Frage Warum füllen CDs und DVDs von der Mitte nach außen auf?


Kürzlich musste ich zum ersten Mal eine DVD brennen und ich wunderte mich, warum CDs und DVDs in der Mitte beginnen und an den Rand gehen.

Ältere rotierende Disc-Medien wie Vinyl-Schallplatten begannen von der Kante und gingen in Richtung der Mitte, so dass es aus historischen Gründen nicht sein konnte.

Ich suche nach guten Quellen zur Begründung dieser Datenstruktur.


146
2018-01-01 18:05


Ursprung




Antworten:


Warum füllen CDs und DVDs ihre Daten von der Mitte nach außen?

Beachten Sie, dass die obige Annahme in der Frage falsch ist.

Zusammenfassung:

  • Zum historisch Das Schreiben (und Lesen) von innen ist sinnvoll (Platten unterschiedlicher Größe sind möglich, wie in anderen Antworten erklärt).

  • Zum Leistung lesen Gründe dafür, dass moderne Platten außerhalb oder sogar in beiden Richtungen geschrieben (und gelesen) werden können (Dual Layer).

Anmerkungen:

  1. Die meisten Festplatten haben eine Standardgröße.

  2. Kommerziell produzierte CDs und DVDs werden nicht geschrieben gestempelt auf einer Presse.

    Obwohl alle DVDs (sowohl hausgemacht als auch kommerziell) "Pits" und "Bumps" auf den Discs verwenden (die Pits auf der unlesbaren Seite und die Bumps auf der lesbaren Seite sind), um die Video- und Audioinformationen zu speichern, gibt es a Unterschied, wie die "Pits" und "Bumps" auf kommerziellen DVDs erstellt werden, im Vergleich zu der Art und Weise, wie sie auf einer zu Hause aufgenommenen DVD gemacht werden.

    DVD-Filme, die Sie im lokalen Video-Outlet kaufen, werden mit einem Prägeprozess hergestellt. Dieser Prozess ähnelt der Art und Weise, wie Vinyl-Platten hergestellt werden - obwohl die Technologie offensichtlich anders ist (Vinyl-Platten sind mit Rillen versehen, während DVD mit Pits und Bumps versehen ist).

    Quelle Der Unterschied zwischen kommerziellen und selbst aufgenommenen DVDs

Der Rest dieser Antwort konzentriert sich auf den Leistungsaspekt.

Die Ausnahmen zum Schreiben (und Lesen) von innen sind XBox-Spiele (und andere Spiele-Konsolen-Spiele) und Dual-Layer-DVDs (Filme).


Xbox Spiele

Bei Xbox-Spielen werden die Daten aus Performancegründen von außen eingeschrieben - da sich die Außenseite schneller dreht als die Innenseite, können die Daten schneller gelesen werden.

Die Xbox Spiele selbst sind auf DVD-9 (9GB single-sided, double layer) formatierten Discs gespeichert und sind tatsächlich in einer sehr interessanten Art und Weise geschrieben. Die Spiele werden von der Außenseite der DVD-9-Discs nach innen geschrieben, was bedeutet, dass die meisten Discs tatsächlich den Großteil ihrer Daten am äußeren Umfang der Disc gespeichert haben.

Da das DVD-Laufwerk in der Xbox ein CAV-Laufwerk (Constant Angular Velocity) ist, kann es mehr Daten pro Sekunde von den äußersten Spuren lesen, was dies zu einer optimierten Möglichkeit macht, Daten auf den DVDs zu speichern, um Ladezeiten zu reduzieren. Natürlich kann das Laufwerk auch normale CDs und DVDs lesen.

Quelle Hardware hinter den Konsolen - Teil I: Microsofts Xbox

Dual Layer DVDs (Filme)

Dual Layer DVDs können in beide Richtungen geschrieben werden - es gibt zwei Schreibmodi.

Die meisten Filme sind als geschrieben gegenüberliegender Gleisweg. Ein Film wird über die Ebenen verteilt, so dass beim Ebenenwechsel kein Zurücksuchen zum inneren Rand erforderlich ist.

Es gibt zwei Modi für die zweischichtige Ausrichtung. Bei paralleler Spurführung (PTP), die auf DVD-ROM verwendet wird, beginnen beide Schichten am Innendurchmesser (ID) und enden am Außendurchmesser (OD) mit dem Auslauf. Bei OTP (Opposite Track Path), das auf DVD-Video verwendet wird, beginnt die untere Ebene an der ID und die obere Ebene beginnt an der OD. Die andere Ebene endet, sie teilen sich eine Ein- und eine Ableitung.

Quelle DVD-R DL


103
2018-01-01 18:44



Ich habe diese Antwort akzeptiert, da sie die umfassendste Forschung hat und die verschiedenen Methoden erklärt, die mir nicht bekannt waren, als ich die Frage ursprünglich gestellt habe. - Burgi
Die Sache mit XBox-Spielen ist so weit vereinfacht, dass sie weniger genau ist. Eine Xbox-Disc ist eine normale DVD, die normal geschrieben wird (niedrige Sektornummern auf der Innenseite, hohe Sektornummern auf der Außenseite). Sie verwenden einfach ein nicht standardmäßiges Spurlayout (und nicht standardmäßiges Dateisystem), um Daten in den höchsten verfügbaren Sektoren zu speichern. Nichts wird tatsächlich "von außen nach innen geschrieben", das wäre physikalisch inkompatibel mit normalen Laufwerken, weil die Spiralrichtung falsch wäre. - hobbs
Der GameCube, wie in einer anderen Antwort erwähnt, ist ein Beispiel für ein System, das tatsächlich funktioniert tut führe die Spirale in die andere Richtung, denn das System kümmert sich nicht darum, normale DVDs zu lesen. - hobbs
@hobbs Ich glaube nicht, dass der Gamecube seine Discs mit der Spirale in die andere Richtung schreibt. Die Wii kann DVDs lesen (obwohl nicht offiziell), und viele DVD-Laufwerk Firmwares können gehackt werden, um Wii / GC-Discs zu lesen. Ich glaube nicht, dass es Anzeichen dafür gibt, dass die Spirale selbst in eine entgegengesetzte Richtung weist; Ich erinnere mich, dass ich gelesen habe, dass es ein beliebter Mythos ist. Wenn Sie eine gute Quelle zur Verfügung stellen können (z. B. eine technische Analyse statt jemand in einem Forum, der es behauptet), werde ich gerne zurückziehen! - Muzer
@hobbs Ich sehe nichts darüber, dass GameCube-Discs außerhalb geschrieben werden Anatomie einer optischen Medium-Authentifizierung. Es ist ein proprietäres Dateisystem, ein physikalischer Sektor-Weiser, der konzeptionell von Standard-DVD so verschieden ist, wie CD-ROM XA von Modus 1 ist, und einige Entschlüsselungsschlüssel im Burst Cutting Area. - Damian Yerrick


Dies soll Disks unterschiedlicher Größe ermöglichen.

Die optische Standardscheibe hat heute einen Durchmesser von 12 cm. Optische Medien wurden jedoch historisch in einer großen Vielzahl von Größen hergestellt. Das LaserDiscs der 70er und 80er Jahre wurden in den Größen 30 cm, 20 cm und 12 cm hergestellt; In jüngerer Zeit werden CDs, DVDs und BDs in 8 cm hergestellt Mini Formfaktor (Speicherung von 210 MB, 1,4 GB bzw. 7,8 GB) zusätzlich zu den Standard 12 cm.

Im Gegensatz zu Schallplatten, bei denen die Nadel leicht von Hand auf die Schallplatte gelegt werden kann, benötigen elektronische CD - Player zusätzliche Komponenten (oder zumindest zusätzliche Firmware - Logik), um den Rand der CD zu finden und den ersten Titel zu finden draußen in, was ihre Konstruktion erheblich komplexer und teurer machen würde. Die Mitte der Disc bietet eine einheitliche Startposition für jede Disc, die im Player eingelegt ist, unabhängig von deren Größe.

Es werden jedoch nicht alle optischen Medien von innen nach außen gelesen.

Während die meisten optischen Standardmedien auf diese Weise gelesen werden, gibt es proprietäre Disc-Formate (manchmal in Spielekonsolen zu sehen), die eine oder nur einige spezifische Größen annehmen und von außen gelesen werden. Dafür gibt es mehrere Gründe:

  • Es ist schneller von der Außenseite der Disc als von innen zu lesen. Bei der gleichen Rotationsgeschwindigkeit (z. B. 10.000 U / min) ist die lineare Geschwindigkeit an der Außenseite der Scheibe höher als die lineare Geschwindigkeit an der Innenseite der Scheibe, was zu einer höheren Leistung nach außen führt. Oberhalb von 10.000 U / min können optische Discs übermäßig wackeln und sogar zerbrechen, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit begrenzt wird.
  • Es erschwert das illegale Kopieren von Disks. Wie oben erwähnt, arbeiten die meisten CD-Player von innen nach außen. Eine Disc, die von außen gelesen wird, kann mit gewöhnlichen optischen Disc-Lesegeräten nicht gelesen werden.

146
2018-01-01 18:30



Diese Antwort ist falsch. Nicht alle DVDs sind so geschrieben :) - DavidPostill♦
@DavidPostill Es ist also die Frage, die falsch ist. :) - Kamil Maciorowski
Einverstanden. Dies macht die Antwort nicht grundsätzlich falsch. Die Frage (falsch) geht davon aus, dass alle optischen Medien von innen nach außen gelesen werden, und die Antwort basiert auf dieser Annahme. Ich habe die Antwort bearbeitet, um die Tatsache zu reflektieren, dass einige proprietäre optische Medien von außen einlesen. - bwDraco
Die Frage sagt nicht "alle optischen Medien" irgendwo, es bezieht sich spezifisch auf CDs und DVDs. - qasdfdsaq
Es erlaubt auch, anders zu machen geformte Scheiben. Obwohl ich nicht sicher bin, ob es beabsichtigt ist oder eine Konsequenz, zuerst in der Mitte zu schreiben. - Olivier Grégoire


Mit Vinyl war es einfacher, die Nadel auf die Außenseite als auf die Innenseite der rotierenden Platte zu legen.

CDs können verschiedene Größen und Formen haben. Die CD kann von innen nach Belieben beginnen. Auch die meisten Leute werden die CD am Rand berühren - also weniger Fingerabdrücke, wenn das Laufwerk den ersten Titel liest.

BTW Es hat nichts mit der Geschwindigkeit zu tun. Die ersten CD-Laufwerke hatten eine konstante Geschwindigkeit beim Lesen der Daten.


15
2018-01-01 18:14



Interessanter Punkt, aber sie konnten nicht gewusst haben, dass Leute merkwürdige und wundervolle Formen zu Anfang machen würden. - Burgi
Die Größe einer Festplatte ist hier wahrscheinlich ziemlich wichtig. Wenn Sie davon ausgehen, dass Sie an einem festen Mittelpunkt beginnen und nach außen gehen müssen, kann Ihre Festplatte im Rahmen des Problems eine beliebige Größe haben. Wenn Sie an der Außenseite beginnen und nach innen arbeiten, müssen Sie eine festgelegte Datenträgergröße haben. - Mokubai♦
@AndrewMorton Klarstellung: Die erste stammt von Audio-CDs und hatte CLV. Laserdiscs als älteres System verwendet CLV. Audio (oder Video) -Disks haben keinen Vorteil von CAV, aber von einer konstanten Datenrate. -Audio CDs hatten also 495 bis 212 U / min -> Disc bewegt sich mit 1,2m / s per Leselaser. Für die konstante Datenrate verwenden Audio CD, Video DVD und BluRay CLV. Die ersten Computer-CD-ROMs hatten eine "single" oder "1x" Geschwindigkeit, was den Audio-CDs (~ 150 KiB / s) entsprach. Spätere CD-ROMs sollten schneller sein, und um schneller zu werden (oder bessere Marketing-Werte zu haben), wurde CAV irgendwann eingeführt. - Offler
@burgi Shape ist ein Nebeneffekt der variablen Größen. - Offler
@Burgi Sie wussten es, weil es schon vor Jahrzehnten mit Schallplatten passierte. en.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records - Agent_L


Zusammen mit den bereits erwähnten Gründen, als die CDs noch neu waren, gab es auch Diskussionen darüber, dass Kratzer aus der normalen Handhabung eher zu den Rändern der Scheibe als in Richtung der Mitte (insbesondere aus der Fehlausrichtung) kommen wenn Sie eine Diskette in ein Diskettenfach legen).

Wenn die Daten von der Mitte aus beginnen und Kratzer eher zu den Rändern führen, treten Kratzer eher auf einem Teil der Festplatte auf, der keine Daten enthält. Daher hat der Kratzer keine Auswirkung auf das Lesen der Daten.


4
2018-01-03 23:24



Abgesehen davon befanden sich zumindest in einigen Fällen Identifikationsblöcke und Schreibschutzmaterial in den äußersten Ringen. - Carl Witthoft
@CarlWitthoft: Stimmt - aber das waren Sachen, die nachher gehackt wurden, nicht Teil des ursprünglichen Designs. - Jerry Coffin


Man beachte auch, dass CDs ursprünglich die Portabilität als ein Merkmal voraussagten, z. B. Sony Walkman, das bereits als ein Kassettenspieler existierte. Diese frühen tragbaren Spieler verlangsamten ihre Rotation, während sich der Lesekopf weiter von der Mitte entfernte.

In der Praxis bedeutete das, dass Sie, als Ihre Batterien leer waren, tatsächlich weniger mechanische Energie benötigten, um die Festplatte zu drehen, um die gleiche Datenrate zu erhalten.


1
2018-01-05 18:25



Das bedeutet, dass die Akkulaufzeit auf das Abspielen einer CD beschränkt war. - fixer1234
Es war. Nun, nach einer Weile war es so. :) - Stijn de Witt


Andere Antworten sind gut. Ich habe irgendwo gelesen, dass Schäden an Scheiben am äußeren Teil am häufigsten auftreten und am inneren Teil stärker sind als am inneren Teil.

Wenn das stimmt, hätte das für CDs bedeutet, dass sie eine bessere Haltbarkeit haben. Selten kommerzielle CDs sind voll geschrieben. Eine Beschädigung des ungeschriebenen Teils der CD wäre irrelevant.

Auch das TOC oder Dateisystem auf einer Platte, wenn es in den innersten Teil der CD / DVD geschrieben wird, wäre besser geschützt und würde zumindest Teildaten vom Rest der CD lesen. Aber ich habe die genaue Position dieser Daten auf den verschiedenen Diskettenarten und Schreibmodi nicht überprüft, so dass ich nicht weiß, ob es so geschrieben ist.


1
2018-01-09 09:27



Könnten Sie einige Quellen dafür bereitstellen? Dies wurde bereits von @jerrycoffin (auch ohne Quellen) spekuliert. - Burgi
@Burgi, Ops, verpasste seine Antwort. Ich habe keine Referenz. War lange her. Ich kann nur sagen, dass einige brennende Software die Prioritätseinstellung hat, wo man wählen kann, wo bestimmte Dateien geschrieben werden. Dateien mit einem höheren Prio werden vor denen mit einem niedrigeren Prio geschrieben. k3b deckt das auf, ich denke auch die Werkzeuge der unteren Ebene, die von ihm benutzt werden (wahrscheinlich mkisofs -sort). - akostadinov
Auf der anderen Seite sehe ich nicht mkisofs readme Erwähnen Sie etwas über Kratzer: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort - akostadinov


Die meisten CDs / DVDs sind nicht vollständig gefüllt. Es ist schneller für den Computer, die erforderlichen Daten in dem inneren Teil aufgrund des kleineren Durchmessers zu speichern oder zu finden, die von dem Lesekopf zurückgelegte Entfernung ist geringer im Vergleich zu dem äußeren Umfang der Scheibe, wo der Durchmesser maximal ist. Speichern und Suchen in den innersten Kreisen / Zylindern spart Zeit und Energie.


-3
2018-01-02 05:14



Wäre es nicht das Gegenteil? Der äußere Teil hält mehr, so dass weniger seitliche Bewegung erforderlich ist. - fixer1234
Eigentlich, AFAIK, ist die Leserate konstant, der Antrieb muss einfach schneller drehen, wenn er Daten von den innersten Zylindern liest. - Salman A
@SalmanA: Musik-CDs sind konstante Winkelgeschwindigkeit. Moderne Computer-Laufwerke sind in der Tat Constant Linear Velocity, die sich für die inneren Spuren schneller drehen. Dies erfordert intelligentere Antriebselektronik. - MSalters
@MSalters Musik CDs sind CLV. Alle CD-Platten haben eine konstante lineare Bit-Dichte - so wird Musik mit CLV abgespielt; Die variable Drehgeschwindigkeit wurde durch Einstellen der Drehzahl eingestellt, um einen FIFO halbvoll zu halten. Gleiches gilt für frühe CDRom-Laufwerke. Neuere sind agil, um eine breite Palette von Bitraten zu lesen, so dass sie sich schnell drehen und sich an beliebige Bitrate-Ergebnisse anpassen können. - greggo