Perché CD e DVD si riempiono dal centro verso l'esterno?


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Di recente ho dovuto masterizzare un DVD per la prima volta da anni e mi chiedevo perché i CD e i DVD iniziassero al centro e andassero verso il limite.

I vecchi supporti a disco rotante come i dischi in vinile sono partiti dal bordo e sono andati verso il centro, quindi non avrebbe potuto essere per ragioni storiche.

Sto cercando buone fonti sul ragionamento per questa struttura di dati.

Risposte:


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Perché CD e DVD riempiono i loro dati dal centro verso l'esterno?

Si noti che il presupposto sopra riportato nella domanda non è corretto.

Riepilogo :

  • Per ragioni storiche , scrivere (e leggere) dall'interno ha senso (sono possibili dischi di dimensioni diverse, come spiegato in altre risposte).

  • Per motivi di prestazioni di lettura , i dischi moderni possono essere scritti (e letti) all'esterno o anche in entrambe le direzioni (doppio strato).

Appunti:

  1. La maggior parte dei dischi ha dimensioni standard.

  2. I CD e i DVD prodotti commercialmente non sono scritti ma stampati su una macchina da stampa.

    Sebbene tutti i DVD (sia casalinghi che commerciali) utilizzino "buche" e "protuberanze" create fisicamente (le fosse sul lato illeggibile e le protuberanze sul lato leggibile) sui dischi per memorizzare le informazioni audio e video, esiste un differenza nel modo in cui i "pits" e i "dossi" vengono creati sui DVD commerciali rispetto al modo in cui sono realizzati su un DVD registrato a casa.

    I film in DVD acquistati presso la presa video locale sono realizzati con un processo di stampa. Questo processo è un po 'come il modo in cui sono realizzati i dischi in vinile - sebbene la tecnologia sia ovviamente diversa (i dischi in vinile sono stampati con scanalature rispetto al DVD con buche e dossi).

    Fonte la differenza tra DVD commerciali e registrati in casa

Il resto di questa risposta si concentra sull'aspetto delle prestazioni.

Le eccezioni alla scrittura (e alla lettura) dall'interno sono i giochi XBox (e altri giochi per console di gioco) e i DVD a doppio strato (film).


Giochi Xbox

I giochi Xbox hanno i dati scritti dall'esterno per motivi di prestazioni, poiché l'esterno ruota più velocemente di quanto l'interno possa essere letto più velocemente.

Gli stessi giochi Xbox sono archiviati su dischi formattati DVD-9 (9 GB a lato singolo, doppio strato) e in realtà sono scritti in modo molto interessante. I giochi sono scritti dall'esterno dei dischi DVD-9 all'interno, il che significa che la maggior parte dei dischi avrà effettivamente la maggior parte dei loro dati memorizzati attorno al perimetro esterno del disco.

Poiché l'unità DVD in Xbox è un'unità a velocità angolare costante (CAV), è in grado di leggere più dati al secondo dalle tracce più esterne, rendendolo un modo altamente ottimizzato di archiviare dati sui DVD per ridurre i tempi di caricamento. Ovviamente l'unità può anche leggere CD e DVD regolari.

Hardware di origine dietro le console - Parte I: Xbox di Microsoft

DVD a doppio strato (film)

I DVD a doppio strato possono essere scritti in entrambe le direzioni: esistono due modalità di scrittura.

La maggior parte dei film sono scritti come percorso della traccia opposto . Un film verrà suddiviso su tutti i livelli, quindi non è necessario cercare il bordo interno al cambio di livello.

Esistono due modalità per l'orientamento a doppio strato. Con il percorso di traccia parallelo (PTP), utilizzato su DVD-ROM, entrambi gli strati iniziano con il diametro interno (ID) e terminano con il diametro esterno (OD) con il lead-out. Con Opposite Track Path (OTP), utilizzato su DVD-Video, il livello inferiore inizia dall'ID e il livello superiore inizia dal OD, dove termina l'altro livello, condividono un lead-in e un lead-out.

Fonte DVD-R DL


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Ho accettato questa risposta in quanto ha la ricerca più completa e spiega le diverse metodologie di cui non ero a conoscenza quando ho inizialmente posto la domanda.
Burgi,

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La cosa sui giochi XBox è semplificata al punto da essere meno che accurata. Un disco Xbox è un normale DVD scritto nel modo normale (numeri di settore bassi all'interno, numeri di settore alti all'esterno). Usano semplicemente un layout di traccia non standard (e un filesystem non standard) per archiviare roba nei settori più alti disponibili. Nulla è in realtà "scritto dall'esterno in" però, che sarebbe fisicamente incompatibile con i normali azionamenti perché la direzione della spirale sarebbe sbagliata.
Hobbs

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Il GameCube, come menzionato in un'altra risposta, è un esempio di un sistema che esegue effettivamente la spirale dall'altra parte, perché a quel sistema non interessa leggere i normali DVD.
Hobbs

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@hobbs Non credo che il Gamecube scriva i suoi dischi con la spirale nella direzione opposta. Wii è in grado di leggere DVD (anche se non ufficialmente) e molti firmware di unità DVD possono essere hackerati per leggere dischi Wii / GC. Non credo ci sia alcuna indicazione che la spirale stessa sia in una direzione opposta; Mi sembra di ricordare di aver letto che è un mito popolare. Se riesci a fornire una buona fonte (es. Qualche analisi tecnica piuttosto che qualcuno su un forum che lo afferma), sarò felice di ritirarmi!
Muzer,

1
@hobbs Non vedo nulla sui dischi GameCube scritti all'esterno di Anatomy of a Optical Medium Authentication . È un file system proprietario, uno sbiancante del settore fisico che è concettualmente diverso dal DVD standard come il CD-ROM XA è dalla modalità 1 e alcune chiavi di decrittazione nell'area di taglio Burst.
Damian Yerrick,

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Questo ha lo scopo di consentire dischi di dimensioni diverse.

Il disco ottico standard oggi ha un diametro di 12 cm. Tuttavia, i supporti ottici sono stati storicamente prodotti in un'ampia varietà di formati. I LaserDisc degli anni '70 e '80 sono stati realizzati nelle dimensioni 30 cm, 20 cm e 12 cm; più recentemente, CD, DVD e BD sono realizzati in formato Mini da 8 cm (con memorizzazione rispettivamente di 210 MB, 1,4 GB e 7,8 GB) oltre ai 12 cm standard.

A differenza dei dischi in vinile, in cui l'ago può essere facilmente posizionato manualmente sul disco, i lettori di dischi ottici elettronici avrebbero bisogno di componenti extra (o almeno logica del firmware extra) per trovare il bordo del disco e individuare la prima traccia se riprodotti dal all'esterno, il che renderebbe il loro design notevolmente più complesso e costoso. Il centro del disco fornisce una posizione iniziale coerente per qualsiasi disco inserito nel lettore, indipendentemente dalle sue dimensioni.

Tuttavia, non tutti i supporti ottici vengono letti dall'interno verso l'esterno.

Mentre la maggior parte dei supporti ottici standard viene letta in questo modo, ci sono formati di disco proprietari (a volte visti nelle console di gioco) che assumono una o solo alcune dimensioni specifiche e vengono letti dall'esterno in. Ci sono un paio di ragioni per questo:

  • È più veloce da leggere dall'esterno del disco che dall'interno. Alla stessa velocità di rotazione (ad es. 10000 rpm), la velocità lineare all'esterno del disco è superiore alla velocità lineare all'interno del disco, con prestazioni più elevate verso l'esterno. Oltre i 10000 giri / min, i dischi ottici possono oscillare eccessivamente e persino frantumarsi, ponendo un limite superiore alla velocità di rotazione.
  • Rende più difficile la copia illegale di dischi. Come accennato in precedenza, la maggior parte dei lettori di dischi ottici funzionano dall'interno. Un disco letto dall'esterno non può essere letto con normali lettori di dischi ottici.

Questa risposta non è corretta Non tutti i DVD sono scritti in questo modo :)
DavidPostill

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@DavidPostill Quindi la domanda non è corretta. :)
Kamil Maciorowski il

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Concordato. Questo non rende la risposta fondamentalmente sbagliata. La domanda (erroneamente) presuppone che tutti i supporti ottici siano letti al rovescio e la risposta si basa su questo presupposto. Ho modificato la risposta per riflettere il fatto che alcuni supporti ottici proprietari leggono all'esterno.
bwDraco,

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La domanda non dice "tutti i supporti ottici" da nessuna parte, si riferisce specificamente a CD e DVD.
qasdfdsaq,

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Permette anche di realizzare dischi di forma diversa . Anche se non sono sicuro che sia destinato o una conseguenza della scrittura prima al centro.
Olivier Grégoire,

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Con il vinile era più facile mettere l'ago all'esterno che all'interno del disco rotante.

I CD possono avere dimensioni e forme diverse. Il disco può avere qualsiasi dimensione a partire dall'interno. Inoltre, la maggior parte delle persone toccherà il cd sul bordo, quindi meno impronte digitali quando l'unità legge la prima traccia.

A proposito, non ha nulla a che fare con la velocità. Le prime unità CD avevano una velocità costante nella lettura dei dati.


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Punto interessante ma non potevano sapere che le persone avrebbero fatto forme strane e meravigliose per cominciare.
Burgi,

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La dimensione di un disco è probabilmente la chiave qui. Se supponi di dover iniziare da un punto centrale fisso e andare verso l'esterno, il tuo disco può, entro limiti ragionevoli, avere qualsiasi dimensione ti piaccia. Se inizi dall'esterno e lavori verso l'interno, devi avere una dimensione del disco impostata.
Mokubai

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Chiarimento di @AndrewMorton: il primo era derivato da dischi audio e aveva CLV. I laserdisc come vecchio sistema utilizzavano CLV. I dischi audio (o video) non beneficiano del CAV, ma di una velocità di trasmissione dati costante. - I CD audio avevano quindi da 495 a 212 giri / min -> il disco si sposta a 1,2 m / s mediante lettura laser. Per la costante velocità di trasmissione dati CD audio, DVD video e BluRay utilizzare CLV. I primi CD-ROM per computer avevano una velocità "singola" o "1x" che era l'equivalente dei CD audio (~ 150 KiB / s). I CD-ROM successivi dovrebbero essere più veloci e per ottenere più velocità (o avere valori di marketing migliori) ad un certo punto è stata introdotta la CAV.
Offler

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@burgi Shape è un effetto collaterale delle dimensioni variabili.
Offler

1
@Burgi Lo sapevano, perché era già successo decenni fa con dischi in vinile. it.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records
Agent_L

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Oltre ai motivi che sono già stati citati, quando i CD erano nuovi, si è discusso anche del fatto che i graffi derivanti dalla normale gestione avevano molte più probabilità di verificarsi verso i bordi del disco piuttosto che verso il centro (specialmente quelli dovuti a disallineamenti) quando si inserisce un disco nel vassoio del disco).

Con i dati che iniziano dal centro e che i graffi sono più probabili verso i bordi, è più probabile che si verifichino graffi su una parte del disco che non contiene dati, quindi non ha alcun effetto sulla lettura dei dati.


Solo che, almeno in alcuni casi, i blocchi di identificazione e gli oggetti di protezione dalla scrittura erano negli anelli più esterni.
Carl Witthoft,

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@CarlWitthoft: Vero - ma quelle erano cose hackerate dopo il fatto, non facevano parte del design originale.
Jerry Coffin,

1

Si noti inoltre che i CD inizialmente prevedevano la portabilità come funzionalità, ad esempio Sony Walkman, che esisteva già come lettore di cassette. Quei primi lettori portatili rallentarono la loro rotazione mentre la testa di lettura si spostava più lontano dal centro.

In termini pratici, ciò significa che quando le batterie si sono scaricate, in realtà hai bisogno di meno energia meccanica per girare il disco per ottenere la stessa velocità dei dati di superficie.


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Questo tipo di implica che la durata della batteria era limitata alla riproduzione di un CD.
fixer1234,

Era. Bene, dopo un po 'lo era. :)
Stijn de Witt,

1

Altre risposte sono buone Ho letto da qualche parte però che i danni ai dischi si verificano più spesso e più gravi nella parte esterna che nella parte interna.

Se questo è vero, ciò significherebbe per i CD che avranno una maggiore durata. I CD raramente commerciali sono scritti per intero. I danni alla parte non scritta del CD sarebbero irrilevanti.

Anche il sommario o il filesystem su un disco, se scritti nella parte più interna del CD / DVD, sarebbero meglio protetti e consentirebbero almeno la lettura di dati parziali dal resto del CD. Ma non ho verificato la posizione esatta di questi dati sui diversi tipi di disco e modalità di scrittura, quindi non so se è scritto in questo modo.


Potresti fornire alcune fonti per questo? Questo è già stato ipotizzato da @jerrycoffin (anche senza fonti).
Burgi,

@Burgi, ops, ha perso la sua risposta. Non ho un riferimento. È stato tanto tempo fa. Posso solo dire che alcuni software di masterizzazione hanno l'impostazione di priorità, dove si può scegliere dove sono scritti determinati file. I file con prio superiore vengono scritti prima di quelli con prio inferiore. k3bespone che, anche io immagino gli strumenti di livello inferiore da esso utilizzati (probabilmente mkisofs -sort).
Akostadinov

D'altra parte non vedo il mkisofsreadme menzionare nulla sui graffi: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort
akostadinov

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La maggior parte dei CD / DVD non è completamente piena. È più veloce per il computer memorizzare o trovare i dati richiesti nella parte interna a causa del diametro inferiore, la distanza percorsa dalla testina di lettura è inferiore, rispetto alla periferia esterna del disco, dove il diametro è massimo. Il salvataggio e la ricerca nei circoli / cilindri più interni consente di risparmiare tempo ed energia.


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Non sarebbe il contrario? La parte esterna tiene più quindi è necessaria una corsa laterale minore.
Fixer 1234

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In realtà, AFAIK, la velocità di lettura è costante, l'unità deve semplicemente girare più velocemente quando legge i dati dalla maggior parte dei cilindri.
Salman A

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@SalmanA: i CD musicali sono Constant Angular Velocity. I moderni drive per computer sono infatti Constant Linear Velocity, che ruotano più velocemente per le tracce interne. Ciò richiede un'elettronica di azionamento più intelligente.
Salteri il

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I CD musicali di @MSalters sono CLV. Tutti i dischi CD hanno una densità di bit lineare costante, quindi la musica viene riprodotta con CLV; la velocità di centrifuga variabile è stata effettuata regolando i giri / min per mantenere pieno un mezzo FIFO. lo stesso valeva per le prime unità CDRom. I più nuovi sono agili per leggere una vasta gamma di bit rate in modo che possano semplicemente girare velocemente e adattarsi a qualsiasi risultato bitrate.
Greggo,
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