Некоторые коды EFM начинаются и заканчиваются единицей (1) или более чем пятью нулями (0), поэтому после каждого 14-разрядного значения EFM, записанного на диске, добавлены три дополнительных бита, называемые объединяющими битами (merge bits). Обычно объединяющие биты являются нулями (0), но могут в случае необходимости со­держать и единицы (1), используемые для разбивки длинной строки смежных нулей (0), образованной соседними 14-разрядными значениями EFM. В дополнение к образованно­му 17-разрядному значению (EFM плюс объединяющие биты) к началу каждого блока добавляется 24-разрядное число синхронизации (плюс еще три объединяющих бита). В общей сложности в каждом блоке диска содержится 588 бит (73,5 байт). С учетом того, что в каждом секторе расположено 98 блоков, получаем, что в каждом секторе содержится 7 203 байт. Таким образом, 74-минутный диск содержит примерно 2,4 Гбайт фактически записываемых данных. После декодирования, удаления кодов коррекции ошибок и дру­гой информации остается примерно 682 Мбайт (650 MiB) действительно используемого объема диска.

Границы впадин преобразуются в двоичные биты, значение которых представлено еди­ницей (1). Первичный 8-разрядный код каждого символа преобразован в 14-разрядный, и каждый 14-разрядный код EFM отделен от последующего тремя объединяющими би­тами (в этом примере все нули).

Скорость накопителей на компакт-дисках

При поиске определенного сектора данных или музыкальной дорожки на диске, нако­питель находит адрес данных в оглавлении TOC, которое записано на нулевой дорожке компакт-диска, после чего лазерный луч перемещается к нужному витку спирали и ожи­дает появления нужной последовательности битов.

Компакт-диски первоначально разрабатывались для записи звуковых файлов, поэто­му скорость считывания данных накопителем должна быть постоянной. Для того чтобы поддерживать постоянную скорость считывания, данные на дисках CD-ROM записыва­ются с использованием метода, получившего название записи с постоянной линейной скоростью (Constant Linear Velocity — CLV). Это означает, что дорожка (и соответственно данные) по отношению к считывающему устройству всегда перемещаются с одной и той же скоростью, равной 1,3 м/с (метров в секунду). Дорожка представляет собой спираль, витки которой по мере приближения к центру диска располагаются более компактно. Поэтому для обеспечения постоянной линейной скорости необходимо, чтобы скорость вращения диска изменялась по определенному закону. Другими словами, при считывании данных с внутренней дорожки диск должен вращаться быстрее, а при считывании ин­формации с внешней — медленнее. Скорость вращения диска в накопителе 1х (линейная скорость накопителя 1х равна 1,3 м/с) изменяется от 540 об/мин при считывании данных, расположенных в начале дорожки (на внутренней части диска), до 212 об/мин при чтении дорожки на внешней части диска.

Одним из способов повышения эффективности CD-ROM стало увеличение скорости дисководов, т. е. повышение частоты вращения. Дисководы, скорость вращения которых стала вдвое или вчетверо выше первоначальной, получили название накопителей 2х и 4х. Последним устройством, созданным по этой технологии, стал дисковод 12х, скорость вращения диска в котором изменялась в пределах от 2 568 до 5 959 об/мин, что позволяло поддерживать постоянную скорость передачи данных. При дальнейшем увеличении ско­рости вращения производители столкнулись с определенными проблемами, связанными с созданием двигателя, позволяющего быстро изменять скорость при считывании данных из различных частей диска. Именно поэтому большинство дисководов со скоростью вы­ше 12x имеют постоянную скорость вращения (при этом линейная скорость не является постоянной). Так как угловая скорость (скорость вращения) остается неизменно постоянной, этот метод получил название записи с постоянной угловой скоростью (Constant Angular Velocity — CAV).

Дисководы CAV, как правило, работают тише, чем дисководы CLV. Это связано с тем, что двигателю не приходится постоянно увеличивать или уменьшать частоту вращения. Дисководы (в основном перезаписывающие), использующие технологии CLV и CAV, по­лучили название Partial-CAV или P-CAV (частично постоянная угловая скорость). Напри­мер, большинство перезаписываемых дисководов при записи диска работают в режиме CLV, а при считывании данных — в режиме CAV.

Скорости дисководов CD-ROM могут быть самыми разными — от 1х до 56х и вы­ше. В неперезаписываемых накопителях, скорость которых не более 12х, как правило, используется технология CLV; большинство накопителей со скоростью 16x и выше яв­ляются устройствами CAV. При использовании накопителей CAV скорость перемещения данных по отношению к считывающему устройству изменяется в зависимости от фи­зического расположения данных на компакт-диске (например, внутренняя или внешняя часть дорожки). Это также означает, что накопители CAV считывают данные, находящи­еся на внешней части диска, быстрее данных, расположенных ближе к его центру. Этим воспользовались производители, введя пользователей в заблуждение при первом появ­лении накопителей нового типа. Например, накопитель 12x CLV считывает данные со скоростью 1,84 Мбайт/с, причем эта скорость не зависит от расположения данных. На­копитель 16x CAV, в свою очередь, считывает данные, расположенные на внешней части диска, со скоростью 16x (2,46 Мбайт/с). Следует заметить, что скорость считывания дан­ных с внутренней части диска гораздо ниже и достигает всего лишь 6,9x (1,06 Мбайт/с). Таким образом, средняя скорость чтения данных накопителя 16x получается 11,5x или примерно 1,76 Мбайт/с. При этом среднее значение скорости даже несколько преувели­чено, так как диски читаются с внутренней части (т. е. более медленной) и переходят к внешней части. Полученное значение относится к считыванию полного объема диска, а фактическая средняя скорость чтения данных значительно ниже.

Все это означает, что дисководы 12x CLV могут быть гораздо быстрее, чем нако­пители 16x или даже 20x! Не забывайте, что объявленная скорость накопителей CAV является не более чем максимальной скоростью передачи данных, которая достигается при считывании данных, расположенных на внешней части диска.

Вибрации, возникающие при чтении дисков, могут привести к снижению скоростей быстродействующих накопителей до уровня, обеспечивающего их минимальную надеж­ность. Часто причиной разбалансировки CD-ROM становится маленькая бумажная эти­кетка с серийным номером, наклеенная на поверхность компакт-диска. Поэтому во мно­гие высокоскоростные накопители CD и DVD встраиваются механизмы автобалансировки или амортизации, позволяющие решить подобные проблемы. Единственный недостаток таких механизмов состоит в том, что при возникновении вибрации они замедляют вра­щение диска, снижая тем самым скорость передачи данных.

Форматы компакт-дисков и накопителей

После создания формата Red Book CD-DA, ком­пании Philips и Sony начали работу над стандартами других форматов, позволяющими сохранять на компакт-дисках данные, видеоматериалы или фотографии. Эти стандарты определяют способ форматирования данных, в соответствии с которым выполняется их считывание. В то же время дополнительные форматы файлов определяют, в свою очередь, структуру драйверов и программного обеспечения компьютера, позволяющие правильно распознать и интерпретировать считанные данные. Обратите внимание, что геометриче­ские параметры компакт-диска и организация структуры данных, обусловленные стан­дартом Red Book, были приняты всеми последующими стандартами CD. Это относится к кодированию данных и основным уровням коррекции ошибок, которые поддерживают­ся дисками CD-DA. Остальные "книги" определяют в первую очередь методы обработки 2 352 байт, содержащихся в каждом секторе, типы сохраняемых данных, способы их фор­матирования и т. п.