CDfs

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 12:59, 3 декабря 2016.
CDfs
Полное название CDfs
Limits
Макс. размер тома 16 TiB
Макс. размер файла 1 EiB (8 TiB on 32 bit systems)
Features
Диапазон дат December 14, 1901 – January 18, 2038
Дата резолюции 1 s
Другие
Операционная система Linux


CDfs — виртуальная файловая система для Linux, предоставляющая доступ к индивидуальным данным и аудиотрекам на компакт-дисках. Диск, смонтированный при помощи драйвера CD появляется как несколько файлов, каждый из которых символизирует трек. CDfs поддерживает следующие типы треков:

  • Red Book audio: Появляются как WAV файлы; чтение с них начнёт CDDA-риппинг.
  • White Book video: Появляются как проигрываемы файлы MPEG-1, содержащие аудио и видео потоки
  • Yellow Book data:
  • Apple HFS: Появляются как монтируемый образ файловой системы HFS
  • ISO 9660: Каждая сессия появляется как монтируемый образ ISO
  • El Torito boot image: Появляется единым образом загрузочного диска

CDfs не включён в основной состав ядра Linux, но он также распространяется по лицензии GPL, и из исходных текстов можно создать драйвер-модули для ядра серий 2.4 или 2.6.

CDfs может быть включён в кастомное ядро.

Red Book audio

Звуковой компа́кт-диск (CDDA, англ. Compact Disc Digital Audio, также называемый англ. Audio CD и Red Book) — международный стандарт хранения оцифрованного звука на компакт-дисках, представленный фирмами Philips и Sony.

Звуковая информация представлена в импульсно-кодовой модуляции с частотой дискретизации 44,1 кГц и битрейтом 1411,2 кбит/с, 16 бит стерео.

История звукового компакт-диска

  • Проект компакт-диска был предложен после коммерческой неудачи технологии видеодисков фирмы Philips в 1978 году. Видеодиск был один из первых коммерческих продуктов, использующих преимущества лазерной технологии, которая позволяла производить считывание с диска без механического контакта.
  • Исследования начались ещё в 1969 году и вдохновили итальянца Антонио Руббиани (Antonio Rubbiani), который продемонстрировал прототип системы видеодиск за 12 лет до появления его на рынке.
  • В 1970 году Philips начала работать над системой аудиодиска, которая называлась ALP (англ. audio long play — долгоиграющая аудиосистема), конкурирующей с грамзаписью, но использующей лазерную технологию. Технический директор фирмы Philips Лу Оттенс (Lou Ottens) первым предложил, что система ALP должна быть физически меньше долгоиграющей грампластинки и вмещать до 1 часа звукового материала.
  • На ранней стадии проекта прорабатывалась идея записи квадрофонического звука, но диск с часовой записью в таком случае получался диаметром 20 см, и от неё отказались.
  • В 1977 году фирма Philips приступила к разработке нового аудиоформата более серьёзно. Обсуждалось название продукта, рассматривались такие варианты, как Mini Rack, MiniDisc и Compact Rack. Команда сошлась на названии «компакт-диск» из-за предположения о том, что это напомнит покупателям об успехе компакт-кассеты.
  • В марте 1979 года Philips провела пресс-конференцию, где представила качество звука компакт-диска, а также чтобы произвести впечатление на конкурентов. Через неделю в Японии было заключено соглашение с фирмой Sony по созданию стандарта на компакт-диск.
  • Планы Philips по выпуску дисков диаметром 11,5 см были изменены Sony, которая настояла, что диск должен полностью вмещать 9-ю симфонию Бетховена. Длительность симфонии составляла 74 минуты, поэтому размер диска был увеличен до 12 см.
  • В 1980 году Philips и Sony выпустили стандарт Red Book, ставший затем стандартом компакт-дисков. В дальнейшем компании раздельно работали над устройствами для воспроизведения CD.
  • В апреле 1982 года Philips представил свой первый проигрыватель компакт-дисков.
  • Первыми коммерческими дисками стали The Visitors группы ABBA и Альпийская симфония Рихарда Штрауса в записи дирижера Герберта фон Караяна.
  • В 1985 году альбом Brothers In Arms группы Dire Straits стал первым диском, проданным миллионным тиражом.
  • В 1988 году в СССР были приняты два стандарта, описывающие компакт-диски, — ГОСТ 27667-88 «Система цифровая звуковая „Компакт-диск“. Параметры» и ГОСТ 28376-89 «Компакт-диск. Параметры и размеры».
  • В 2000 году мировые продажи альбомов на CD достигли своего пика на отметке 2,455 млрд. В 2006 году эта цифра упала до 1,755 млрд штук.

Стандарт Red book audio

Название Red Book («Красная книга») связано с вхождением стандарта в набор стандартов форматов компакт-дисков, известных как Rainbow Books («Радужные книги»). Первая редакция стандарта издана в июне 1980 года компаниями Philips и Sony, затем доработана организацией Digital Audio Disc Committee и ратифицирована как стандарт IEC 908. Стандарт не является свободно доступным и подлежит лицензированию у Philips; стоимость лицензии составляет 5000 долларов США. Текст стандарта доступен для скачивания в формате PDF и стоит 242 доллара США.

CDDA не следует путать с CD-ROM, хотя они используют схожий физический носитель и одну систему канального кодирования, т.е. в некоторых проигрывателях возможно воспроизведение дисков формата CD-ROM также как и CD-DA, но без звука и обычно с 1 дорожкой. А если поставить VCD-диск, то на дисплей проигрывателя выведется количество видеотреков, но воспроизведения всё равно не будет.

Спецификация аудио в стандарте Red Book

  • Максимальное время всех записей составляет 79,8 минут
  • Минимальное время звуковой дорожки — 4 секунды (включая 2-секундную паузу)
  • Максимальное количество звуковых дорожек — 99
  • Максимальное число точек отсчёта (разделов звуковых дорожек) — 99 без ограничений по времени
  • Должен присутствовать International Standard Recording Code (ISRC)

Технические параметры

  • Диаметр диска — 120 мм
  • Диаметр внутреннего отверстия — 15 мм
  • Толщина диска — 1,2 мм
  • Материал — поликарбонат либо полиуретан
  • Воспроизведение информации — постоянная линейная скорость 1,2-1,4 м/с
  • Шаг дорожки — 1,6 ± 0,001 мкм
  • Ширина питов — 0,4 мкм
  • Глубина питов — 0,12 мкм
  • Длина питов — 0,83—3,1 мкм
  • Длина волны лазера — 780 нм
  • Числовая апертура считывающего объектива 0,45
  • Частота дискретизации — 44,1 кГц
  • Разрядность — 16 бит (линейное квантование)
  • Скорость считывания звуковой информации — 1,4112 Мбит/с
  • Общая скорость считывания информации — 1,9404 Мбит/с
  • Канальная скорость считывания — 4,3218 Мбит/с
  • Канальная модуляция — EFM (преобразование 8-14)
  • Коррекция ошибок — двойной корректирующий код Рида — Соломона с перемежением (CIRC), а также замена нескорректированных ошибок с помощью интерполяции.
  • Избыточность — 25 %
  • Максимальная продолжительность записи — 74 (99,9999%) мин
  • Максимальный объём информации, записанной на диске — 0,78 Гбайт

ISO 9660

ISO 9660 — стандарт, выпущенный Международной организацией по стандартизации, описывающий файловую систему для дисков CD-ROM. Также известен как CDFS (Compact Disc File System). Целью стандарта является обеспечить совместимость носителей под разными операционными системами, такими, как Unix, Mac OS, Windows.

Расширение стандарта, называемое Joliet, добавляет поддержку длинных имён файлов и не-ASCII символов в именах.

DVD также может использовать ISO 9660, но файловая система UDF является более подходящей для них, так как имеет поддержку больших носителей и лучше подходит для современных операционных систем.

BLU-RAY (BD) используют только файловую систему UDF.

Спецификация ISO 9660

Существует несколько уровней спецификации:

Уровень 1: Имена файлов ограничены восемью символами и тремя символами расширения. В именах используются только буквы латинского алфавита. Фрагментация файлов не допускается, файл может располагаться только в непрерывной цепочке секторов. Имена директорий должны содержать не более 8 символов. Максимальная глубина вложенных директорий — до 8.

Уровень 2: Имена файлов ограничены 32 символами. Набор символов в именах не ограничен.

Уровень 3: Файлы могут быть фрагментированы (это необходимо для пакетной или инкрементной записи CD).

Ограничения на имена файлов и директорий ISO 9660

  • Можно использовать только латинские буквы в верхнем регистре, цифры и символ подчеркивания.
  • Имена файлов не должны включать пробелов.
  • Имена файлов не должны начинаться или заканчиваться точкой.
  • Имена файлов не должны иметь более одной точки.
  • Имена каталогов не должны содержать точки.

Joliet

Joliet — расширение файловой системы ISO 9660. Спецификация была разработана фирмой Microsoft и поддерживается всеми версиями ОС Microsoft Windows со времён Windows 95 и Windows NT 4.0. Главной целью было ослабление ограничений на имя файла, накладываемых ISO 9660.

Joliet достигает этой цели введением дополнительного набора имён файлов (до 64 символов Unicode длиной), в кодировке UCS-2. Эти имена хранятся в специальном дополнительном заголовке (Supplementary Volume Descriptor, SVD), который безусловно игнорируется ISO 9660-совместимыми программами, обеспечивая этим обратную совместимость.

Большинство существующих программных платформ, включая Microsoft Windows, Linux, Mac OS X, и FreeBSD, способны читать носители информации с расширением файловой системы Joliet, что позволяет обмениваться файлами между этими операционными системами, даже при использовании нелатинских алфавитов (таких как Арабский, Японский, Кириллица), что было невозможно при помощи обычного ISO 9660.

RRIP

Rock Ridge Interchange Protocol (RRIP, IEEE P1282) — расширение файловой системы ISO 9660, разработанное для хранения файловых атрибутов, используемых в операционных системах POSIX. Расширения Rock Ridge записываются поверх файловой системы ISO 9660 так, что оптический диск с Rock Ridge может быть прочитан программным обеспечением, рассчитанным на работу с ISO 9660.

Rock Ridge может хранить следующую дополнительную информацию о содержимом диска:

  • длинные имена файлов (до 255 символов);
  • меньше ограничений на использование символов в именах файлов;
  • структуру каталогов произвольной вложенности.
  • для каждого файла записываются атрибуты:
  • права доступа к файлу, в т. ч. поля uid и gid;
  • количество жёстких ссылок на файл;
  • времена создания, модификации, доступа, изменения атрибутов и др.
  • поддерживаются специальные файлы:
  • разрежённые файлы;
  • символьные ссылки;
  • файлы устройств;
  • файлы сокетов;
  • FIFO-файлы.

Эти данные записываются в специальные каталоги, имена которых обычно скрываются.

El Torito

El Torito Bootable CD Specification — файловая система загрузочных дисков по стандарту ISO 9660. Формат был впервые представлен на публике в 1994 году, а впервые был использован уже в январе 1995 года.

BIOS сканирует все дисковые системы компьютера и, в соответствии со стандартом ISO 9660, загрузочный код диска эмулируется как жёсткий диск (код 80) или флоппи-диск (код 00), после чего загрузка информации происходит в штатном режиме.

Термин El Torito, взятый из спецификации Phoenix/IBM Bootable CD-ROM Format Specification, в действительности является названием ресторана, расположенного рядом с офисом Phoenix Software (en:Phoenix Technologies). В ресторане „El Torito“ (англ.)русск. обычно обедали инженеры, занимавшиеся разработкой этого стандарта. Для пользователей ПК стандарт El Torito означал в первую очередь возможность загрузки с компакт-дисков и DVD, что открывало ряд новых возможностей, к которым относятся создание загрузочных «аварийных» дисков CD-ROM/DVD, загрузка с диска, содержащего новейшую версию операционной системы, при инсталляции последней в новых системах, создание загрузочных диагностических/тестовых компакт-дисков и многое другое.

Apple ISO9660 Extensions

Apple ISO9660 Extensions — алгоритм представления данных, записанных на диск в файловой системе HFS/HFS+, используемый в системах Macintosh, что позволяет пользователям данной ОС сохранять больше метаданных. При использовании данных дисков в других ОС, формат читается как стандартный ISO9660.

Список литературы

  • Никамин В. А. Цифровая звукозапись. Технологии и стандарты . — СПб.: Наука и Техника, 2002. — 256 с.
  • Журнал «Радио», № 11, 1987 г., с.17 — 20. (Рассмотрена структурная схема проигрывателя компакт-дисков, и изложены принципы, лежащие в основе записи-воспроизведения CD).
  • ГОСТ 27667-88 «Система цифровая звуковая «Компакт-диск». Параметры»
  • ГОСТ 28376-89 «Компакт-диск. Параметры и размеры»