CD

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži

CD - Compact Disc

CD (eng. Compact Disc) je plosnati, okrugli optički medij za pohranu podataka. Izvorno proizveden i namijenjen kao nosač zvuka, unaprijeđen je u medij na koji se mogu zapisivati elektronski podaci bilo koje vrste.

Definicija cd izgled.jpg

Standardizirani kapacitet medija iznosi 74min/650MB, nešto kasnije unaprijeđen u 80min/700MB. Korporacije Philips i Sony 1979. udružuju snage, usprkos tržišnoj borbi, kako bi kreirali CD-DA (eng. digital audio) standard. Philips se usredotočio na fizički dizajn, koristeći prijašnja dostignuća na tom polju, dok se Sony pozabavio digitalnim problemima i programiranju koda za ispravljanje grešaka (eng. error-correction). 1980., kompanije najavljuju CD-DA stanard, danas poznatiji kao „Red Book“ format, nazvan prema boji korica dokumenta koji utvrđuje karakteristike tog medija. Uz daljnju korporacijsku utrku s uređajima za reprodukciju tog standardiziranog medija, kompanije izdaju „Yellow Book“ CD-ROM standard, koji pretvara CD u nosač kompjuterskih podataka, zadržavajući iste dimenzije, ali s drugačijim načinom zapisa podataka.

Proizvodnja random.jpg

U komercijalnoj uporabi CD medij postoji od 1982., kada Sony na tržište izbacuje CDP-101, prvi komercijalni uređaj sposoban za reprodukciju zvuka pohranjenog na takav medij. CDP-101 isprva je bio dostupan na japanskom i europskom tržištu, a godinu dana kasnije i na američkom, što dovodi do masovne proizvodnje uređaja sposobnih za reprodukciju zvuka s CD-a i utemeljuje taj medij kao standard za audio pohranu sve do danas.

CDP-101, prvi komercijalni CD player

Povijest sony-cdp-101.jpg

Daljnjim razvojem tehnologije, CD prerasta u nosač podataka (CD-ROM), s mogučnošću jednokratnog (CD-R) i višekratnog (CD-RW) zapisa na isti medij, s potkategorijama VCD (video), SVCD (super video), PhotoCD, PictureCD, CD-i, čime CD postaje široko rasprostranjen u računalnoj industriji.

Širenjem CD-ROM uporabe, „Red Book“ i „Yellow Book“ standardi postaju nedovoljno specifični za neka pravila, zbog čega se 1988. uvodi ISO 9660 standard. Kao vrsta formata zapisa podataka na medij, taj standard ustanovljen je kako bi podatke na CD-u mogli pročitati većina operacijskih sustava (MS-DOS, Windows, Mac OS, UNIX itd.), i ostalih elektronskih uređaja. Razni protokoli produbljuju taj standard kako bi se prilagodio različitim strukturama unutar pojedinog operacijskog sustava, a da sam ISO i dalje ostane kompatibilan s ostalim sustavima. Oni uključuju Joilet (Windows), Apple Extensions (Mac OS) i Rock Ridge (UNIX).

DIMENZIJE, PROIZVODNJA, ČITANJE PODATAKA

Utvrđene dimenzije CD medija su promjer od 12cm, te nešto manji, takozvani miniCD, promjera 8cm. Debljina svakog diska je 1.2mm. Vrsta materijala od kojeg je proizvedene je prešani poli-karbonat, vrsta plastike, na koju se lijepi tanki metalni reflektirajući sloj, obično od aluminija ili zlata, te lak radi zaštite. Na vrh tog sloja lijepi se naljepnica, kao gornji površinski sloj. Na sredini svakog CD-a postoji rupa promjera 15mm, koja služi kao prsten za poravnavanje prilikom slaganja (eng. stacking ring).

Mikroskopski pogled na strukturu CD-a

Dimenzije mikroskopski.jpg

Podaci se spremaju između malih izbočenja plastičnoj površini, od kojih je svaka duboka 100nm i široka 500nm, u duljini varirajući između 850nm i 3.5μm. Razmak između tih spiralnih udubina je 1.6μm. Za čitanje podataka zapisanih na CD koristi se poluvodički laser valne duljine 780nm usmjeren na donju stranu plastičnog diska, počevši od unutarnje strane. Razlike u dubinama jamica, i razmaka između istih, rezultira različitom refleksijom usmjerenog lasera, a mjerenjem te refleksije omogućeno je čitanje podataka.

Proces proizvodnje CD-a

Proizvodnja cd.JPG

KAPACITETI

Kapacitet CD-a uobičajeno se izražava u minutama audio zapisa ili količini podataka koje može sadržavati u megabajtima. Trenutni tržišni standardi su 74min/650MB i 80min/700MB za CD diskove promjera 120mm, a za nešto manje popularne diskove promjera 80mm, standard je 21min/185MB. Količina informacija koje se mogu spremiti na CD ovisi o gore navedenim kapacitetima i o načinu zapisivanja paketa podataka (eng. data block) u sektore,koji su po definiciji najmanji zasebni blokovi podataka. Svaki sektor sadrži 2352 bajta.Uobičajeni formati zapisa su CD-ROM (različite vrste kompjutorskih podataka) i CD-DA (audio).

Struktura CD-a

CD struktura.jpg


Modeli pakiranja podataka na CD-ROM su sljedeći:

CD-ROM Mode 1 – način zapisa podataka i aplikacija na CD medij. Kako se moglo pristupiti brojnim podacima zapisanim na taj način, potrebno je precizno adresiranje istih.Budući da CD-ROM podliježe pogreškama češće nego CD s audio zapisom, dio prostora u sektoru posvećen je korekciji. Za potrebe detekcije i ispravka grešaka (eng. error detection and correction) iskorišteno je 304 bajta, a za podatke se koristi ostalih 2048 bajta po sektoru. CD-ROM Mode 2 – koristi se za zapis audio/video informacija, koje podliježu greškama manje nego druge vrste podataka. Prema tome, svih 2,352 bajtova u sektoru iskorišteno je za zapis paketa podataka, a ispravak grešaka vrši se po standardnom CD-DA kodu. Kao fleksibilna metoda zapisa različitih vrsta podataka zajedno, Mode 2 je osnova za CD-ROM XA (eng. eXtended Architecture), koji, izostavkom koda za korekciju iz Mode 1 načina zapisa, omogućuje popunjavanje tog viška prostora dodatnim blokovima informacija. Ovisno o modelu pakiranja podataka, kapacitet medija varira. Današnji uređaji za zapis podataka na CD medije i programi povezani s njima omogućuju jednostavnu uporabu ove tehnologije. Izbor zapisa može se prepustiti softveru koji prepoznaje vrste podataka i odabire najbolji model zapisivanja. Napredne derivacije utemeljenog CD standarda – DVD, DVD-ROM, Blu-Ray – i pripdajući im čitači zapisa, proizašle su iz nastavka rada na kompresiji prostora na mediju i tehnologiji lasera-čitača. Kompaktni disk, ili češće samo kraće CD (od engl. Compact disk) je optički zapis razvijen u kasnim 1970-tim godinama, prvotno korišten samo kao medij za glazbu. Kasnije se medij razvio za spremanje podataka na računalu, tako da je danas standardni dio računala. Pojavom DVD-a 1996. dobili smo novi standard koji na mediju iste veličine (120 mm) čuva sadržaj 6 ili više CD-ova, pa se s padom cijena uređaja i medija može očekivati zamjena CD-a s DVD-ovima u svijetu računala (cijena dvoslojnog DVD snimača je ispod 800 kuna, 10 CD-R medija:10 DVD-R medija 1:3 u prosincu 2004.) CD kao proizvod razvili su zajedno Philips i Sony, Philips je osmislio proizvodni proces (idejno baziran na Laserdisc-u, koji se nije proslavio s medijima promjera 18-30 cm), a Sony je usavršio korekciju grešaka pri čitanju CD medija, čime je proizvod bio spreman za tržište. Masovna proizvodnja je krenula 1982. 1979 Philips i Sony udružili su snage svojih inženjera čija je misija bila da dizajniraju novi digitalni audio disk. Istaknuti članovi tima bili su Kees Immink i Toshitada Doi. Nakon godine dana pokusa i diskusije, izradili su tzv. “Crvenu knjigu” - audio standard kompaktnog diska. Philips je doprinio procesu proizvodnje i EFM (Eight – to – Fourteen Modulation). Taj način modulacije omogućio je dugo korištenje i otpornost na površinska oštećenja, Sonyjev doprinos bila je CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Coding)– metoda popravljanja greški. Više o povijesti CD-a može se vidjeti iz dokumentarca “The Compact Disc Story” - ispričanog od strane bivšeg pripadnika tima. Dokumentarac daje informacije o odlukama o mnogim tehničkim detaljima, kao što su: frekvencija uzimanja uzoraka, vrijeme sviranja, čak i promjer diska. Philipsa je dao izjavu da je CD “proizvod velike grupe ljudi koja je radila kao tim”. CD je u početku bio zamišljenm kao zamjena za gramafonsku ploču, a ne kao medij za spremanje podataka, što je postao tek kasnije, 1985. standardom “Žuta knjiga” kojeg su donjeli Sony i Philips. U lipnju, 1985, predstavljen je CD-ROM (read-only memory) a 1990 CD-R (za snimanje), razvijen također od strane tvrtki Sony i Philips.

Vrste medija

  • CD-DA
  • CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) CD-ROM koristimo za čitanje podataka (podaci se snimaju u tvornici)
  • CD-ROM/XA
  • CD-I
  • CD-R (Compact Disk Recordable, "Kompaktni disk za snimanje") CD-R koristimo za čitanje i pisanje podataka (svaki korisnik koji ima CD-R uređaj i odgovarajući medij može i zapisati podatke na njega - jednokratno). CD-R, CD-i s mogućnošću zapisa su CD-i izrađeni sa “praznom” podatkovnom spiralom. Na medij se nanosi fotoosjetljiva boja. Laseru za zapisivanje mijenja boju na djelovima sloja što omogućuje laseru za čitanje da “vidi” iste kao da su udubine. CD-R-ovi slijede standard “Narančaste knjige”.
  • CD-RW (Compact Disk ReWritable, "Ponovno ispisivi kompaktni disk") CD-RW koristimo za čitanje i pisanje podataka - višekratno. CD-RW je CD s mogućnošću ponovnog zapisa, koristi metalik sloj(?) umjesto boje. Laser za zapisivanje je u opom slučaju korišten da ga zagrije i promjeni kemijska svojstva i tako promjeni reflektivnost. CD-RW diskovi ipak nemaju toliko razliku između reflektivnosti dijelova koji predstavljaju udubine i “doline”, tako da ih mnogi CD audio svirači ne mogu svirati, iako većina DVD svirača može.