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Optische Speichermedien - Referat
1. Anwendungsgebiete
> CD-ROM
Die CD-ROM istaufgrund von ihrer geringen Speicherkapazität kaum noch gefragt, wurde jedoch vor allem für Audio-Aufnahmen verwendet.
> CD-R & CD-RW
Diese Arten werden noch in älteren Laufwerken und in CD-Playern genutzt.
> DVD-ROM
Die DVD-ROM wird primär für Ton- und Filmaufnahmen oder Datenspeichern verwendet.
> DVD-RAM
Die DVD-RAM ist aufgrund der Fähigkeit zur Wiederbeschreibung und des Defektmanagement ideal für Backups geeignet.
> HD-DVD & Blu-Ray Disc
Diese Arten von optischen Datenträgern sind die Nachfolger der herkömmlichen DVD und dienen zur Datenspeicherung.
> Lochkarte
Die Lochkarte wird zumeist, falls noch vorhanden, für eine Zeiterfassung bei Stempeluhren verwendet.
2. Datenrepräsentation
2.1 CD
Der Datenbereich einer CD verläuft von innen nach außen und wird mit Hilfe von kleinen Erhebungen und Vertiefungen in der Metallschicht gespeichert.
2.1.1 Pits und Lands
Die Pits sind die Vertiefungen in der Metallschicht der CD. Der Bereich zwischen den Pits (d.h. die Erhöhungen) wird Land genannt.
Fälschlicherweise wird davon ausgegangen, dass Pits und Lands die logischen Werte 0 bw. 1 repräsentieren. Die digital 1 ist jedoch der Übergang von Land zu Pit und andersrum. Die digitale 0 sind alle anderne Zustände. Daraus folgt, dass keine zwei Einsen hintereinander auftreten können.
2.1.2 Eight-to-Fourteen-Modulation
Spurabschnitte der CD werden auch Bitzellen genannt. Eine Kanalbit-Eins entsteht, wenn das Pit zu Land bzw. das Land zu Pit geändert wird. Die Kanalbit-Null wird angesprochen, wenn keine Wechsel auftritt. Es können jedoch nur maximal 10 Kanalbit-Nullen aufeinanderfolgen.
Daraus folgt, dass es eine maximale und eine minimale Anzahl von Kanalbit-Nullen zwischen den Kanalbit-Einsen gibt. Um den Abstand (bei 14-Bit-Codewörtern) zwischen zwei Kanalbit-Einsen und Kanalbit-Nullen einzuhalten werden Trennbits eingefügt.
Die Trennbits sind 000, 001, 010 oder 100.
Also werden 8 Anwenderbits durch 14 Kanalbits dargestellt. Die drei Trennbits miteinberechnet werden folglich insgesamt 17 Bits benötigt (= 14 + 3), um ein Byte auf der CD zu repräsentieren.
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2.2 DVD
Die Datenrepräsentation der DVD ist wie bei der CD mit Lands und Pits. Aber der Aufbau der DVD ermöglicht, dass kleinere Strukturen ausgelesen werden können. Daraus folgt, dass die Lands und Pits kleiner dargstellt werden können. Daraus entsteht eine höhere Datendichte und daher mehr Speicherkapazität.
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2.3 Blu-Ray Disc
Die BD wird für die Speicherung von hochauflösenden Videodaten verwendet. Optisch lässt sich die BD kaum von einer CD oder einer DVD unterscheiden. Der erhebliche Unterschied ist, dass der Laser einer BD nicht wie bei der CD oder der DVD rot sondern blau ist. Die Struktur der Lands und Pits kann aufgrund der Tatsache, dass sich blaues Licht feiner fokussieren lässte, noch weiter verkleinern. Daraus entsteht eine höhere Datendichte und daher mehr Speicherkapazität.
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2.4 Lochkartencodierung
2.4.1 Ziffern 0 - 9 ohne Vorzeichen
Die Lochkarte wird in verschiedene Abschnitte geteilt, um die Codierung zu vereinfachen. In den nummerischen Zeilen 0 - 9 werden die Ziffern 0 - 9 ohne Vorzeichen codiert.
2.4.2 Ziffern 0 - 9 mit Vorzeichen
Die Ziffern mit Vorzeichen werden weiter unterteilt zwischen positive Zahlen und negative Zahlen. Die positiven Zahlen werden in manchen Fällen mit 12er Überlochung, jedoch in der Regel ohne Überlochung (neutrale Zahl) codiert.
Die negativen Zahlen werden codiert, indem eine Lochung in einer der nummerischen Zeilen 0 - 9 stattfindet mit einer Überlochung in der 11er Zone der letzten Ziffernspalte.
2.4.3 Alphabet
Das Alphabet von A bis I wird in der 12er Zone in den nummerischen Zeilen 0 - 9 codiert.
Das Alphabet von J bis R wird ebenfalls in den nummerischen Zeilen 0 - 9 codiert, jedoch in der 11er Zone.
Das Alphabet von S bis Z wird in der 10er Zone in den nummerischen Zeilen 2 - 9 codiert.
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