Образ оптического диска: создание и применение

Введение

Архивный файл оптического диска.

Изображение оптического диска (или ISO-образ, от файловой системы ISO 9660, используемой с CD-ROM) – это точное представление диска, содержащее все данные, которые были бы записаны на оптический диск, сектор за сектором, включая файловую систему оптического диска. ISO-образы содержат двоичное представление файловой системы оптического носителя (обычно ISO 9660 и её расширения или UDF), включая данные файлов в двоичном формате, скопированные точно в том виде, в котором они хранились на диске. Структура данных внутри ISO-образа соответствует файловой системе, использованной на оптическом диске, с которого он был создан. ISO-образы можно создавать из оптических дисков с помощью программ для создания образов дисков, из набора файлов – с помощью программ для записи оптических дисков, или путем преобразования из другого файла образа диска. Программное обеспечение, распространяемое на загрузочных дисках, часто доступно для скачивания в формате ISO-образа. И, как и любой другой ISO-образ, его можно записать на оптический диск, например, CD, DVD или Blu-ray.

Описание

Изображения оптических дисков не сжаты и не используют определенный формат контейнера; они представляют собой копию данных сектора за сектором с оптического диска, хранящуюся в двоичном файле. Помимо носителей ISO 9660, ISO-образ может также содержать файловую систему UDF (ISO/IEC 13346) (обычно используемую на DVD и Blu-ray дисках), включая данные в файлах в двоичном формате, скопированные точно так же, как они были сохранены на диске. Данные внутри ISO-образа будут структурированы в соответствии с файловой системой, использованной на оптическом диске, с которого он был создан. Расширение файла .iso является наиболее часто используемым для этого типа образов дисков. Расширение .img также можно встретить в некоторых ISO-образах, например, в некоторых образах из Microsoft DreamSpark; однако файлы .IMG, которые также используют расширение .img, как правило, имеют несколько иное содержимое. Расширение файла .udf иногда используется для указания на то, что файловая система внутри ISO-образа на самом деле является UDF, а не ISO 9660. Файлы ISO хранят только пользовательские данные из каждого сектора оптического диска, игнорируя управляющие заголовки и данные коррекции ошибок, и поэтому немного меньше, чем необработанный образ диска. Поскольку размер пользовательской части сектора (логического сектора) на дисках данных составляет 2048 байт, размер ISO-образа будет кратен 2048. Любой однотрековый CD-ROM, DVD или Blu-ray диск можно архивировать в формате ISO как точную цифровую копию оригинала. В отличие от физического оптического диска, образ можно передавать по любой линии связи или сменному носителю данных. ISO-образ можно открыть практически любой многоформатной программой для архивирования. Встроенная поддержка обработки ISO-образов варьируется в зависимости от операционной системы. С помощью подходящего программного обеспечения драйвер ISO можно "смонтировать", позволяя операционной системе взаимодействовать с ним так, как если бы ISO был физическим оптическим диском. Большинство операционных систем на базе Unix, включая Linux и macOS, имеют встроенную возможность монтирования ISO. Версии Windows, начиная с Windows 8, также обладают такой возможностью. Для других операционных систем можно установить отдельно доступные драйверы программного обеспечения для достижения той же цели.

Optical disc images are uncompressed and do not use a particular container format; they are a sector by sector copy of the data on an optical disc, stored inside a binary file. Other than ISO 9660 media, an ISO image might also contain a UDF (ISO/IEC 13346) file system (commonly used by DVDs and Blu ray Discs), including the data in its files in binary format, copied exactly as they were stored on the disc. The data inside the ISO image will be structured according to the file system that was used on the optical disc from which it was created. The iso file extension is the one most commonly used for this type of disc images. The img extension can also be found on some ISO image files, such as in some images from Microsoft DreamSpark; however, IMG files, which also use the img extension, tend to have slightly different contents. The udf file extension is sometimes used to indicate that the file system inside the ISO image is actually UDF and not ISO 9660. ISO files store only the user data from each sector on an optical disc, ignoring the control headers and error correction data, and are therefore slightly smaller than a raw disc image of optical media. Since the size of the user data portion of a sector (logical sector) in data optical discs is 2,048 bytes, the size of an ISO image will be a multiple of 2,048. Any single track CD ROM, DVD or Blu ray disc can be archived in ISO format as a true digital copy of the original. Unlike a physical optical disc, an image can be transferred over any data link or removable storage medium. An ISO image can be opened with almost every multi format file archiver. Native support for handling ISO images varies from operating system to operating system. With a suitable driver software, an ISO can be "mounted" – allowing the operating system to interface with it, just as if the ISO were a physical optical disc. Most Unix based operating systems, including Linux and macOS, have this built in capability to mount an ISO. Versions of Windows, beginning with Windows 8, also have such a capability. For other operating systems, separately available software drivers can be installed to achieve the same objective.

Многополосные изображения

На CD может быть несколько треков, которые могут содержать компьютерные данные, аудио или видео. Файловые системы, такие как ISO 9660, хранятся внутри одной из этих дорожек. Поскольку ISO-образы должны содержать двоичную копию файловой системы и её содержимого, понятие "трека" внутри ISO-образа отсутствует, так как трек является контейнером для содержимого ISO-образа. Это означает, что CD с несколькими треками нельзя сохранить в одном ISO-образе; в большинстве случаев ISO-образ будет содержать данные только одного из этих треков, и только если он сохранен в стандартной файловой системе. Это также означает, что аудио-CD, которые обычно состоят из нескольких треков, нельзя сохранить в ISO-образе. Более того, даже один трек аудио-CD нельзя сохранить как ISO-образ, поскольку аудио-треки не содержат файловой системы, а только непрерывный поток закодированных аудиоданных. Эти аудиоданные хранятся в секторах объемом 2352 байта, отличных от секторов, хранящих файловую систему, и не хранятся в файлах; они адресуются по номерам треков, индексным точкам и коду времени CD, которые кодируются в лид-ине каждой сессии CD-Audio диска. Видео-CD и Super Video CD требуют как минимум два трека на CD, поэтому сохранить образ одного из этих дисков в ISO-образе также невозможно, однако это возможно с помощью файла IMG. Форматы, такие как CUE/BIN, CCD/IMG и MDS/MDF, можно использовать для хранения образов многотрековых дисков, включая аудио-CD. Эти форматы хранят необработанный образ всего диска, включая информацию со всех треков, а также сопутствующий файл, описывающий треки и характеристики каждого из них. Это позволяет инструменту для записи оптических носителей получить всю необходимую информацию для правильной записи образа на новый диск. Для аудио-CD также можно перенести аудиоданные в несжатые аудиофайлы, такие как WAV или AIFF, с возможностью сохранения метаданных (см. риппинг CD). Большинство программ, способных записывать ISO-образы на жесткие диски или записываемые носители (CD/DVD/BD), обычно не могут записывать ISO-образы на флеш-накопители. Это ограничение связано скорее с доступностью программных средств для выполнения этой задачи, чем с проблемами в самом формате. Однако с 2011 года существует различное программное обеспечение для записи необработанных файлов образов на USB-накопители.

A CD can have multiple tracks, which can contain computer data, audio, or video. File systems such as ISO 9660 are stored inside one of these tracks. Since ISO images are expected to contain a binary copy of the file system and its contents, there is no concept of a "track" inside an ISO image, since a track is a container for the contents of an ISO image. This means that CDs with multiple tracks can't be stored inside a single ISO image; at most, an ISO image will contain the data inside one of those multiple tracks, and only if it is stored inside a standard file system. This also means that audio CDs, which are usually composed of multiple tracks, can't be stored inside an ISO image. Furthermore, not even a single track of an audio CD can be stored as an ISO image, since audio tracks do not contain a file system inside them, but only a continuous stream of encoded audio data. This audio is stored on sectors of 2352 bytes different from those that store a file system and it is not stored inside files; it is addressed with track numbers, index points and a CD time code that are encoded into the lead in of each session of the CD Audio disc. Video CDs and Super Video CDs require at least two tracks on a CD, so it is also not possible to store an image of one of these discs inside an ISO image file, however an IMG file can achieve this. Formats such as CUE/BIN, CCD/IMG and MDS/MDF formats can be used to store multi track disc images, including audio CDs. These formats store a raw disc image of the complete disc, including information from all tracks, along with a companion file describing the multiple tracks and the characteristics of each of those tracks. This would allow an optical media burning tool to have all the information required to correctly burn the image on a new disc. For audio CDs, one can also transfer the audio data into uncompressed audio files like WAV or AIFF, optionally reserving the metadata (see CD ripping). Most software that is capable of writing from ISO images to hard disks or recordable media (CD / DVD / BD) is generally not able to write from ISO disk images to flash drives. This limitation is more related to the availability of software tools able to perform this task, than to problems in the format itself. However, since 2011, various software has existed to write raw image files to USB flash drives.

Применение

ISO-файлы широко используются в эмуляторах для создания образа CD. Эмуляторы, такие как Dolphin и PCSX2, используют ISO-файлы для эмуляции игр для Wii и GameCube, а также игр для PlayStation 2, соответственно. Их также можно использовать в качестве виртуальных CD-ROM для гипервизоров, таких как VMware Workstation или VirtualBox. Кроме того, они применяются для записи образов дисков операционных систем на физические носители для установки.