Відокремлений структурний підрозділ -
Технічний коледж Національного університету «ЛП»
Звіт
Лабараторна робота
З дисципліни
Комп’ютерні системи
На тему
«Тестування роботи оптичних приводів за допомогою спеціальниї програм»
Компакт-диски (CD) історично є першими оптичними носіями інформації (якщо не враховувати древні носії з низькою щільністю - перфокарти і перфострічки). Спочатку CD розроблялися для зберігання цифрових аудіоданих у вигляді потоку цифрових вибірок у форматі PCM з частотою дискретизації 44.1 кГц і розрядністю 16 біт. Саме специфіка даних, що зберігаються, і зумовила фізичну і логічну структуру CD :
інформація зберігається у вигляді послідовності канальних кадрів, всередині яких окремі субкадри перемішані для виключення тривалих пропусків звучання;
кадри захищені даними відновлення помилок;
група кадрів об'єднується в доріжки (треки);
координати треків і кадрів мають часовий вигляд - хвилина:секунда:кадр, вони зберігаються в таблиці утримуваного (TOC) у ввідній зоні диска;
частина корисного вмісту кадрів використовується для зберігання службової інформації - це т.з. субканали;
при зберіганні файлів, а не цифрового звуку, в потоці даних формуються сектори, що складаються з 2048 байт корисних даних і однієї або двох груп контрольних сум, - кодів виявлення і відновлення помилок;
дані можуть зберігатися декількома сесіями, де кожна сесія повторює структуру диска - ввідна зона (Lead In), зона даних, вивідна зона (Lead Out).
В якості базовоїа швидкості (1Х) для дисків CD прийнята швидкість читання даних при відтворенні аудіо - 150 Кб/с. Ця ж шкала використовується для спрощеного позначення середньої швидкості обміну даними для носіїв іншого типу, наприклад, USB -брелоків і карток флеш-пам’яті. Сучасні моделі записуючих приводів, здатні прочитувати дані з дисків CD з швидкістю до 7,2 Мб/с (48х); підтримка швидкості 7,8 Мб/с (52х) і вище є тільки у простих за конструкцією CD - ROM і CD -рекордерів.
Деякі моделі оптичних приводів можуть повідомляти за допомогою спеціальнійої команді кількість зафіксованих поодиноких помилок в одному блоці даних (C1), а також множинних помилок, що вимагають застосування спеціальних алгоритмів для їх виправлення (C2). Це дозволяє аналізувати стабільність розпізнавання оптичною системою приводу шаблону на поверхні носія, і відповідно, стійкість прочитування даних на диску. Особливо актуально це для дисків одноразово записуваних (CD - R) і перезаписуваних (CD - RW). Перевірка стабільності прочитування відміток, залишених лазером в шарі компакт-диска, дозволяє оцінити точність налаштування потужності лазера для виконання якісного запису, а також якість самих дисків, на які виробляється запис.
Команди оцінки рівня помилок, за якимих можна отримати дані про частоту C1 і С2, не є стандартними, їх реалізація залежить від виробника оптичного приводу.
DVD
Диски DVD відрізняються від CD не лише за такими фізичними параметрами, як глибина шару, ширина і мінімальна довжина ямок (пітів) на поверхні і довжина хвилі лазерного променя, що виконує прочитування даних, але і за своєю логічною структурою:
дані на дисках DVD організовані у вигляді секторів по 2064 байти, з яких 2048 байт, - інформаційні;
контрольні суми (коди виявлення помилок), наявні в кожному секторі, доповнюються кодами виправлення помилок - по 10 байт для кожних 172 байт, і разом вони утворюють рядок;
група з 192 рядків також доповнюється кодами виправлення помилок, в результаті виходить багаторівнева система надмірності для захисту від порушення цілісності через неправильно лічені дані.
Технології запису дисків DVD досі розвивається трьома незалежними напрямами. Формат DVD - R/-RW розробляється компанією Pioneer і приймається офіційною організацією, відповідальною за сертифікацію і стандартизацію формату DVD, - "DVD Forum". Формат DVD+R/+RW розробляється альянсом "RW Alliance", в який входять провідні виробники A/V -апаратури. Ця організація діє найактивніше, вона першою впроваджує нові технології і рішення. Третій формат записуваних дисків, DVD - RAM, розроблений групою японських компаній, в яку входять Hitachi, Matsushita тощо, але зважаючи на дорожнечу і обмежену підтримку іншими виробниками поширений мало.
Формат DVD - RAM спочатку припускав можливість багаторазового перезапису, тоді як диски "плюс" і "мінус" випускаються як в перезаписуваному, так і одноразово записуваному варіантах. Формат "мінус" є найбільш сумісним з точки зору логічної структури з первинним форматом DVD - ROM, а у "плюса" є деякі проблеми, у зв'язку з чим при записі дисків необхідно включати режим сумісності з DVD - ROM ("Booktype setting", або "bitsetting"). Диски DVD - RAM з форматом DVD - ROM не сумісні за визначенням, оскільки мають інший формат розмітки доріжок.
Формат DVD спочатку передбачав можливість зберігання інформації на двох шарах диска: нижній шар є відображувальним, верхній - напівпрозорим, відстань між ними складає приблизно 55 нм. За рахунок точного фокусування лазера при прочитуванні можлива робота з одним з двох шарів; при цьому щільність даних у двошарового диска трохи зменшена (10%), щоб підвищити стабільність читання. Сьогодні існують записувані (поки - одноразово) диски з двома шарами - DVD+R Double Layer (DVD+R9) і DVD - R Dual Layer (DVD - R9), які істотно дорожчими (приблизно у 5 разів) за одношарові. Застосування таких дисків виправдано для запису відеофільмів у високій якості.
Відеодиски DVD - Video поширені дуже широко, вони можуть бути як одно-, так і двошаровими. Багато виробників оптичних накопичувачів спеціально обмежують швидкість їх читання (так званий "Rip-lock") для зниження рівня шуму при перегляді відео і для неможливості швидкого копіювання дисків.
Базова швидкість (1Х) для дисків DVD відрізняється від такої у CD. За точку відліку узята швидкість відтворення потоку відео у форматі MPEG2 з аудіодоріжкою у форматі Dolby AC3 - 1,375 Мб/с. На сьогодні максимальна швидкість читання, при якій можлива стабільна робота з диском DVD, складає 22 Мб/с (16х). Для підвищення швидкості запису виробники оптичних приводів почали застосовувати нові методики, очікується поява пристроїв з підтримкою запису на швидкості 24х і вище.
Для дисків DVD також можливий контроль якості - він проводиться аналогічним чином, тільки з підрахунком помилок при перевірці кодів рядків - PIE, і кодів стовпців - PIF. Частота виникнення одиничних помилок PIE може бути досить високою, але вони легко виправляються "на льоту". Помилки PIF можуть бути фатальними, якщо аналіз контрольних сум не дозволить їх виправити. В цьому випадку привод фіксує помилку типу POF.
1.2. Програми для тестування якості
Сьогодні існує ряд програм від незалежних розробників, які дозволяють проводити тестування якості читання дисків різних типів. Ось перелік найвідоміших з них:
KProbe (www.cdrlabs.com/kprobe/) - приводи Lite - On і що базуються на їх дизайні (наприклад, деякі моделі Sony);
CD/DVD Speed (www.cdspeed 2000.com) - приводи NEC, Pioneer, BenQ, LG, Lite - On, Sony і інші.
DVDInfoPro (www.dvdinfopro.com) - BenQ, Pioneer, AOpen, Lite - On, Teac.
Деякі виробники пропонують свої програми для тестування якості запису і читання, які сумісні, звичайно, тільки з їх приводами. Такі утиліти є, наприклад, у BenQ і Plextor.
Програма CDVD Benchmark
/
Однією з універсальних програм, що дозволяють протестувати приводи з носіями CD і DVD, є програма CDVD Benchmark (www.cd-bremse.de). Її головними достоїнствами є оперативність, інформативність і видача тільки найбільш важливих результуючих відомостей. Окрім цього в програмі передбачена можливість використання спеціальних еталонних дисків. Єдиною незручністю для більшості англомовних користувачів може стати тільки німецька мова інтерфейсу. Невеликий розмір програми дозволяє без проблем викачати її через Internet і використовувати в домашніх умовах.
/
/
Перший пункт головного меню програми Datei дає доступ до команд загального характеру. Найбільший практичний інтерес з них представляє Laufwerkinfo generieren, що дозволяє отримати інформацію про систему і у тому числі про використовуваний накопичувач оптичних дисків.
/
//
Другий пункт головного меню дозволяє запустити усі можливі тести підряд Alle Tests Starten, або вибрати тільки один з них. Ще нижче опція Fehlerkorrektur - Test дозволяє побудувати графік швидкості читання з поверхні носія, у тому числі з еталонних дисків лінії ABEX, які в Україні не продаються. Останній пункт Einstellungen цієї підгрупи меню дозволяє перед тестуванням уточнити робочі параметри цієї процедури за своїм смаком.
/
При натисненні на третій пункт Ansicht головного меню можна отримати можливість уточнити фінальний вигляд підсумкового графіку. Йдеться про відсутність або присутність, яких-небудь характерних ліній або умовних символів.
/
Четвертий пункт Fenster головного меню дозволяє задати розмір області графіку на екрані, підлаштувавши його тим самим оптимальним чином під властивості монітору.
/
Нарешті, остання опція Hilfe верхнього меню традиційно надає допомогу користувачеві. У цій версії програми це інтерпретується як збір системної інформації і отримання відомостей про версію утиліти.
/
Тепер подивимося на фінальний скриншот, отриманий в результаті тестування накопичувача разом з аудіодиском. Екран поділений на дві половини. У лівій - зеленою лінією відображена швидкість обертання шпинделя, білою лінією - швидкість читання з поверхні диска. Червона горизонтальна риска показує середнє значення швидкості читання. На правій половині екрану умовними значками різного кольору дані значення випадкового пошуку, випадкового доступу і випадкового доступу по всій довжині рядків, отримані в ході тестування. Червоними горизонтальними лініями дані середні значення цих параметрів. У самому низу скриншоту на двох горизонтальних смугах зліва направо програма видає середню швидкість читання в "Х" і потім мінімальне і максимальне значення, далі три ці значення дано виражені в Кб/с. Слідом за ними вказаний робочий діапазон швидкостей читання приводу на тестованому носієві (як його позиціонує сама програма). Під знайомим словом CPU приведено завантаження центрального процесора при вибраній до початку тесту швидкості 1Х. далі йдуть значення середнього часу пошуку, доступу і доступу по всій довжині рядка, що не вимагають детальних пояснень. Потім йде підтвердження можливості приводу працювати з "точним потоком" і помилками C2. Сама остання характеристика виражає швидкість передачі даних по інтерфейсу.
Найбільшу популярність серед спеціалізованих утиліт, призначених для тестування накопичувачів на оптичних носіях, має пакет продуктів під маркою Nero. Їх перевагою є набір широких можливостей, що поєднується з безкоштовністю і невеликим об'ємом, що дозволяє без проблем викачати їх з сайту www.cdspeed 2000.com. Окрім них існує ще ряд спеціальних програм, які також можуть бути використані для цих цілей, - мова про них піде нижче.