CD چيست

 چگونه يك CD كار ميكند؟

 CDو DVDدو رسانه ذخيره سازي اطلاعات بوده كه امروز در عرصه هاي متفاوتي نظير موزيك ، داده و نرم افزار استفاده مي گردند. رسانه هاي فوق ، بعنوان محيط ذخيره سازي استاندارد براي جابجائي حجم بالائي از اطلاعات مطرح شده اند. ديسك هاي فشرده، ارزان قيمت بوده و بسادگي قابل استفاده هستند. در صورتيكه كامپيوتر شما داراي يكدستگاه CD-RW است ، مي توانيد CD مورد نظر خود را با اطلاعات دلخواه ايجاد نمائيد.

 شناخت CD: 

ضربت ضربت هاي باريك شده كه تراك ها را مي سازند ، داراي عرض 0.5 ميكرون ، حداكثر 0.85 ميكرون درازا و 125 نانومتر( يك نانومتر معادل يك هزار ميليونيم يك متراست ) ارتفاع هستند. اگر به يك ضربت لايه پلي يورتان (جهت كسب اطلاعات بيشتر در مورد صنعت پلي يورتان به سايت www.kohrangbaspar.com  مراجعه شود. ) نگاه كنيد شكلي مانند شكل زير خواهيد ديد.

بيشتر اوقات شما در يك CD در مورد پيت ها بيشتر از ضربتها مي خوانيد چون ضربت ها در طرف آلومينيومي مانند پيت ها ظاهر مي شوند اما در طرفي كه مربوط به خواندن ليزر است ، ضربت هستند . بعد كوچك ضربت ها ، تراك مارپيچي را روي يك CD ايجاد مي كند. اگر شما بتوانيد تراك اطلاعات را بلند كرده و آنرا در يك خط راست امتداد دهيد ، 0.2 ميكرون عرض و تقريبا 3.5 مايل ( 5 كيلومتر ) امتداد خواهد داشت . 
براي خواندن چيزي به اين كوچكي شما به يك ديسك خوان ماشيني دقيق احتياج داريد . پس در اينجا توضيح مختصرمي آوريم :

  نوع رمز گذار: 
اگر شما داري يك درايو CD-R هستيد و مي خواهيد كه صداي CDو يا CD-ROM خودتان را داشته با شيد ، بزرگترين چيزي كه ميتوانيد بدانيد اين است كه نرم افزار ها مي توانند همه جزييات را براي شما به كار ببرند .شما مي توانيد به نرم افزار خود بگوئيد " لطفا اين آهنگ هارا براي من در رويCD ذخيره كن " يا : لطفا اين فايل هاي اطلاعاتي را براي من روي اين CD-ROM ذخيره كن " خود نرم افزار بقيه را انجام خواهد داد .به همين دليل شما ، شما ديگر احتياجي به دانستن چيزهايي در مورد قالب بندي اطلاعات CD براي ايجاد CDخود نخواهيد داشت . به اين دليل كه قالب بندي اطلاعات CD بسيار پيچيده و مهم هستند ، نگاهي اجمالي به آن خواهيم انداخت . به اين دليل كه ليزر حركات مارپيچي اطلاعات را كه در ضربت استفاده مي شود پيگردي مي كند ، در جاهايي كه ضربت در تراك اطلاعات موجود نيست ، نمي تواند وقفه زيادي داشته باشد . براي حل اين مشكل ، اطلاعات رمزي شده و از EFM( فركانس هشت- چهارده ) استفاده مي كند . درEFM بايت هاي 8 بيتي به 14 بيت معكوس شده اند و به وسيله EFM ضمانت شده است كه بعضي از اين بيت ها اولين خواهند بود . به اين دليل كه ليزر بايد براي حركت بين آهنگ ها توانايي داشته باشد ،اطلاعات اين نياز را دارند كه در داخل موزيك رمزي شوند كه از اين امر به درايو" where it is " در ديسك تعبير مي شود .اين مشكل با چيزي كه به آن اطلاعات كدي كوچك گفته مي شود قابل حل است . اطلاعات كدي كوچك مي توانند موقعيت ها ي وابسته و مستقل ليزر در تراك را رمزي كنند و همچنين مي توانند چيز هايي از اين قبيل مانندعنوان هاي آهنگي را رمزي نمايند .

  DVD ها چگونه كار مي كنند؟
 DVD Fact The first DVD player hit the market in March 1997 در حال حاضر اكثر توليدات سينمايي روي DVDها عرضه مي شوند و بسياري از توليدات قديمي سينما نيز به قالب DVDدر آمده اند . در بيشتر مواقع نيز يك فيلم حتي قبل از اينكه روي نوار هاي ويدئواي عرضه شوند، روي DVDها هستند و دليل اين امر نيز اين است كه توزيع فيلم روي يك DVDبسيار ارزانتر از يك نوار ويدئو است .با وارد شدن تصوير برجسته و صدا در فيلم ها ي مطلوب ما ، DVD ها همان كاري را براي فيلم هاي ما انجام مي دهند كهCD ها براي موزيك ها ميكنند . در اين مقاله شما ياد خواهيد گرفت كه DVDاز چه چيزي تشكيل يافته است ، چگونه يك پخش كننده DVD قادر به خواندن يك ديسك است ( يكDVD كاملا شبيه يك CDاست – فقط طوري طراحي شده است كه مي تواند مقدار بيشتري اطلاعات را در خود ذخيره كند .) نكاتي كا بايد در هنگام خريدن يك DVD توجه كنيم و چيزهايي بيشتر!

 اطلاعات اساسي : 
يكDVD بسيارشبيه CDاست ، اما ظرفيت اطلاعاتي بالايي دارد . يك DVDاستاندارد مي تواند حدود 7 دقيقه بيشتر از يك CDاطلاعات را ذخيره نمايد . اين توانايي به اين معني است كه يك DVD فضاي كافي را براي ذخيره يكMPEG-2 سينمايي رمزي را دارد كه اين قابليت در مورد اطلاعات نيز صدق مي كند . در زير محتواي نوعي يك DVD سينمايي آمده است : · بيشتر از 133 دقيقه تصوير با دقت بالا در قالبletterbox يا pan-and-scan ، همراه با 720 نقطه دقت افقي ( نسبت تراكم تصوير عموما 40:1 د راستفاده در تراكم MPEG-2 است.) · تراك هاي صدا بيشتر از هشت زبان نمايش داده مي شوند كه از كانال ديجيتالي دالبي 5.1 استفاده مي كنند. ( صداي احاطه شده ) · زبان ها ميتوانند به 32 زبان افزايش يابند .

 فوايد DVD: 
كيفيت تصاوير DVD بهتر است و بيشتر DVD ها داراي ديجيتالي دالبي و يا صداي DTS هستند كه اين ها در هنگام پخش يك فيلم محصور تر شده ، بهتر به گوش شما مي رسند و مانند صدايي است كه شما در تئاتر ها مي شنويد . بسياري از DVDهاي سينمايي مي توانند داراي شاخص on-screen باشند . اين شاخص محلي است در آن خالق DVD، بسياري از قسمت هاي مهم فيلم را برچسب دار كرده است .اگر شما قصد ديدن قسمتي از فيلم را داشته باشيد كافيست به راحتي با كنترل همان قسمت را انتخاب نمائيد و به جلو و عقب بردن فيلم نيازي نيست . پخش كننده هاي DVD با CD هاي صدا همساز شده اند.

 ذخيره سازي اطلاعات در يك DVD 
ضخامت DVDها مانند CDها است و از وسايل و متد مشابه با CDها ساخته شده اند .همچنين اطلاعات در DVD ها نيز مانند CD ها در فرم از پيت ها وضربت ها در تراك ديسك ، رمزي شده است .يك DVD حاوي لايه هاي متعددي از پلاستيك است كه در نهايت حدود 1.2 ميليمتر ضخامت دارد .هر لايه از پلاستيك پلي كربنات ذوب شده تزريقي ساخته شده است . اين فرم فرآيندي يك ديسك كه داراي ضربت هاي مرتب شده است، تراك هاي اطلاعاتي مارپيچي دراز را يك پارچه مي نمايد.

 زمانيكه تكه هاي پلي كربنات تشكيل يافتند ، لايه بازتابي انعكاسي نازكي به داخل ديسك تابيده مي شود و ضربت را ميپوشاند . آلومينيوم در پشت لايه هاي داخلي استفاده مي شود اما يك لايه نيمه بازتابي انعكاسي از جنس طلا در لايه هاي بيروني استفاده مي شود و به ليزر اين اجازه را مي دهد كه به داخل و خارج لايه هاي دروني متمركز شود . بعد از اينكه همه لايه ها ساخته شدند ، هر كدام از آنها داراي پوششي ازلاك و الكل ميشوند سپس به هم فشرده مي شوند وزير اشعه مادون قرمز قرار مي گيرند . براي ديسك هاي يك طرفه ، از يك لايه سيلك[1] براي قسمت غير قابل خواندن استفاده مي شود. در مورد ديسك هاي دو طرفه ، اين سيلك در قسمتي نزديك مركز آن قرار دارد و غير قابل خواندن است . قسمت هاي ديگر يك DVD را در شكل پايين مي بينيد :

DVD Layers

واقعاَ كه كوچك است ! هر لايه قابل رايت يك DVD ، حاوي قسمت هاي مارپيچي اطلاعات است . در DVDها ي يك لايه اي ، معمولاَ تراك از داخل ديسك به خارج از آن مي چرخد . چرخيدن تراك از مركز به اين معني است كه يك DVDيك لايه اي در صورت تمايل مي تواند كوچكتر از 12 سانتي متر شود. مساله بسيار شگفت انگيز اين است كه تراك اطلاعات به چه باريكي است !- اندكي بيش از 740 نانومتر يك تراك از ديگري تفكيك شده است (يك نانومتريك هزار ميليونيم يك متر است .) و امتداد ضربت كه تراك ها را مي سازد ، هر 320 نانومترعرض ، حداقل 400 نانومتر درازا و 120 نانومتر ارتفاع است .شكل زير نشان دهنده لايه هاي پلي كربناتي در ضربت ها هستند.

DVD

پيت ها در DVD ها از ضربت ها مشهود تر هستند. ضربت ها در سمت آلومينيومي مانند پيت ها ظاهر مي شوند اما در سمتي كه ليزر مي خواند ، ضربت ها هستند . بعد ميكروسكوپي ضربت ها ، تراك هاي مارپيچي را روي DVDها ايجاد مي كنند كه بسيار دراز هستند. در صورتي كه شما بتوانيد تراك اطلاعاتي را از يك لايه منفرد DVD بلند كرده و روي يك خط راست امتداد دهيد ، در حدود 7.5 مايل درازا خواهد داشت . اين به اين معني است كه يك DVDدوطرفه ، دولايه ، 30 مايل ( 48 كيلومتر) از اطلاعات امتداد خواهد داشت و براي خواندن اين چنين اطلاعات كوچكي شما به يك ديسك خوان ماشيني دقيق احتياج داريد .

[1] يكي از شاخه هاي قديمي صنعت چاپ مي باشد كه در اين صنعت فقط از رنگهاي مايع كه به سرعت خشك مي شوند استفاده مي شود. جهت اطلاعات بيشتر به مجلة صنعت چاپ مراجعه شود.

 ذخيره سازي اطلاعات : DVD vs. CD

DVD ها مي توانند بنا به دلايلي مانند زير بيشتر از يك CD اطلاعات ذخيره نمايند:

1- اور هد كمتر فضاي بيشتر

2- توانايي بالاي ذخيره سازي اطلاعات

3- لايه هاي ذخيره سازي چند گانه

توانايي بالاي ذخيره سازي اطلاعات :

DVDها يك طرفه – يك لايه مي توانند حدود 7 ساعت بيشتر از CD ها اطلاعات را ذخيره نمايند. قسمت عظيمي از اين تغييرات نتيجه كوچكتر شدن پيت ها و تراك ها به نسبت CD در يك DVD است . تراك هاي pitch در يك DVD 2.16 بار كوچك تر هستند و كمترين طول پيت براي يك DVD تك لايه اي ، 2.08 بار كوچكتر از يك CD است .

 Overhead كمتر ، فضاي بيشتر:

در يك CD ، اطلاعات رمزي زيادي در ديسك وجود دارد كه اجازه اصلاح خطا مي يابند . اين اطلاعات ، تكراري از اطلاعات موجود هستند كه از قبل در ديسك وجود دارند .برنامه اصلاح كننده خطايي كه در CDاستفاده مي شود در مقايسه با برنامه اي كه در DVDاستفاده مي شود بسيار قديمي و نا كار آمد است . فرمت DVDفضاي زيادي را براي اين برنامه هدر نمي دهد و همين امر به او اين كمك را مي كند كه اطلاعات مهم و واقعي زيادي را ذخيره كند . راه ديگري كه باعث مي شود DVD ظرفيت بالاتري را داشته باشد اين است كه اطلاعات را در فضاي كمي بزرگتر از فضايي كه CDاين عمل را انجام مي دهد ، رمزي مي كند . لايه هاي ذخيره سازي چند گانه : براي افزايش هر چه بيشتر ظرفيت ذخيره سازي ، يك DVDميتواند تا چهار لايه ارتقا يابد : دو تا در هر سمت . ليزري كه ديسك را مي خواند، مي تواند از طريق لايه اول به لايه دوم متمركز شود . در جدول زير ظرفيت فرم هاي مختلف DVDرا ملاحظه مي نمائيد :

 يك CD قابل رايت چگونه كار مي كند ؟

بازار ديسك هاي فشرده در دهه 1980 با ورود دسك هاي فشرده تصويري بسيار گرم شد. بعد از آن اين ديسك ها وسيله اي شد تا كاربران بتوانند برنامه هاي كامپيوتر را در آنها ذخيره نمايند . اين پيشرفت ناگهاني را مي توان به استانداردهاي تكامل يافته شركت هاي سوني و فيليپ نسبت داد( كه به نام كتاب هاي رنگي معروف است ) .آنها خلاصه اي ازخصوصياتي را كه بايد يك CD براي ورود به دنياي كامپيوتر داشته باشد را عرضه كردند و قالبي را براي پيشرفت ديسك هاي فشرده و تكنولوژي هاي وابسته به آن ارائه كردند . تاريخچه ديسك هاي فشرده بسيار آسان است بنابراين به چگونگي رايت و يا سوختن يك CD مي پردازيم .استاندارد اساسي همه درايو هاي CD-ROM هنگامي حمايت مي شود كه اطلاعات به داخل آنها انتقال يافته باشد . يك رايت هد در يك درايو CD قابل رايت كه كامل كننده فرآيند هاست ، قرار گرفته است . اين رايت هد پرتويي از ليزر ( نور كم انرژي ) را به سطح يك ديسك فشرده كه از يك لايه نازك پلاستيك پلي كربنات ساخته شده است ، مي فرستد( شكل شماره 1) . محلي كه در بالاي لايه پلاستيكي قرار دارد لايه رنگي اي ( معمولا سبز ) از ماده و يك لايه نازك از طلا است كه پرتو نور را منعكس مي كند . بالاي اين لايه ، لايه محافظي از لاك و الكل قرار دارد كه به وسيله لايه ضد خراش از جنس مواد پلي مري محافظت مي شود .

لايه هاي DVD به تفكيك

ليزر به وسيله هد رايتي كه از يك شيار مارپيچي تنگ پيروي مي كند ، پرتاب مي شود كه از داخل لايه پلاستيك عبور كرده است . اين شيار به نام atip شناخته مي شود ، براي زمان مستقل در شيار پيشين منتظر مي ماندو داراي يك الگوي موجي پيوسته etch در داخل آن است كه اين امر مانند پخش كنندهاي ثبت كننده است كه در شكل شماره 2 توضيح داده شده است .

 
برخورد ليزر با CD

تا هنگامي كه هد رايت از شيار هايي در سطح خود استفاده مي كند ، موتوري سرعت چرخش محوري ديسك فشرده را كنترل مي كند .اين سرعت به وسيله موقعيت هاي اطلاعاتي اي كه هد رايت از الگوهاي موجي دريافت مي دارد ، تعيين مي شود و براي نگهداري فضايي كه در ارتباط مستقيم با پرتو نور در سرعت پايدار و ثابت است ، استفاده مي شود .براي اينكه اين امر تحقق پبدا كند ، موتور بايد كاري كند كه هر چه ديسك در هد رايت به مركز خود نزديك تر مي شود سريعتر بچرخد وهرچه به لبه ها نزديك تر شود ، سرعت آن كاهش پيدا كند. .نرم افزار ها يي كه براي كنترل رايت اطلاعات در در ديسك هاي فشرده مورد استفاه قرار مي گيرند ، به فرمت هاي مخصوصي مانند ISO 9096 يا JOLIET براي اصلاح خطاها و ايجاد لوح محتواها، نياز دارند . برخلاف يك سيستم تخصيص درايو فايل ، يك درايو ديسك فشرده هيچ راهي براي نگه داري تراك محل فايل ها در سطح يك ديسك ندارد .به همين دليل وجود يك لوح محتوا مهم است . اين اطلاعات در يك CD با يك پالس نور كه پرتواي از ليزر را به طول موج 780 نانومتر ساطع مي كند، قرار دارد . برطبق جذب دقيق نوري با آن طول موج، لايه هاي رنگي شده به وسيله پرتو ليزر به وسيله يكي از سه راه علامت دار مي شوند كه البته اين علامت گذاري بستگي به چگونگي طراحي ديسك فشرده دارد . ايجاد اين گونه علامت گذاري ها در سطح ديسك در شكل 3 نمايش داده شده است.

رد يابي اطلاعات توسط پرتوي ليزر
 

 صرف نظر نوع طراحي ديسك ، ايجاد تحريف در روي سطح، به نام stripe ( يا پيت) شناخته مي شود . درازاي stripe بسته به نوع اطلاعاتي كه در ديسك نوشته شده متغير است .هد رايت از تغيير درازاي stripe ، براي راهي جهت فشرده كردن اطلاعات و كنترل خطاها استفاده مي كند . اين ايجاد تحريف در لايه رنگي داراي سير دائمي است . هر CDدرايوي ، صرف نظر از ظرفيت آن براي رايت اطلاعات در سطح ديسك ، داراي يك هد خواندن است .اين هد خواندن ، برخلاف هد رايت ، پرتو كم قدرت تري را كه درسطح CD پرتاب شده ، صرفاً برا ي خواندن اطلاعات به كار مي برد . وقتي كه پرتو ها از شيار ها در سطح پيروي مي كنند ، به سراسر تحريف ايجاد شده اوليه مي آيند و هرگاه به يك stripe برخورد ميكنند ، پراكنده شده و هد خواندن بر نمي گردند .( شكل 4 ) هنگامي كه يك نور به سطحي بدون تحريف( بدون لند) برخورد مي كند ، ليزر به هد پرتو بازگشت داد ه مي شود و و امپالسي را ناگهان آزاد مي كند . طرح اين آزاد سازي ناگهاني به وسيله درايو CD كشف رمز مي شود و به صورت اطلاعات ديجيتالي يا دوتايي به فرم 0 و1 به كامپيوتر فرستاده مي شود . اين رديف اطلاعات به وسيله كامپيوتر از هرنوع يك برنامه انجام پذير تفسير مي شود.

برخورد ليزر به لند و پيت

منابع:

اينترنت:

http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_disk
http://encyclopedia.thefreedictionary.com
http://www.cdrom.com
http://www.persianblog.com
http://www.blogfa.com
http://computer.howstuffworks.com/dvd.htm
http://science.howstuffworks.com/cd.htm
http://www.lookuptables.com
http://www.robertsdvd.com

كتب:
كتاب ذخيره و بازيابي اطلاعات نوشتة محمد تقي روحاني رانكوهي
آموزش سريع اپراتوري نوشتة مهندس سعيد سعادت

مجلات:
ماهنامة دانش و كامپيوتر

پروژة درس ذخيره و بازيابي اطلاعات

موضوع پروژه:
روشهاي ذخيره و بازيابي اطلاعات در انواع
ديسكهاي فشرده

استاد راهنما :   جناب آقاي دکتر نديمي
گرایش هوش نرم

جمع آوري كننده:     علي نجف زاده
رشتة نرم افزار كامپيوتر
 

خرداد ماه 1384

منبع :http://www.bitasoft.ir