Таким образом, информатика – это наука об общих принципах обработки информации при помощи компьютерных средств. 3 страница

Кроме чипсета в состав материнской платы могут входить микросхемы других устройств, выполняющих функции, не относящиеся к функциям материнской платы. Например, в материнскую плату может быть встроена звуковая карта, сетевая карта или видеокарта. Такие устройства называются интегрированными в материнскую плату. Наличие интегрированной видеокарты означает, например, что монитор можно подключать непосредственно к соответствующему разъему материнской платы.

Генератор тактовой частоты также является необходимым элементом материнской платы, задающим частоту прохождения всех электрических импульсов (частоту системной шины) и, следовательно – скорость обмена данными между всеми устройствами компьютера. Если частота системной шины равна , то минимальное временное расстояние между импульсами . Если от одного устройства передается другому одновременно n бит, то максимальная (пиковая) скорость передачи денных между этими устройствами бит/с. Это же относится и к передаче данных внутри устройств, за исключением процессора – в нем внутренняя скорость передачи данных гораздо выше. В процессоре действует другая, более высокая тактовая частота , где К_п – коэффициент умножения частоты. Величина K_п находится в диапазоне от 2 до 21. Поэтому - тактовая частота процессора - может значительно превышать тактовую частоту системной шины .

Системные шины – это системы проводников, обеспечивающие прохождение электрических сигналов между устройствами. Таким образом, устройства обмениваются данными друг с другом именно через системные шины. Микросхемы чипсета связаны друг с другом и со слотами устройств через шины, выполненные в виде электрической разводки платы. Основной характеристикой шины является разрядность (ширина шины) – количество бит, которые могут передаваться по шине одновременно. Тип и разрядность шины определяются аппаратным интерфейсом, который эта шина должна поддерживать, поэтому, говоря о разрядности шины, имеют в виду именно тип интерфейса.

Для подключения различных устройств к материнской плате используются слоты – специальные разъемы, соединенные через соответствующие шины с микросхемами чипсета. Каждый слот предназначен для передачи данных в соответствии с определенным интерфейсом, поэтому слоты обозначаются теми же аббревиатурами, что и интерфейсы, например, PCI, AGP, USB.

Последний элемент списка автономный источник питания представляет собой стандартный маленький аккумулятор, предназначенный для поддержания работы энергонезависимой памяти и генератора тактовой частоты в то время, когда компьютер выключен. При выходе автономного источника питания из строя происходит сбой системных часов и настроек BIOS, что может привести к сбоям в работе программ. Вышедший из строя автономный источник питания, как правило, несложно заменить.

2.4.2. Процессор (CPU).

Процессор или CPU (Central Processing Unit) – это устройство, в котором, собственно, и происходит обработка информации, т.е. реализуется основная функция компьютера. Процессор получает данные из оперативной памяти, обрабатывает их и возвращает обратно в оперативную память. Обменом данными между процессором и оперативной памятью управляет контроллер памяти, входящий в состав чипсета. В последнее время появились ПК, использующие высокопроизводительный интерфейс Hypertransport, успешно использовавшийся ранее в суперкомпьютерах и позволяющий эффективно реализовать многопроцессорные системы. При такой архитектуре контроллер памяти является составной частью процессора, что позволяет процессору взаимодействовать с памятью напрямую.

Данные из памяти передаются процессору в специальные ячейки – регистры. Для того чтобы процессору запросить какие-либо данные из оперативной памяти, ему необходимо указать, где именно в оперативной памяти эти данные находятся. Местонахождение данных в оперативной памяти указывается с помощью адреса – порядкового номера байта оперативной памяти. Данные, расположенные в оперативной памяти, могут быть двух видов – собственно данные или коды команд процессора. Хотя в обоих случаях в памяти записано какое-то двоичное число, интерпретируется это число по-разному – команды и данные передаются по разным шинам на разные регистры. Для передачи адресов также предусмотрена отдельная шина и отдельная группа регистров. Таким образом, в обмене данными между процессором и памятью используется системная шина, состоящая из трех частей - адресной шины, шины команд и шины данных. Разрядность каждой из этих шин в значительной степени определяет производительность компьютера, но наиболее важна разрядность адресной шины, т.к. она определяет максимально возможное значение адреса оперативной памяти и, следовательно, максимальный объем оперативной памяти, с которой может работать процессор (объем адресуемой памяти). Если разрядность адресной шины равна , то объем адресуемой памяти равен байт, т.е. для 16-разрядной шины B = 64 kB, для 32-разрядной шины B = 4 GB, для 64-разрядной шины объем адресуемой памяти составляет 16 млн. терабайт – больше, чем суммарный объем памяти всех компьютеров мира. Кроме разрядности шины (внешней разрядности) важна и емкость внутренних регистров (внутренняя разрядность процессора), определяющая количество бит, обрабатываемых любым автономным блоком процессора за 1 такт. В настоящее время большинство персональных компьютеров 32-разрядные, но появляются и 64-разрядные.

Для повышения эффективности работы в современных процессорах используется встроенная быстродействующая память – кэш-память, выполняющая функцию буфера между оперативной памятью и ядром процессора, в котором происходит выполнение команд. Данные из оперативной памяти сначала попадают в кэш-память процессора и только затем подвергаются дальнейшей обработке. При этом реализуется пакетный способ передачи данных – данные из оперативной памяти в кэш-память передаются сразу большим блоком (пакетом).

Производительность процессора зависит в первую очередь от его тактовой частоты , определяющей количество элементарных операций совершаемых процессором в единицу времени. Современные ПК характеризуются значениями от 2 ГГц до 4 ГГц. Использование более высоких тактовых частот связано со значительными техническими трудностями, главными из которых являются проявление волновых свойств электрических импульсов на высоких частотах (что приводит к искажениям сигналов) и увеличение тепловыделения с ростом частоты (что приводит перегреву микросхем или к необходимости делать сложную и громоздкую систему охлаждения). Поэтому в настоящее время разработчики процессоров стремятся увеличить производительность процессоров, не увеличивая существенно тактовую частоту.

Производительность процессора зависит также от числа элементарных операций, выполняемых процессором одновременно (за один такт). В этом случае говорят, что операции выполняются параллельно и что процессор поддерживает параллельные вычисления. Рассмотрим основные способы организации параллельных вычислений внутри процессора.

Конвейерная обработка данных. Применяется почти во всех современных процессорах. В основу конвейерной обработки положен тот факт, что тактовые (т.е. выполняющиеся за один такт частоты процессора) элементарные операции, на которые разбивается каждая команда, выполняются разными независимыми блоками процессора. Эти операции могли бы выполняться одновременно, но для одной команды это невозможно – каждая следующая операция использует результат предыдущей. Зато одновременные вычисления можно организовать для группы однородных независимых между собой команд. Пусть, например, процессору нужно выполнить последовательность из большого количества независимых однотипных команд. Для упрощения рассуждений будем считать, что процессор состоит из n блоков, а каждая команда состоит из последовательности n тактовых операций, причем, i-ю операцию выполняет i-й блок. После того, как 1-й блок выполнит 1-ю операцию 1-й команды (за 1-й такт), он освободится и сможет сразу выполнить 1-ю операцию 2-й команды. Одновременно с ним 2-й блок будет выполнять 2-ю операцию 1-й команды. Все это произойдет за 2-й такт. За 3-й такт 1-й блок выполнит 1-ю операцию 3-й команды, 2-й блок – 2-ю операцию 2-й команды, а 3-й блок – 3-ю операцию 1-й команды и т.д. Таким образом, каждая очередная команда процессора начинает выполняться не после окончания предыдущей команды (на это в нашем примере ушло бы n тактов), а через один такт после начала предыдущей. Эффективность конвейерной обработки зависит от конструкции процессора, объема кэш-памяти, и от специфики обрабатываемого программного кода.

Конвейерная обработка данных, позволяющая одновременно обрабатывать любые (не обязательно однотипные) команды называется суперскалярной.

Технология Hyperthreading (гипертрединг, многоконвейерная обработка данных) – дальнейшее развитие идеи конвейерной обработки. В этом случае процессор снабжается двойным набором регистров и воспринимается программным обеспечением как 2 параллельно работающих процессора. На самом деле процессор один и имеет одно ядро, в котором собственно происходят вычисления, но одновременно могут выполняться команды от 2-х различных задач. Наибольший эффект дает использование такого процессора, если компьютер работает в многозадачном режиме (это характерно для всех современных ПК), причем, одновременно выполняющиеся программы носят существенно разный характер. Например, если сложная вычислительная задача выполняется одновременно с компьютерной игрой, процессор с Hyperthreading даст максимальный выигрыш – обе программы почти не заметят друг друга. Если же одновременно работают две вычислительных задачи, то использование процессора с Hyperthreadingпрактически не даст выигрыша по сравнению с таким же процессором без этой технологии.

Двухядерные процессоры. Это по сути дела выполнение двух процессоров в одной микросхеме, т.е. одновременное использование двух параллельно работающих процессоров. Использование двухядерного процессора повышает производительность работы в 2 раза практически для любого многозадачного режима работы компьютера. Не дает выигрыша такой процессор только в однозадачном режиме (например, в операционной системе DOS). Дальнейшее развитие этой технологии, по-видимому, приведет к созданию многоядерных процессоров для ПК.

Конструктивно любой процессор для ПК выполняется в виде микросхемы, которая вставляется в специальный (процессорный) слот материнской платы. Т.к. работа процессора сопровождается выделением большого количества тепла, для его охлаждения используются радиатор и специальный вентилятор, которые плотно прижимаются к корпусу процессора. В настоящее время есть несколько стандартов процессорных слотов, поэтому необходимо, чтобы процессор и материнская плата соответствовали друг другу.

Микросхема процессора состоит из огромного количества (сотен миллионов) мельчайших полупроводниковых элементов – транзисторов. Количество транзисторов в единице объема процессора называется степенью интеграции и определяет удельную производительность. Увеличение степени интеграции позволяет либо уменьшить объем при данной производительности, либо увеличить производительность при заданном объеме. Вместо степени интеграции часто пользуются другой величиной – средним размером одного транзистора. В этом случае говорится, что микросхема изготовлена по технологии … - и далее указывается средний размер транзистора в микронах (1мкм = 10^-6 м).или в нанометрах (1 нм = 10^-9 м). Современные микросхемы изготавливаются по технологии 50 – 90 нм, что близко к технологическому пределу.

Наиболее крупный производитель процессоров для ПК - патриарх разработки компьютерных микрочипов - фирма Intel. На протяжении последних 20 лет она выпускала процессоры 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium-MMX, Pentium-2, Pentium-3, Pentium-4, Pentium-D, Core Solo, Core Duo (приведены в хронологической последовательности). Одновременно с Pentium-2 была также запущена линейка аналогичных, но несколько более дешевых (бюджетных) процессоров Celeron. Кроме того, выпускается линейка дорогих процессоров Xeon для серверов.

Кроме Intel, крупным производителем процессоров является фирма AMD. Ее последние разработки – 64-х разрядные процессоры Athlon64, двухядерные 64-х разрядные процессоры Athlon64 X2, серверные одноядерные и двухядерные процессоры Opteron, бюджетная линейка Sempron.

Выпускаются и другие типы процессоров. Например, во многих ПК Макинтош фирмы Apple используются процессоры PowerPC – совместная разработка фирм Motorola, Apple и IBM.

4.2.3. Оперативная память (RAM).

Оперативная память, называемая также ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (Random Access Memory, память с произвольным доступом) – это устройство, в котором находятся работающие в данный момент программы и данные для них. Любая программа перед выполнением должна быть загружена в оперативную память, после чего процессор сможет последовательно извлекать из памяти команды этой программы и выполнять их. Оперативная память, как и процессор, является необходимым устройством – без нее компьютер работать не сможет.

Данные в оперативной памяти хранятся только во время работы компьютера, при его выключении оперативная память очищается.

Оперативная память для ПК выполняется в виде модулей, представляющих собой набор микросхем закрепленных на специальной плате с контактами. Модули памяти вставляются в специальные слоты на материнской плате. Тип модулей памяти должен быть согласован с типом материнской платы и с типом процессора.

Модули памяти отличаются как по конструктивному исполнению (форм-фактор), так и по функциональному типу.

Форм-фактор - это стандарт, определяющий размеры модуля памяти, а также количество и расположение контактов. Существует несколько физически несовместимых форм-факторов памяти: SIMM (30 или 72 контактов, в настоящее время почти не используются), DIMM(168, 184, 200 или 240 контактов), SODIMM (72, 144, 168 или 200 контактов, уменьшенный размер), MicroDIMM (60 контактов, уменьшенный размер), RIMM (168, 184 или 242 контакта, для памяти типа Rambus).

Любая микросхема (чип) модуля памяти состоит из большого количества одинаковых элементарных ячеек, каждая ячейка способна хранить 1 бит данных, т.е. может находиться в одном из 2-х состояний: 0 (выключено) или 1 (включено), переход из одного состояния в другое осуществляется подачей управляющего импульса на эту ячейку. В настоящее время используются 2 типа элементарных ячеек памяти.

1) Триггеры. Это ячейки, состоящие из 6-7 транзисторов каждая. Триггер способен удерживать состояние 0 или 1 неограниченно долго, пока на него подано напряжение питания.

2) Емкостные ячейки. Каждая такая ячейка состоит из одного транзистора и одного микроконденсатора. Емкостные ячейки значительно меньше и проще по структуре, чем триггеры, но они обладают одним существенным недостатком – сохраняют свое состояние очень ограниченное время.

В соответствии с используемыми типами ячеек, строятся различные функциональные типы памяти.

1) Статическая памятьSRAM (Static RAM) строится из триггеров это наиболее надежный, но и наиболее дорогой, громоздкий и энергоемкий тип памяти. Статическая память используется для построения кэш-памяти, буфера жесткого диска и для других наиболее ответственных узлов.

2) Динамическая памятьDRAM (Dynamic RAM) строится из емкостных ячеек. Однако ограничиться только емкостными ячейками нельзя – такая память сможет хранить данные только в течение долей секунды. Поэтому, необходимым элементом динамической памяти является буфер, состоящий из триггеров, а необходимым условием работы такой памяти - процесс регенерации, состоящий в постоянном автоматическом считывании в буфер данных из различных блоков емкостных ячеек и перезаписи этих данных обратно. Таким образом, в динамической памяти реализуется непрерывный процесс перезаписи данных через буфер, что и объясняет ее название.

В модулях памяти ПК используется синхронная динамическая память. Синхронность памяти означает, что выборки данных из памяти происходят синхронно с тактовыми импульсами системной шины. На сегодняшний день существует четыре основных типа оперативной памяти: SDRAM (Synchronous DRAM), DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), DDR2 SDRAM, RDRAM (Rambus DRAM). Первые 3 типа – результат развития одного технического направления. В DDR скорость выборки данных увеличена в 2 раза по сравнению с SDRAM (при той же частоте) за счет передачи реализации 2-х операций за один такт, в DDR2 скорость выборки данных удвоена по сравнению с DDR. RDRAM – память, разработанная фирмой Rambus, ее модули могут вставляться только в слоты RIMM. В настоящее время RDRAM используется редко.

Объем оперативной памяти, установленной в ПК – это одна из главных характеристик, определяющих производительность компьютера. Быстродействие компьютера зависит от объема оперативной памяти не меньше (а часто и больше!), чем от тактовой частоты процессора. Это объясняется тем, что современное программное обеспечение характеризуется большим объемом кода программ, а для эффективной работы компьютера необходимо, чтобы все выполняющиеся в данный момент программы и все данные к ним находились в оперативной памяти. Если выполняющаяся программа не помещается в оперативную память, сбоя не происходит – вся программа или ее часть выгружается на жесткий диск,- но работа компьютера при этом резко замедляется. Таким образом, объем оперативной памяти должен быть достаточным с точки зрения используемого программного обеспечения. Например, для офисного компьютера при использовании в основном программ пакета Microsoft Office (MS Word, MS Excel, MS Power Point, MS Access) под операционной системой Windows XP необходимо не менее 256 MB оперативной памяти. При использовании же компьютера в качестве графической станции, для видеомонтажа или для трехмерных игр потребуется уже не менее 1 GB памяти.

Следует отметить, что если объем оперативной памяти таков, что всегда все выполняющиеся программы помещаются в оперативную память, дальнейшее увеличение объема памяти не приведет к повышению производительности компьютера. Поэтому объем памяти всегда нужно выбирать оптимальным, исходя из тех задач, для которых будет использоваться компьютер.

Еще одним важным параметром памяти является ее пиковое быстродействие (пропускная способность), т.е. максимальная скорость, с которой могут происходить операции чтения/записи данных. Эта величина определяется типом памяти, который, в свою очередь, определяется типом материнской платы. Пропускная способность обозначается количеством передаваемых в секунду бит, например, PC-4200 (4200 Mб/с), PC-6000 (6000 Mб/с).

Глава 2.5. Устройства хранения данных. Жесткие диски и сменные носители.

Оперативная память хранит только те данные, которые необходимы компьютеру в данный момент, и очищается при выключении компьютера. Поэтому в состав компьютерной системы должны входить устройства долговременного хранения данных, т.е. те устройства, в которых хранятся все программы и данные независимо от того, включен компьютер или выключен.

Устройства долговременного хранения данных можно классифицировать разными способами.

По функциональному назначению и степени автономности можно различают два типа таких устройств.

1. Жесткий диск.

2. Сменные носители.

Жесткий диск, HDD (Hard Disk Driver) является внутренним устройством компьютера, он расположен в системном блоке. Это основное устройство долговременного хранения данных. Любой укомплектованный настольный ПК имеет хотя бы один жесткий диск. Подключается жесткий диск к материнской плате через интерфейсы IDE(ATA), Serial ATA(SATA) или SCSI. Сейчас идет процесс постепенного перехода от старого параллельного интерфейса IDE(Integrated Drive Electronics) к более новому последовательному интерфейсу SATA(Serial Advanced Technology Attachment). Интерфейс SATA по сравнению с IDE обладает двумя основными преимуществами – более высокой скоростью передачи данных и отсутствием необходимости использовать громоздкие передающие шлейфы. При этом важно, что скорость передачи данных по SATA может еще увеличиваться в последующих разработках, а скорость передачи по IDE уже достигла своего теоретического предела. Интерфейс SCSI используется в том случае, когда необходимо организовать параллельную работу нескольких жестких дисков. Это очень актуально для серверов, для ПК такая необходимость возникает редко.

Основной характеристикой жесткого диска является его объем, измеряемый в гигабайтах (GB). Существуют жесткие диски объемом от 40 GB до 500 GB и выше.

В серверных системах часто используют набор из нескольких жестких дисков, объединенных в так называемый RAID-массив, управляемый специальным RAID-контроллером. Объем RAID-массива равен суммарному объему входящих в него жестких дисков, причем, весь RAID массив образует единое дисковое пространство, т.е. работает с данными, как один очень большой жесткий диск.

Жесткий диск может быть выполнен и в виде переносного устройства. В этом случае он выполняется в отдельном корпусе и подключается к компьютеру через интерфейсы USB-2 или FireWire. Такое устройство относится уже к сменным носителям данных.

Все устройства долговременного хранения данных, кроме внутреннего жесткого диска, являются сменными носителями данных. Примеры этих устройств мы рассмотрим далее.

По способу записи данных устройства хранения данных делятся на 4 типа.

1. Магнитные.

2. Оптические.

3. Электронные.

4. Магнитооптические.

Магнитные устройства хранения данных. Примером такого устройства является уже рассмотренный жесткий диск. Все такие устройства состоят из диска или пакета соосных дисков и считывающей/записывающей головки (системы считывающих/записывающих головок). Каждый диск покрыт ферромагнитным веществом, состоящим из отдельных зерен (доменов). Каждый домен или группу доменов можно намагнитить (установить значение 1) или размагнитить (установить значение 0). Таким образом, каждая магнитная ячейка, состоящая из одного домена или из нескольких доменов, может хранить 1 бит данных. Запись или чтение данных происходит при помощи магнитной головки. В процессе работы диск раскручивается до большой скорости (5400, 7200, 10000, 12000 или 15000 оборотов в минуту, обозначается 5400 rpm, 7200 rpm и т.д.), а головка может двигаться вдоль радиуса от периферии к центру и обратно.

Перемещения головки дискретны, каждому ее положению соответствует часть поверхности диска в виде узкого кольца. Такое кольцо называется магнитной дорожкой. При фиксированном положении головки можно считать данные с фиксированной дорожки (или записать на нее). Если в носителе используется не один диск, а система дисков, то возникает понятие цилиндра – совокупности дорожек разных дисков, находящихся друг под другом. Кроме деления на дорожки диск делится радиальными линиями на равные угловые секторы диска. Пересечение дорожки с таким угловым сектором образует сектор дорожки или блок – ему соответствует минимальный объем данных, который может быть считан с диска или записан на диск (использование терминов «сектор диска» и «сектор дорожки» иногда приводит к путанице, словом «сектор» обычно обозначается именно сектор дорожки, т.е. блок). Сектор (блок) включает в себя несколько тысяч или несколько десятков тысяч магнитных ячеек. Для увеличения скорости обмена данными используется электронный буфер, состоящий из элементов SRAM.

Наиболее важной характеристикой носителя данных является его объем, поэтому самая важная задача при разработке таких устройств – максимальное увеличение плотности записи данных. Для этого необходимо увеличить количество магнитных ячеек на единицу поверхности диска, т.е. максимально уменьшить размер каждой ячейки, определяемый размером домена, размером наконечника головки и расстоянием между наконечником головки и поверхностью диска. Наиболее сложно обеспечить очень малое (и строго определенное!) расстояние между наконечником головки и поверхностью диска. В современных HDD для этого используется принцип «парящей головки»: поток воздуха от вращающегося диска приподнимает головку на насколько микрон от поверхности, и она постоянно удерживается в таком положении.

Кроме HDD к магнитным носителям данных FDD, ZIP, JAZ, стримеры с магнитными лентами и некоторые другие устройства.

FDD (Floppy Disk Driver) – устройства хранения данных на дискетах диаметром 3,5 дюйма (3,5” = 8,4 см) емкостью 1,44 МБ. FDD состоит из привода, располагаемого в системном блоке, и съемных дискет. Для подключения привода FDD к материнской плате используется специальный интерфейс и соответствующий шлейф. Несмотря на очень маленькую емкость каждой дискеты и малую скорость доступа к данным, эти устройства до сих пор широко используются из-за своей дешевизны (стоимость дискеты – несколько центов, стоимость привода – несколько долларов).

Устройства ZIP и JAZ аналогичны FDD, но используют диски значительно большей емкости (от 100МБ до 1ГБ), однако в настоящее время эти устройства вытеснены перезаписываемыми оптическими накопителями и электронными флэш-накопителями.

Стримеры – устройства записи на магнитную ленту используются для резервного хранения больших объемов данных. Стримеры в отличие от большинства других носителей данных это – устройства последовательного доступа: для того, чтобы прочитать n-ю запись на магнитной ленте, нужно сначала прочитать n-1 предыдущих. Такая особенность не позволяет использовать стримеры для каких-либо целей, кроме резервного хранения данных или хранения их при транспортировке, но для этих целей стримеры весьма эффективны. Выпускаются стримеры, записывающие данные на магнитные ленты емкости от 40 ГБ до 800 ГБ. Стримеры для записи на ленты большой емкости (200 – 800 ГБ) - это очень дорогие устройства, их стоимость может во много раз превышать стоимость среднего ПК.

Оптические устройства хранения данных используют для считывания или записи данных лазерный луч. Рассмотрим различные типы оптических носителей данных.

1) CD (оптический Compact Disk). Обычно используют одно и то же обозначение и для устройства чтения/записи и для самих съемных носителей. Различают CD ROM (CD Read Only Memory – не перезаписываемый носитель), CD-R (CD-Recordable, однократно записываемый носитель), CD-RW (CD- ReWritable, многократно перезаписываемый носитель). Оптический носитель, на который записываются данные, представляет собой съемный диск, состоящий из 2-х плотно соединенных пластиковых дисков с тонким оптическим информационным слоем между ними. На информационном слое располагается спиральная дорожка, состоящая из чередующихся темных (поглощающих свет) и светлых (отражающих свет) точек. Каждая такая точка представляет 1 бит данных.

Тип CD зависит от способа реализации информационного оптического слоя.

В промышленно выпускаемых CD ROM темные точки представляют собой выемки (питы) глубиной около 1 мкм, в одном из двух соединенных пластиковых дисков. На этот (перфорированный) диск наносится тонкий слой отражающего металла (алюминия или золота).

В CD-R и CD-RW отражатель наносится на неперфорированный диск, а между ним и вторым диском помещается тонкий (около 1 мкм) слой специального светочувствительного вещества. В CD-R используется прозрачное вещество, темнеющее под воздействием мощного лазерного луча. В CD-RW используется вещество, имеющее 2 кристаллических состояния 1-прозрачное, 2-непрозрачное, под воздействием мощного лазерного луча происходит переход из 1-го состояние во 2-е и обратно. Количество циклов перезаписи RW-диска ограничено. Следует также отметить, что диски CD-RW читаются не на всех устройствах CD-ROM

В процессе работы (при считывании и записи данных) оптический диск раскручивается до угловой скорости около 10000 об/мин. Считывание данных происходит при помощи радиально перемещающейся оптической головки, содержащей маломощный лазер, освещающий диск, и датчик, анализирующий отраженный луч, и таким образом, распознающий темные и светлые точки. Запись данных происходит аналогично, но при этом используется гораздо более мощный лазер.

Стандартным считается CD-диск диаметра 5,25” (около 13 см). Емкость таких дисков составляет 600-800 МБ. Есть и диски меньшего диаметра и, соответственно меньшего объема. Скорость обмена данными с CD диском измеряется (так исторически сложилось) по отношению к скорости 150 кБ/с. Например, скорость 50х означает на самом деле скорость 150 кБ/с ×50 = 7,5 МБ/с. В стандартных CD – дисководах скорость чтения составляет 52х, а скорость записи (для CD-R и CD-RW) обычно не превышает 8х.