Compact Disc - CDچیست؟CD مخفف عبارت Compact Disc یا دیسک فشرده است که حدود 20 سال قبل اختراع شد تا رقیبی برای محیط‌های ضبط مغناطیسی باشد. امروزه CD به عنوان اولین انتخاب برای ضبط موسیقی، ویدیو و دیتا درآمده است. نام اولیه برای CD عبارت بود از CD-ROM که معادل بود با Compact Disc-Read-Only Memory اما حضور تکنولوژی‌های جدیدتر در ساخت CD، نام‌های دیگری مانند CD-R یا CD-RW را به میدان آورد. یك CD قادر به ذخیره‌سازی 74 دقیقه (80 دقیقه) موزیك است.

آشنایی کامل با لوح فشرده – سی دی دیسک فشرده Compact Disc - CD

لوح فشرده – سی دی دیسک فشرده Compact Disc - CDچیست؟CD مخفف عبارت Compact Disc یا دیسک فشرده است که حدود 20 سال قبل اختراع شد تا رقیبی برای محیط‌های ضبط مغناطیسی باشد. امروزه CD به عنوان اولین انتخاب برای ضبط موسیقی، ویدیو و دیتا درآمده است. نام اولیه برای CD عبارت بود از CD-ROM که معادل بود با Compact Disc-Read-Only Memory اما حضور تکنولوژی‌های جدیدتر در ساخت CD، نام‌های دیگری مانند CD-R یا CD-RW را به میدان آورد. یك CD قادر به ذخیره‌سازی 74 دقیقه (80 دقیقه) موزیك است.

ظرفیت یا دیسک فشرده VALENCE Compact Disc - CD

ظرفیت دیسك‌های فوق بر حسب بایت معادل 665600 بایت (و در مدل 80 دقیقه‌ای716800 بایت) است. قطر این دیسك‌ها دوازده سانتیمتر است. CD دارای یك شیار حلزونی (مارپیچ) داده است. دوایر از قسمت داخل دیسك شروع و به سمت بیرون دیسك ختم می‌شوند. با توجه به اینكه شیار مارپیچ از مركز آغاز می‌گردد، بنابراین قطر یك CD می‌تواند كوچك‌تر از 12 سانتیمتر باشد. اگر داده‌هایی كه بر روی یك CD ذخیره می‌گردد را استخراج و جملگی آنها را در یك سطح مسطح قرارد دهیم، پهنائی به اندازه نیم میكرون و طولی به اندازه پنج كیلومتر را شامل خواهند شد!

تاریخچه لوح فشرده history Compact Disc - CD

تاریخچه ساخت CDها زیاد طولانی نمی‌باشد. دیسك‌های فشرده ابتدا در سال 1980 مطرح شدند و ایده ساخت آنها ظاهراً از صفحات گرامافون گرفته شده است. دیسك‌های فشرده یكی از منابع ذخیره اطلاعات مانند فلاپی دیسك‌ها می‌باشند با این تفاوت كه ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات در دیسك‌های فشرده بسیار بیشتر می‌باشد. دیسك‌های فشرده، منتخب غالب افراد راغب موزیك بود. به دلیل ثبت دیجیتالی آن، محصولات امنیتی در بالاترین سطح كیفی خود هستند و نیز احتمال از بین رفتن آن بسیار كم است.

تكنولوژی‌های مشابه، CD را به عنوان یك واسطه جاذب برای حمل انواع اطلاعات دیجیتالی ساخته‌اند. با اینكه CDهای فشرده به قدر كافی قابل اعتماد نیستند اما كمیت حجیم آن می‌تواند برای ما سریع و مقرون به صرفه باشد. انحصار تولید دیسك‌های فشرده در ابتدا در دست دو شركت PHILIPS وSONY بود. ولی در آن زمان استاندارد خاصی برای تولید این CDها وجود نداشت و نیز این مشكل نیز وجود داشت كه هر كسی می‌خواست از این دیسك‌های فشرده استفاده نماید می‌بایست فقط از دیسك‌ها و دیسك‌خوان‌های مربوط به یكی از این دو شركت استفاده می‌نمود.

در مورد لوح فشرده ABOUT Compact Disc - CD

در حال حاظر تمامی CDها با استفاده از یك استاندارد جهانی (ISO) ساخته می‌شوند و در هر جایی می‌توان از این دیسك‌های فشرده استفاده نمود و به راحتی در سرتاسر دنیا این دیسك‌های فشرده در دسترس می‌باشند. به خاطر رشد فوق‌العاده و كامل CDها و تكنولوژی، در حال حاضر CDها تكامل یافته و كامل شده‌اند. استانداردهای اساسی CD و قانون‌های مرتبط به آن در كتاب قرمز (Audio) ، كتاب زرد (CD ROM)، كتاب نارنجی (CD-R) ، كتاب سبز (CD-I) و سایر تكنولوژی‌ها معین و جمع‌آوری شده است. به هر حال هر استاندارد رسمی و غیررسمی از این قوانین معین شده در كتاب‌های صنعتی اصلی تبعیت می‌كنند.

طرز ساخت لوح فشرده لوح فشرده PRODUCTION Compact Disc - CD

CD از جنس پلاستیك بوده و دارای ضخامتی معادل چهار صدم یك اینچ (2/1 میلیمتر) است. بخش اعظم یك CD شامل یك نوع پلاستیك پلی كربنات تزریقی است. در ابتدا قالب ابتدایی یك CD پلی كربنات گداخته شده است. هنگامی كه این پلی‌كربنات به نقطه ذوب خود نزدیك می‌شود، پلاستیك فوق نشانه‌گذاری شده و یك شیار حلزونی (مارپیچ) پیوسته از داده، ایجاد می‌گردد. برای انجام این كار از ضربه‌‌های میكروسكوپی استفاده می‌شود. این ضربه‌‌ها پیت‌ها و لند‌ها را به وجود می‌آورند كه اطلاعاتی هستند كه لیزر آنها را می‌خواند.

بعد از این مرحله، لایه بازتابی تراشه‌ای، برای استفاده در فرآیندی به نام sputtering و یا wet silvering آماده می‌شود. علت درخشان به نظر آمدن یك دیسك نیز همین مرحله است و به این دلیل استفاده می‌شود كه لیزر را به پخش‌كننده انتقال دهد، بنابراین بی‌عیب بودن آن بسیار اهمیت دارد. جنس این لایه اصولا از نقره است، اما می‌تواند از موادی مانند طلا یا پلاتین و در موارد تجاری‌تر آلومینیوم ساخته شود و یا حاوی لایه‌های حساس به نور اضافی باشد كه وضعیت دیسك‌های با قابلیت ثبت دوباره اینگونه است.

در ادامه یك لایه آكریلیك به منظور حفاظت بر روی سطح آلومینیومی پخش می‌گردد. این پوشش لاكی برای مهر كردن لایه بازتابی و جلوگیری از اكسید شدن آن، وارد عمل می‌شود. این لایه باریك است و طوری عرضه شده است كه كوچك بوده و در مقابل خراشیدگی مقاوم نیست. آخرین مرحله كار بر روی یك CD، screen-printed در قسمت بالای آن است و CD آماده بسته‌بندی، عرضه به كاربر و در نهایت رایت می‌شود.

نتیجتاَ هر CD حاوی 99% پلی كربنات و در نهایت 1% اطلاعات ذخیره شده، تراشه لایه بازتابی و مرحله آخر است. لیزر استفاده شده توسط كاربر، از میان دیسك پلاستیكی عبور می‌كند، به اطلاعات برخورد كرده، سپس به لایه انعكاسی برخورد كرده و بعد به پخش كننده برگشت داده می‌شود. اختلافات جزئی میان انواع دیسك وجود دارد برای مثال دیسك‌های پلی‌استیشن از یك نوع پلی كربنات ارغوانی تیره تشكیل یافته‌اند، اما دقیقاً مانند سایردیسك‌ها عمل می‌كنند. دیسك‌های نگارنده و دوباره نگارنده (Re-Writable)، لایه مهر شده اطلاعات را ندارند در عوض هنگامی كه در نور معینی قرار می‌گیرند از لایه‌های حساس به نور استفاده می‌كنند و اطلاعات را در داخل لایه‌ها حكاكی می‌كنند.

عملكرد یک لوح فشرده Compact Disc - CD

اطلاعات بر روی یك CD با استفاده از یك درایو قابل نوشتن، ثبت می‌گردند. در صورتی كه قصد ایجاد یك CD صوتی و یا یك CD داده را داشته باشید، می‌توان با استفاده از نرم‌افزارهای مربوط به نوشتن بر روی CD ، این كار را انجام داد. فرمت ذخیره‌سازی داده‌ها توسط نرم‌افزار مربوطه تعیین خواهد شد. فرآیند فرمت داده‌ها بر روی CD بسیار پیچیده است. به منظور شناخت نحوه ذخیره‌سازی داده‌ها بر روی CD، لازم است كه با تمام شرایط ممكن برای رمزگشائی داده‌ها را كه مورد نظر طراحان مربوطه است، شناخت مناسبی پیدا شود.

- با توجه به اینكه لیزر با استفاده از Bumps ، داده‌های مارپیچ را دنبال می‌نماید، نمی‌تواند فضای خالی اضافه (Gap) در شیار وجود داشته باشد. به منظور حل مشكل فوق از روش رمزگشائی EFM)eight-fourteen modulation) استفاده می‌شود. در روش فوق هشت بیت به چهارده بیت تبدیل شده و این تضمین توسط EFM داده خواهد شد كه برخی از بیت‌ها یك خواهند بود.

- با توجه به اینكه لازم است لیزر بین «آهنگ‌های متفاوت» حركت نماید (حركت بر روی شیارها)، داده‌ها نیازمند روشی هستند كه با استفاده از آن به صورت موزیك رمزگشائی شده و به درایو اعلام نمایند كه موقیت هر كدام كجاست؟ به منظور حل مشكل فوق از روشی با نام Sub code Data استفاده می‌شود. كدهای فوق قادر به رمزگشائی موقعیت نسبی و مطلق لیزر در شیار خواهند بود.

- با توجه به اینكه لیزر ممكن است یك Bumps را نخواند، روشی برای مشخص نمودن خطای مربوط به خواندن یك بیت می‌بایست استفاده گردد. به منظور حل مشكل فوق باید بیت‌های بیشتری اضافه گردد. بدین ترتیب درایو مربوطه امكان تشخیص و تصحیح خطاهای مربوط به تك بیت‌ها را پیدا خواهد كرد.

انواع سی دی ها – لوح فشرده و فرمت‌های آن

CD نیز مانند هارددیسک که با یکی از فرمت‌های FAT16 ، FAT32 و یا NTFS کار می‌کند، نیاز به فرمت خاصی دارد که بتواند کار کند. اولین فرمت CD ، فرمت CDهای موسیقی، به نام CD-DA یا CD-Digital Audio می‌باشد که موسیقی را به نحو خاصی روی CD می‌نویسد، به این فرمت CD-Audio هم می‌گویند. این فرمت برای هر آهنگ یک تراک (track) روی CD باز می‌کند که طول آن بستگی به طول آهنگ دارد و متغیر می‌باشد.

پس هر آهنگ یک تراک می‌گیرد. CD-Audio روشی عالی برای ذخیره موسیقی است اما چون روشی برای کنترل خطا ندارد، اصلاً به درد ذخیره دیتای کامپیوتری نمی‌خورد. اگر چند بیت از موسیقی هنگام پخش خراب شود، تاثیر زیادی در آنچه می‌شنوید نخواهد داشت. اما چند بیت خراب در یک فایل کامپیوتری exe، به معنای کار نکردن آن است. برای ذخیره دیتا روی CD نیاز به کنترل خطاست. بدین ترتیب فرمت جدیدی برای آن به نام ISO-9660 به میدان آمد.

این فرمت به نام High Sierra هم شناخته می‌شود اما نام معروف‌تر آن که عامه‌پسند هم می‌باشد فرمت CD-ROM است. اکثر CDهای دیتا، از این فرمت استفاده می‌کنند. یک فرمت مخلوط بین صدا و فیلم هم به نام CD-I یا CD-Interactive وجود دارد که هدف آن بوده تا روی یک CD بتوان صدا و قیلم را با هم ذخیره کرد تا بعد با هم پخش شوند و ساخت درایوهایی برای کامپیوتر مورد نظر بوده است که بتواند CDهای انواع CD-I را پخش کند. فرمت دیگر، CD-ROM/XA است که آن هم چیزی مانند CD-I می‌باشد و با وجودی که CDهای کمی از آن پیروی می‌کنند، اما اکثر درایوها آنرا ساپورت می‌نمایند.

در مورد سی دی رام CD-ROM

CD-ROM که از طرف کارخانه پر می‌شد، امکانی هم به کاربر خانگی نمی‌داد تا CD خود را پر کند. در این مسیر تکنولوژی با ارئه نوع بخصوصی CD به نام WORM که مخفف Write Once Read Many است به کاربران خانگی امکان داد تا CD خود را در منزل پر کنند اما به علت استفاده از دستگاه‌های گران قیمت خیلی زود منسوخ شد. در اواسط دهه 1990 استاندارد CD-R یا CD-Recordable معرفی شد.

بدین ترتیب پای درایوهای ارزان قیمت CD Burners به میان آمد که می‌توانست دیتا را به دیسک‌های مخصوص CD-R اضافه کند. هر درایوCD-ROM هم قادر بود که CD-R را بخواند و تمام درایوهای CD-R نیز می‌توانستند CD-ROMها را بخوانند. CD-Rها در دو نمونه عرضه می‌شود: دیسک 74 دقیقه‌ای که می‌تواند 650 مگابایت دیتا نگه دارد و دیسک‌های 80 دقیقه‌ای که می‌تواند 700 مگابایت دیتا را نگه دارند.

دیسک‌های CD-R

درایوهای CD-R هم باید نوع دوم یعنی دیسک 80 دقیقه‌ای را ساپورت کنند اما در عمل اینطور نیست. عملکرد دیسک‌های CD-R مانند CD-ROMهای معمولی است ولی به علت مواد شیمیائی خاص براق‌تر است. چون لیزری که در CD-I می‌نویسد از لیزر خواننده 10 بار قوی‌تر است می‌توان به راحتی اختلاف نوری را بین نقاطی که دیتا نوشته شده و نقاطی که دیتا وجود ندارد تشخیص داد. روی CD-R فقط یک بار می‌توان نوشت.

درایوهای قدیمی CD-R در یک بار نوشتن روی آن، تمام فضا را مصرف می‌کرد و امکان نوشتن روی فضای خالی را نمی‌داد. اصطلاحاً در یک Session کار را تمام می‌کرد و گاهی فضای بسیار زیادی از بین می‌رفت. این درایوها به Single-Session Drives معروف بودند. درایوهای جدید Multi Session هستند که به شما امکان می‌دهند تا زمانی که فضای خالی روی دیسک قرار دارد طی مراحل مختلف، دیتا را در آن بنویسید.

البته در این درایوها هم اگر بخواهید می‌توانید در هر مرحله عمل نوشتن را ببندید و دیگر اجازه نوشتن روی دیسک را ندهید. هر چند CD-R بسیار مورد توجه قرار گرفت اما نقطه ضعف بزرگی داشت، شما نمی‌توانید اطلاعات آنرا پاک کرده و آن را مجددا مورد مصرف قرار دهید. بدین ترتیب فرمت CD-RW یا CD-ReWrite ظاهر شد که به قول بعضی‌ها یک فلاپی دیسک 650 مگابایتی است. سرعت Write در این CDها نیز متفاوت است و بستگی به حساسیت جنس ورقة آلومینیومی CD دارد.

هر چه این لایه حساس‌تر باشد. سرعت Write بالاتر خواهد بود. هر چند که دیسک‌های اولیه CD-RW در درایوهای معمولی CD-ROM قابل خواندن نبود اما این نقطه ضعف به سرعت برطرف شد. با ظهور درایوهای CD-RW که می‌توانستند روی دیسک‌های CD-R هم بنویسند، عمر درایوهای CD-R به سر آمد.

چگونگی عملکرد درایوهای سی دی- درگاه لوح فشرده؛ CD player

مسئولیت یافتن و خواندن اطلاعات ذخیره شده بر روی یك CD بر عهده CD Player یا درایو CD است. یك CD player دارای سه بخش اساسی است:

گام اول

یك موتور كه باعث چرخش دیسك می‌گردد. چرخش موتور فوق با توجه به شیاری است كه می‌بایست خوانده شود و بین 200 تا 500 دور در دقیقه می‌باشد.

گام دوم:

یك لیزر و یك سیستم لنز كه برآمدگی‌های موجود بر روی CD را خواهند خواند.

گام سوم :

· یك مكانیزم ردیابی به منظور حركت لیزر به گونه‌ای كه پرتو نور قادر به دنبال نمودن شیار حلزونی باشد.

· CD Player یك نمونه مناسب از آخرین فناوری‌های موجود در زمینه كامپیوتر است. در سیستم فوق داده‌‌ها به شكل قابل فهم و به صورت بلاك‌هائی از داده شكل‌دهی شده و برای یك مبدل دیجیتال به آنالوگ (زمانی كه CD صوتی باشد) و یا یك كامپیوتر (زمانی كه یك درایو CD-ROM باشد) ارسال خواهد شد.

· پس از تابش نور بر روی سطح دیسك (برآمدگی‌ها)، بازتابش آن از طریق یك چشم الكترونیكی كنترل می‌گردد. در صورتی كه بازتابش نور دقیقاً بر روی چشم الكترونیكی منطبق گردد، عدد یك تشخیص داده شده و در صورتی كه بازتابش نور منطبق بر چشم الكترونیكی نباشد، عدد صفر تشخیص داده خواهد شد. پس از تشخیص فوق (صفر و یا یك) اطلاعات به صورت سیگنال‌های دیجتال شكل‌دهی خواهند شد.

· در ادامه سیگنال‌های فوق در اختیار یك تبدیل كننده قرار خواهند گرفت. تبدیل كننده سیگنال‌های دیجیتال را به آنالوگ تبدیل خواهد كرد. اگر CD مورد نظر حاوی اطلاعات صوتی (موزیك) باشد، در ادامه سیگنال‌های آنالوگ در اختیار یك تقویت كننده آنالوگ قرار گرفته و پس از تقویت سیگنال مربوطه امكان شنیدن صوت از طریق بلندگوی كامپیوتر به وجود خواهد آمد. وظیفه اولیه CD player تمركز لیزر بر روی شیار حاوی برآمدگی‌های ایجاد شده است.

· پرتوهای نور از بین لایه پلی‌كربنات عبور و توسط لایه آلومینیم بازتابش خواهند شد. یك چشم الكترونیكی (Opto-electronic ) از تغییرات به وجود آمده در نور استنباطات خود را خواهد داشت. با توجه به برآمدگی‌های موجود در سطح دیسك، بازتابش نور منعكس شده تفاوت‌های موجود را مشخص و چشم الكترونیكی تغییرات حاصل از انعكاس را تشخیص خواهد داد. الكترونیك‌های موجود در درایو، تغییرات نور منعكس شده را به منظور خواندن بیت‌ها، تفسیر می‌نماید.

·