¿Por qué los CD y DVD se llenan desde el centro hacia afuera?

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Recientemente tuve que grabar un DVD por primera vez en mucho tiempo y me preguntaba por qué los CD y DVD comienzan en el centro y van hacia el borde.

Los medios de discos rotativos más antiguos, como los discos de vinilo, comenzaron desde el borde y se dirigieron hacia el centro, por lo que no pudo haber sido por razones históricas.

Estoy buscando buenas fuentes sobre el razonamiento de esta estructura de datos.

dvd compact-disc burning optical-media Burgi
fuente

Respuestas:

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¿Por qué los CD y DVD llenan sus datos desde el medio hacia afuera?

Tenga en cuenta que la suposición anterior hecha en la pregunta es incorrecta.

Resumen :

  • Por razones históricas , escribir (y leer) desde adentro tiene sentido (son posibles discos de diferentes tamaños como se explica en otras respuestas).

  • Por motivos de rendimiento de lectura , los discos modernos pueden escribirse (y leerse) en el exterior o incluso en ambas direcciones (doble capa).

Notas:

  1. La mayoría de los discos son de tamaño estándar.

  2. Los CD y DVD producidos comercialmente no se escriben sino que se sellan en una imprenta.

    Aunque todos los DVD (tanto caseros como comerciales) utilizan "pozos" y "protuberancias" creadas físicamente (los pozos en el lado ilegible, y los protuberancias están en el lado legible) en los discos para almacenar la información de video y audio, hay un diferencia sobre cómo se crean los "hoyos" y los "golpes" en los DVD comerciales en comparación con la forma en que se hacen en un DVD grabado en casa.

    Las películas en DVD que compra en la salida de video local se fabrican con un proceso de estampado. Este proceso es algo así como la forma en que se hacen los discos de vinilo, aunque la tecnología es obviamente diferente (los discos de vinilo están estampados con surcos en lugar de DVD estampados con hoyos y golpes).

    Fuente La diferencia entre DVD comerciales y grabados en casa

El resto de esta respuesta se concentra en el aspecto del rendimiento.

Las excepciones para escribir (y leer) desde adentro son los juegos de XBox (y otros juegos de consolas de juegos) y los DVD de doble capa (películas).

Juegos de Xbox

Los juegos de Xbox tienen los datos escritos desde el exterior por razones de rendimiento, ya que el exterior gira más rápido que el interior, los datos se pueden leer más rápido.

Los juegos de Xbox se almacenan en discos formateados con DVD-9 (9GB de una cara, doble capa) y en realidad están escritos de una manera muy interesante. Los juegos están escritos desde el exterior de los discos DVD-9 hacia adentro, lo que significa que la mayoría de los discos tendrán la mayoría de sus datos almacenados alrededor del perímetro exterior del disco.

Dado que la unidad de DVD en Xbox es una unidad de velocidad angular constante (CAV), puede leer más datos por segundo de las pistas más externas, lo que lo convierte en una forma altamente optimizada de almacenar datos en los DVD para reducir los tiempos de carga. Obviamente, la unidad también puede leer CD y DVD normales.

Hardware de origen detrás de las consolas - Parte I: Xbox de Microsoft

DVD de doble capa (películas)

Los DVD de doble capa se pueden escribir en cualquier dirección: hay dos modos de escritura.

La mayoría de las películas se escriben como una ruta de pista opuesta . Una película se dividirá a través de las capas, por lo que no es necesario volver al borde interno en el cambio de capa.

Hay dos modos para la orientación de doble capa. Con la ruta de pista paralela (PTP), utilizada en DVD-ROM, ambas capas comienzan en el diámetro interno (ID) y terminan en el diámetro externo (OD) con la salida. Con Opposite Track Path (OTP), utilizado en DVD-Video, la capa inferior comienza en la ID y la capa superior comienza en el OD, donde termina la otra capa, comparten una entrada y una salida.

Fuente DVD-R DL

DavidPostill
fuente
2
Acepté esta respuesta, ya que tiene la investigación más completa y explica las diferentes metodologías que desconocía cuando originalmente hice la pregunta.
Burgi
99
Lo que pasa con los juegos de XBox se simplifica hasta el punto de ser menos que preciso. Un disco Xbox es un DVD normal escrito de manera normal (números de sector bajo en el interior, números de sector alto en el exterior). Simplemente usan un diseño de pista no estándar (y un sistema de archivos no estándar) para almacenar cosas en los sectores más altos disponibles. Sin embargo, nada está "escrito desde afuera hacia adentro", eso sería físicamente incompatible con las unidades normales porque la dirección en espiral sería incorrecta.
hobbs
3
El GameCube, como se ha mencionado en otra respuesta, es un ejemplo de un sistema que realmente no ejecutar la espiral hacia otro lado, debido a que el sistema no se preocupa por la lectura de los DVD normales.
hobbs
1
@hobbs No creo que Gamecube escriba sus discos con la espiral en la otra dirección. La Wii puede leer DVD (aunque no oficialmente), y se pueden piratear muchos discos duros para leer discos Wii / GC. No creo que haya ningún indicio de que la espiral misma esté en dirección opuesta; Me parece recordar haber leído que es un mito popular. Si puede proporcionar una buena fuente (por ejemplo, un análisis técnico en lugar de que alguien en un foro lo afirme), ¡con mucho gusto me retractaré!
Muzer
1
@hobbs No veo nada sobre los discos de GameCube que se escriben de afuera hacia adentro en Anatomy of an Optical Medium Authentication . Es un sistema de archivos patentado, un blanqueador del sector físico que es conceptualmente tan diferente del DVD estándar como el CD-ROM XA del modo 1, y algunas claves de descifrado en el Área de corte de ráfaga.
Damian Yerrick
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Esto está destinado a permitir discos de diferentes tamaños.

El disco óptico estándar de hoy es de 12 cm de diámetro. Sin embargo, los medios ópticos se han producido históricamente en una amplia variedad de tamaños. Los LaserDiscs de los años 1970 y 1980 se hicieron en tamaños de 30 cm, 20 cm y 12 cm; más recientemente, los CD, DVD y BD se fabrican en un formato Mini de 8 cm (que almacena 210 MB, 1,4 GB y 7,8 GB, respectivamente) además de los 12 cm estándar.

A diferencia de los discos de vinilo, donde la aguja se puede colocar fácilmente en el disco a mano, los reproductores de discos ópticos electrónicos necesitarían componentes adicionales (o al menos lógica de firmware adicional) para encontrar el borde del disco y localizar la primera pista si se reproducen desde el afuera adentro, lo que haría su diseño considerablemente más complejo y costoso. El centro del disco proporciona una ubicación de inicio consistente para cualquier disco insertado en el reproductor, independientemente de su tamaño.

Sin embargo, no todos los medios ópticos se leen de adentro hacia afuera.

Si bien la mayoría de los medios ópticos estándar se leen de esta manera, hay formatos de disco patentados (a veces vistos en consolas de juegos) que asumen uno o solo unos pocos tamaños específicos y se leen desde afuera hacia adentro. Hay un par de razones para esto:

  • Es más rápido leer desde el exterior del disco que desde el interior. A la misma velocidad de rotación (por ejemplo, 10000 rpm), la velocidad lineal en el exterior del disco es mayor que la velocidad lineal en el interior del disco, lo que resulta en un mayor rendimiento hacia el exterior. Por encima de 10000 rpm, los discos ópticos pueden tambalearse en exceso e incluso romperse, lo que coloca un límite superior en la velocidad de rotación.
  • Hace que la copia ilegal de discos sea más difícil. Como se mencionó anteriormente, la mayoría de los reproductores de discos ópticos funcionan de adentro hacia afuera. Un disco que se lee desde afuera hacia adentro no se puede leer con lectores de discos ópticos comunes.
bwDraco
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Esta respuesta es incorrecta. No todos los DVD están escritos de esta manera :)
DavidPostill
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@DavidPostill Entonces, la pregunta es incorrecta. :)
Kamil Maciorowski
1
Convenido. Esto no hace que la respuesta sea fundamentalmente incorrecta. La pregunta (incorrectamente) supone que todos los medios ópticos se leen al revés, y la respuesta se basa en esta suposición. He editado la respuesta para reflejar el hecho de que algunos medios ópticos propietarios leen de afuera hacia adentro.
bwDraco
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La pregunta no dice "todos los medios ópticos" en ninguna parte, se refiere específicamente a CD y DVD.
qasdfdsaq
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También permite hacer discos de diferentes formas . Aunque no estoy seguro de si es la intención o una consecuencia de escribir primero en el centro.
Olivier Grégoire
15

Con el vinilo fue más fácil colocar la aguja en el exterior que en el interior del disco giratorio.

Los CD pueden tener diferentes tamaños y formas. El disco puede tener cualquier tamaño desde el interior. Además, la mayoría de las personas tocará el CD en el borde, por lo que habrá menos huellas digitales cuando la unidad lea la primera pista.

Por cierto, tiene que ver con la velocidad. Las primeras unidades de CD tenían una velocidad constante para leer los datos.

Offler
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Punto interesante, pero no podrían haber sabido que las personas harían formas extrañas y maravillosas para empezar.
Burgi
99
El tamaño de un disco es probablemente bastante clave aquí. Si asume que necesita comenzar en un punto central fijo e ir hacia afuera, entonces su disco puede, dentro de lo razonable, tener el tamaño que desee. Si comienza desde afuera y trabaja hacia adentro, entonces debe tener un tamaño de disco establecido.
Mokubai
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@AndrewMorton Aclaración: La primera se derivó de discos de audio y tenía CLV. Los discos láser como sistema anterior usaban CLV. Los discos de audio (o video) no se benefician del CAV, sino de una velocidad de datos constante. -Los CD de audio, por lo tanto, tenían 495 a 212 rpm -> el disco se mueve a 1,2 m / s por lectura láser. Para la velocidad de datos constante, Audio CD, Video DVD y BluRay usan CLV. Los primeros CD-ROM de computadora tenían una velocidad "individual" o "1x" que era equivalente a los CD de audio (~ 150 KiB / s). Los CD-ROM posteriores deberían ser más rápidos y para ganar más velocidad (o tener mejores valores de comercialización) en algún momento se introdujo el CAV.
Offler
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@burgi Shape es un efecto secundario de los tamaños variables.
Offler
1
@Burgi Lo sabían, porque ya sucedió hace décadas con los discos de vinilo. en.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records
Agent_L
4

Junto con las razones que ya se han citado, cuando los CD eran nuevos, también se discutió el hecho de que los arañazos por el manejo normal tenían más probabilidades de ocurrir hacia los bordes del disco que hacia el centro (especialmente aquellos por desalineación) al poner un disco en una bandeja de disco).

Con los datos comenzando desde el centro, y los arañazos con mayor probabilidad hacia los bordes, es más probable que ocurran rayones en una parte del disco que no contiene datos, por lo que el rayado no tiene ningún efecto en la lectura de los datos.

Jerry Coffin
fuente
Excepto que, al menos en algunos casos, los bloques de identificación y el material de protección contra escritura estaban en los anillos más externos.
Carl Witthoft el
1
@CarlWitthoft: Cierto, pero esas fueron cosas pirateadas después del hecho, no parte del diseño original.
Jerry Coffin
1

Tenga en cuenta también que los CD originalmente anticipaban la portabilidad como una característica, por ejemplo, Sony Walkman, que ya existía como un reproductor de cassette. Esos primeros jugadores portátiles redujeron la velocidad de su rotación a medida que la cabeza lectora se alejaba del centro.

En términos prácticos, eso significaba que a medida que se agotaban las baterías, en realidad se necesitaba menos potencia mecánica para girar el disco y obtener la misma velocidad de datos de superficie.

Tom Williams
fuente
2
Eso implica que el tiempo de funcionamiento de la batería se limitó a reproducir un CD.
Fixer1234
Era. Bueno, después de un rato lo fue. :)
Stijn de Witt
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Otras respuestas son buenas. Sin embargo, leí en alguna parte que el daño a los discos ocurre con mayor frecuencia y es más severo en la parte externa que en la interna.

Si esto es cierto, eso habría significado para los CD que tendrían una mayor durabilidad. Raramente los CD comerciales se escriben completos. El daño a la parte no escrita del CD sería irrelevante.

Además, el TOC o sistema de archivos en un disco, si está escrito en la parte más interna del CD / DVD, estaría mejor protegido y permitiría al menos leer datos parciales del resto del CD. Pero no he verificado la posición exacta de estos datos en los diferentes tipos de discos y modos de escritura, así que no sé si están escritos así.

akostadinov
fuente
¿Podría proporcionar algunas fuentes para esto? Esto ya ha sido especulado por @jerrycoffin (también sin fuentes).
Burgi
@Burgi, ops, perdió su respuesta. No tengo una referencia Fue hace mucho tiempo. Sin embargo, solo puedo decir que algunos programas de grabación tienen la configuración de prioridad, donde se puede elegir dónde se escriben los archivos en particular. Los archivos con prio superior se escriben antes que aquellos con prio inferior. k3bexpone eso, también supongo que las herramientas de nivel inferior utilizadas por él (probablemente mkisofs -sort).
akostadinov
Por otro lado, no veo que el archivomkisofs Léame mencione nada sobre rasguños: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort
akostadinov el
-3

La mayoría de los CD / DVD no están completamente llenos. Es más rápido que la computadora almacene o encuentre los datos requeridos en la porción interna debido a un diámetro menor, la distancia recorrida por el cabezal de lectura es menor, en comparación con la periferia externa del disco, donde el diámetro es máximo. Guardar y buscar en los círculos / cilindros más internos ahorra tiempo y energía.

jkj
fuente
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¿No sería todo lo contrario? La porción exterior contiene más, por lo que se requiere menos desplazamiento lateral.
Fixer1234
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En realidad, AFAIK, la velocidad de lectura es constante, la unidad simplemente tiene que girar más rápido cuando lee datos de la mayoría de los cilindros internos.
Salman A
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@SalmanA: Los CD de música son de velocidad angular constante. Las unidades de computadora modernas son de hecho Velocidad lineal constante, girando más rápido para las pistas internas. Esto requiere una electrónica de conducción más inteligente.
MSalters
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Los CD de música de @MSalters son CLV. Todos los discos CD tienen una densidad de bits lineal constante, por lo que la música se reproduce con CLV; La velocidad de giro variable se realizó ajustando rpm para mantener un FIFO medio lleno. Lo mismo era cierto con las primeras unidades de CDRom. Los más nuevos son ágiles para leer una amplia gama de velocidades de bits para que puedan girar rápidamente y adaptarse a cualquier resultado de velocidad de bits.
Greggo