недостатки, технология пакетной записи и файловая система UDF вызывают восхищение. Это — действительно прогрессивные технологии, активно подрывающие старые устои изнутри. Дайте ей время, и эта технология разовьет такую мощь, что турбинам реактивных самолетов останется лишь завидовать.
Секреты прожига лазерных
Помните, во времена MS-DOS существовал драйвер, позволяющий записывать на обычную 740-килобайтную дискету до 800 Кбайт информации? А 900.com помните? О, времена, о нравы! Сегодня, когда дискеты давно вышли из моды, а емкость массовых носителей информации перешагнула через отметку в 650 Мбайт, старые идеи дают новые всходы...
Емкость дисков CD-R/RW, декларируемая производителем, всегда много меньше физической емкости данного диска и равна объему информации, который можно записать в режиме MODE 1. Разумеется, помимо MODE 1 существуют и другие режимы записи данных, отличающиеся друг от друга емкостью и надежностью.
Если целостность данных не является превалирующим фактором, то емкость лазерного диска можно существенно увеличить, выиграв порядка 15% дополнительного пространства за счет отказа от избыточных корректирующих кодов Рида-Соломона. Использование незадействованных каналов подкода дает еще 4% емкости, а отказ от выводной области — 2%. Наконец, не стоит забывать о такой полезной возможности, как overburn ("перепрожиг" диска).
Таким образом, на обычный лазерный диск емкостью 700 Мбайт при желании можно записать от 800 Мбайт до ~900 Мбайт данных, а на 90-минутный — от 900 Мбайт до 1 Гбайт. Чтобы этого добиться, первым делом необходимо вспомнить сколько там бит в байте. Правильно, восемь. А сколько бит в семистах мегабайтах? А это смотря в каких мегабайтах! Так, например, стандартный диск 700 Мбайт CD-R/RW вмешает, по меньшей мере, 23 миллиона бит или порядка трех гигабайт "сырой" информации, большая часть которой расходуется на служебные структуры данных, обеспечивающие лазерному диску работоспособность. На рис. 10.13 показано распределение дискового пространства CD между данными различных типов. Как видите, для хранения пользовательских данных отводится лишь немногим более половины от доступного дискового пространства.
Рис. 10.13. Распределение дискового пространства на CD между данными различных типов
Колоссальная избыточность принятой системы кодирования объясняется физическими свойствами светового луча, который, в силу своих волновых свойств, одиночные "питы" и "лэнды" просто огибает. Физически диск представляет собой тонкую пластину из поликарбоната, покрытую тонким отражающим слоем, изготовленным из алюминия или, в некоторых случаях, золота (рис. 10.14. а и б). Отражающий слой, в свою очередь, покрыт специальным защитным слоем. Нормальная поверхность отражающего слоя CD, называемая "лэндом" (от английского слова land — равнина, земля), покрыта микроскопическими углублениями, называемыми "питами" (от английского слова pit — ямка, впадина). Питы нанесены на отражающую поверхность таким образом, что чередующиеся питы и лэнды образуют длинную, непрерывную спиральную дорожку.
На носителях CD-R питов в строгом смысле этого слова нет. Однако они замещены специальным слоем красителя, который прожигается лазером. Обуглившийся краситель деформирует отражающий слой, и это препятствует отражению лазерного луча этим участком (рис. 10.14, в). Однако приводы воспринимают CD, изготовленные методом литья под давлением, точно так же, как и записанные диски CD-R. Единственное отличие состоит в том, что диски, изготовленные литьем под давлением, более контрастны.
Рис. 10.14. Физическая структура лазерного
Если рассмотреть поверхность CD под электронным микроскопом (рис. 10.15), то можно видеть чередующиеся цепочки питов и лэндов. Лэнды отражают большую часть падающего на них излучения, а питы, в силу своей удаленности от точки фокуса, не отражают практически ничего.
Рис. 10.15. Поверхность лазерного диска под электронным микроскопом
Вследствие волновой природы луч лазера обходит одиночные питы и лэнды. Минимальной "формацией", уверенно распознаваемой лазерным лучом, является последовательность из трех питов (лэндов), соответствующая трем логическим нулям. Таким образом, питы и лэнды формируют цепочки, каждая из которых имеет длину от трех до десяти питов или лэндов (рис. 10.16).
Рис. 10.16. Питы и лэнды образуют цепочки длиной от трех до десяти питов или лэндов каждая
Переход от пита к лэнду (или наоборот) соответствует логической единице, а логический ноль представляется отсутствием переходов в данной позиции. Поскольку диаметр сфокусированного лазерного луча равен трем питам, более короткие цепочки уже не распознаются лазером. Таким образом, две смежных двоичных единицы (каждая из которых соответствует переходу от пита к лэнду или от лэнда к питу) всегда должны отделяться друг от друга не менее, чем тремя нулями. В противном случае привод просто не сможет заметить, что здесь присутствует какая-то информация (вспомните, что длина одного пита или одного лэнда значительно меньше, чем диаметр сфокусированного лазерного луча). Что касается верхнего предела длины цепочек, то наличие этого ограничения обусловлено степенью точности тактового генератора и равномерностью вращения диска. В самом деле, если точность тактового генератора составляет порядка 10%, то при измерении 10-питовой цепочки мы получаем погрешность в ±1 пит. Некоторые производители уменьшают длину одного пита на 30%, что во столько же раз увеличивает эффективную емкость диска. Возникает вопрос: как же в таком случае привод ухитряется определить длину той или иной цепочки? Ведь в отсутствии каких бы то ни было опорных значений, привод вынужден сравнивать длину питов с эталоном, а это значит, что цепочка из
Поскольку две соседние единицы всегда оказываются разделены, по меньшей мере, тремя нулями, приходится прибегать к сложной системе перекодировки, преобразующей всякий 8-битный символ исходных данных в 14- битное слово EFM (Eight to Fourteen Modulation). При этом слова EFM не могут следовать вплотную друг за другом (задумайтесь, что произойдет, если за одним словом EFM, оканчивающимся на единицу, попробовать записать другое слово EFM, которое тоже начинается с единицы). Таким образом, слова EFM должны разделяться тремя объединительными битами (merging bits). Соответственно, на каждые 8 бит исходных данных приходится 9 избыточных данных. Очевидно, что стандартная схема модуляции не является идеальной и оставляет достаточный запас для ее усовершенствования. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен далее в этой главе.
Минимальной порцией данных, непосредственно адресуемой на программном уровне, является сектор (или в терминологии Audio CD — блок). Один блок состоит из 98 фреймов, каждый из которых, в свою очередь, содержит:
? 24 байта полезных данных;
? 8 байт кодов Рида-Соломона, часто называемых перекрестно-перемежающимися кодами Рида-Соломона (cross-inerleaved Reed-Solomon codes, CIRC codes), хотя с технической точки зрения это и не совсем верно;