Журнал "Компьютерра" №757

Как и вся серия Back-UPS, эта модель дает на выходе при работе от батарей совсем не синусоиду, а прямоугольные импульсы разной полярности, ширина которых зависит от мощности нагрузки. Переходные процессы при пропадании и появлении сети, между тем, выглядят вполне прилично, и провалов по напряжению больше длительности одного периода сети не наблюдается [2,3].

Поразвлекавшись с перезагрузкой подключенных устройств и зафиксировав осциллограммы переходных процессов, я было собрался уже упаковать тестовый экземпляр обратно в коробку, но тут вспомнил о самом главном - а как же с нормальным автоматическим завершением работы компьютера при пропадании сетевого питания? Перекопав софт, его справку и инструкцию, мне, увы, так и не удалось найти об этом никаких упоминаний. COM-порта у данной модели ИБП нет, поэтому штатные механизмы Windows по управлению питанием работать не будут. Команда остановки могла бы передаваться через Ethernet, но никакого резидентного драйвера или программы, способной принять команду по сети и дать системе соответствующий сигнал, обнаружить также не удалось. Вопрос этот так и остался открытым. Впрочем, могу предположить, что ответ на него предельно прост - модель не предназначена для питания серверов, которые функционируют автономно, а свой домашний десклтоп пользователь может выключить и без помощи автоматики.

ТЕХНОЛОГИИ: Красный, синий, голубой…

Автор: Юрий Ревич

Возможно, как и винчестеры на основе магнитной записи, оптические диски будут постепенно вытесняться твердотельными носителями. Но до их полного ухода в отставку еще далеко: по крайней мере в одной области - тиражирования музыки и кино - они пока вне конкуренции. В общем-то, и конкуренции никакой нет: если не считать прямых продаж через Интернет, альтернатива оптике здесь попросту отсутствует.

Поэтому развитие оптических технологий хранения информации издавна находилось под присмотром медиаиндустрии, хотя киностудии и лейблы всегда меньше влияли на техническую сторону дела, чем им хотелось бы. Вознамерившись исправить ситуацию и целиком поставить функциональность новых носителей Blu-ray и HD DVD под свой контроль, медиабизнес добился лишь беспрецедентной задержки выхода этих технологий на рынок - как минимум на два года. Есть мнение, что индустрия вообще промахнулась: подобно тому, как высококачественный звук в формате DVD-Audio остался уделом исчезающе малого процента меломанов, а всеобщую популярность завоевал "ущербный" MP3 и его аналоги, так и суперкачественные фильмы с высоким разрешением на носителях Blu-ray вполне могут остаться лишь дорогой игрушкой для ценителей кино. Особенно если учесть, с одной стороны, ограничения на копирование, дискриминацию по зонам и прочие сложности, которые медиаиндустрия упорно продвигает в рамках взятого ей курса на "борьбу с пользователями", а с другой - все расширяющийся сектор интернет-продаж, где компактность играет не последнюю роль.

Попытаемся отвлечься от всех этих надуманных проблем и подойти к вопросу с чисто технической стороны: а что, собственно, нам предлагают и как это работает? Для начала посмотрим, как вообще устроены оптические носители и каковы их основные потребительские свойства.

Привод учится читать

При чтении луч лазера по-разному отражается от впадин и выпуклостей, что фиксируется чувствительным фотодатчиком через фокусирующую линзу. Последняя находится на подвижной оси, аналогично головкам жесткого диска, и может, подобно им, подстраивать свое положение по максимуму сигнала. Скорость работы системы управления фокусирующей линзы такова, что эффективно отслеживаются вертикальные биения диска даже при значительных скоростях вращения. Однако свыше 4000–5000 об./мин. (что соответствует скоростям чтения 48–52х) диски раскручивать нецелесообразно: из-за неизбежной при массовом производстве несбалансированности дисков и возникающих при этом вибраций, качество чтения начинает падать в среднем уже при скоростях выше 40х. Периодическое "завывание" скоростных приводов обусловлено тем, что они ищут оптимальный режим чтения: свыше некоторой скорости процесс замедляется из-за того, что приходится делать слишком много повторов для исправления ошибок. Так что если у вас есть возможность, то лучше сразу ограничивать "аппетиты" привода с помощью программ ограничения максимальной скорости (приблизительно до 32–40х) - "завываний" станет значительно меньше, а время готовности диска даже снизится.

CD значит "компакт-диск"

Простейший оптический способ хранения информации, когда нули-единицы кодируются выпуклостями и впадинами на прозрачном (первоначально стеклянном) диске придуман голландским физиком Классом Компааном в 1969 году. В следующем году Компаан совместно с инженером Питом Крамером из компании Philips завершил изготовление прототипа, и инженеры пришли к необходимости использования лазерного луча для чтения информации. Привычный пластмассовый компакт-диск родился позднее - в 1977 году Mitsubishi, Hitachi и Sony представляют на Токийской выставке первый прототип аудиодиска, а в следующем году Philips предлагает в качестве основы компакт-диска применять и поныне используемый поликарбонат. В 1981 году с подачи Sony и Philips был принят первый Compact Disk Standard, известный ныне как CD-DA.

Первые компакт-диски были предназначены исключительно для распространения музыки. Согласно легенде, емкость аудио-CD (74 минуты 33 секунды звучания), выпущенного на рынок совместно компаниями Sony и Philips в 1982 году, была обусловлена вкусами супруги исполнительного директора Sony, очень любившей классическую музыку: именно столько длится 9-я симфония Бетховена. Разумеется, это не более чем легенда: емкость скорее всего выбиралась так, чтобы соответствовать времени звучания стандартных музыкальных альбомов, выпускавшихся тогда на виниловых пластинках.

Компакт-диски унаследовали от винила не только объем, но и способ записи: единой концентрической дорожкой, только от центра к краям, а не так, как на виниле (и, заметим, на магнитных дисках), - от края к центру. При этом читающий лазер следует за дорожкой, подобно игле звукоснимателя на традиционном проигрывателе.

Далее сходство заканчивается: в отличие от винила, на компакт-диск записываются цифровые данные. Согласно стандарту так называемого CD-качества, которое, говорят, устраивает абсолютное большинство слушателей, звук оцифровывается с частотой 44,1 тысяча отсчетов в секунду, каждый из которых записывается в двухбайтном формате (то есть с 65536 градациями уровня сигнала). Проделав элементарные арифметические операции, вы обнаружите, что для передачи такого потока данных нужен канал не менее 86 Кбайт/с, а для стерео - более 170 Кбайт/с. Так что формальная величина "однократной" (1х) скорости для CD, равная 150 Кбайт/с, на самом деле означает 176400 байт/с - именно с такой скоростью данные записываются, а также поступают из привода в программу воспроизведения. Легко также подсчитать, что аудиодиск должен содержать около 750 Мбайт "чистых" данных.

Реально же количество информации на CD еще много больше, так как данные пишутся не напрямую: каждые 8 бит кодируются специальным 14-битным кодом EFM (Eight-to-Fourteen Modulation - кодировка 8 в 14). 24 таких "символа" данных образуют звуковой кадр, содержащий 6 отсчетов (сэмплов) левого канала и 6 отсчетов правого канала (по 16 бит каждый). К каждому кадру добавляется 8 бит коррекции ошибок (используется так называемый помехозащитный код Рида-Соломона) и один служебный, что в сумме дает 33-битный кадр. С учетом того, что каждый "символ" разделяется тремя битами, общее число "символов" в кадре составляет 588. Такие кадры, как легко подсчитать, исходя из частоты дискретизации 44,1 кГц, идут со скоростью 7350 раз в секунду. 98 кадров образуют единовременно считываемую единицу: звуковой сектор, содержащий 2352 байта данных. Общий поток "физических" данных при скорости 1х, с учетом кодов коррекции и служебных байт, составляет 4,3 Мбит/с.

Такой подход позволяет не очень заботиться об ошибках при записи и чтении. Так, наличие царапин на традиционном аудио-CD до некоторого предела никак не сказывается ни на качестве звука, ни на стабильности воспроизведения: использование кодов коррекции позволяет исправить до 3500 групповых ошибок подряд (занимающих на диске зону около 2,5 мм вдоль дорожки). Другое дело - диски с данными (Data CD), где ошибки недопустимы, и количество полезной информации еще меньше. Величина 650 Мбайт полезной информации, характерная для дисков с данными, получается потому, что в них используется еще один дополнительный в сравнении с аудиодиском уровень коррекции ошибок, на который приходится тратить часть дискового пространства: из упомянутых 2352 байт в каждом секторе аудиодиска, Data CD использует лишь 2048 байт (величина, кратная 512 байтам, образующим сектор на жестком диске).

Заметим, кстати, одно свойство аудиодисков: информация с них должна поступать с совершенно определенной, точно заданной скоростью, зависящей в первую очередь от скорости вращения, которую приходится повышать в областях, расположенных ближе к центру диска, и снижать к краям (полный диапазон изменения угловой скорости - примерно вдвое). Упреждающее чтение с накоплением информации в буфере, что позволило практически избавиться, в частности, от джиттера (заметных на слух дефектов воспроизведения из-за неравномерности поступления цифровой информации), стали использовать позднее - сначала приводы еле успевали воспроизводить то, что поступало в реальном времени. Первые приводы CD вообще не "умели" читать аудиоданные с диска в цифровой форме с точностью до бита, ведь небольшие сбои и пропуски в аудиопотоке на слух незаметны. Так что копию "бит в бит" аудиодиска с помощью этих приводов было сделать невозможно, что очень устраивало производителей.

Заметим в скобках, что истоки монополии лейблов, за которую они так яростно сражаются и по сей день, именно оттуда: при почти полном отсутствии средств качественного копирования музыки[ В этом отличие ситуации 1960–80-х годов за рубежом и в нашей стране, где рынок в области поп- и рок-музыки, по сути, отсутствовал и большинство записей у нас распространялось путем аналогового копирования - вполне незаконного с сегодняшней точки зрения. Большинство же зарубежных бытовых моделей магнитофонов-плееров вообще линейного входа для записи не имели; к тому же процедура довольно сложна с точки зрения рядового зарубежного "чайника" и приводит к заметному снижению качества, так что в условиях насыщенного западного рынка попросту была нецелесообразна. По этим причинам наличие на рынке некоторого количества моделей магнитофонов с возможностью записи лейблы тогда совершенно не беспокоило.] пользователь был вынужден покупать что дают - например, целый альбом ради одного хита. Странно только, что лейблы посчитали такую ситуацию вечной и были страшно удивлены, когда с распространением цифровых средств копирования пользователи стали поголовно отказываться покупать музыку "оптом", предпочитая набирать "синглы" по собственному вкусу.