up
Search      menu
فنآوری اطلاعات :: مقاله سي دي Compact Disc PDF
QR code - سي دي Compact Disc

سي دي Compact Disc

تکنولوژي و کارکرد لوح فشرده – سي دي Compact Disc

●CD چيست؟
CD مخفف عبارت Compact Disc يا ديسک فشرده است که حدود ۲۰ سال قبل اختراع شد تا رقيبي براي محيط‌هاي ضبط مغناطيسي باشد. امروزه CD به عنوان اولين انتخاب براي ضبط موسيقي، ويديو و ديتا درآمده است. نام اوليه براي CD عبارت بود از CD-ROM که معادل بود با Compact Disc-Read-Only Memory اما حضور تکنولوژي‌هاي جديدتر در ساخت CD، نام‌هاي ديگري مانند CD-R يا CD-RW را به ميدان آورد. يک CD قادر به ذخيره‌سازي ۷۴ دقيقه (۸۰ دقيقه) موزيک است.
ظرفيت ديسک‌هاي فوق بر حسب بايت معادل ۶۶۵۶۰۰ بايت (و در مدل ۸۰ دقيقه‌اي۷۱۶۸۰۰ بايت) است. قطر اين ديسک‌ها دوازده سانتيمتر است. CD داراي يک شيار حلزوني (مارپيچ) داده است. دواير از قسمت داخل ديسک شروع و به سمت بيرون ديسک ختم مي‌شوند. با توجه به اينکه شيار مارپيچ از مرکز آغاز مي‌گردد، بنابراين قطر يک CD مي‌تواند کوچک‌تر از ۱۲ سانتيمتر باشد. اگر داده‌هايي که بر روي يک CD ذخيره مي‌گردد را استخراج و جملگي آنها را در يک سطح مسطح قرارد دهيم، پهنائي به اندازه نيم ميکرون و طولي به اندازه پنج کيلومتر را شامل خواهند شد!
● تاريخچه سي دي CD
تاريخچه ساخت CDها زياد طولاني نمي‌باشد. ديسک‌هاي فشرده ابتدا در سال ۱۹۸۰ مطرح شدند و ايده ساخت آنها ظاهراً از صفحات گرامافون گرفته شده است. ديسک‌هاي فشرده يکي از منابع ذخيره اطلاعات مانند فلاپي ديسک‌ها مي‌باشند با اين تفاوت که ظرفيت ذخيره‌سازي اطلاعات در ديسک‌هاي فشرده بسيار بيشتر مي‌باشد. ديسک‌هاي فشرده، منتخب غالب افراد راغب موزيک بود. به دليل ثبت ديجيتالي آن، محصولات امنيتي در بالاترين سطح کيفي خود هستند و نيز احتمال از بين رفتن آن بسيار کم است.
تکنولوژي‌هاي مشابه، CD را به عنوان يک واسطه جاذب براي حمل انواع اطلاعات ديجيتالي ساخته‌اند. با اينکه CDهاي فشرده به قدر کافي قابل اعتماد نيستند اما کميت حجيم آن مي‌تواند براي ما سريع و مقرون به صرفه باشد. انحصار توليد ديسک‌هاي فشرده در ابتدا در دست دو شرکت PHILIPS وSONY بود. ولي در آن زمان استاندارد خاصي براي توليد اين CDها وجود نداشت و نيز اين مشکل نيز وجود داشت که هر کسي مي‌خواست از اين ديسک‌هاي فشرده استفاده نمايد مي‌بايست فقط از ديسک‌ها و ديسک‌خوان‌هاي مربوط به يکي از اين دو شرکت استفاده مي‌نمود.
در حال حاظر تمامي CDها با استفاده از يک استاندارد جهاني (ISO) ساخته مي‌شوند و در هر جايي مي‌توان از اين ديسک‌هاي فشرده استفاده نمود و به راحتي در سرتاسر دنيا اين ديسک‌هاي فشرده در دسترس مي‌باشند. به خاطر رشد فوق‌العاده و کامل CDها و تکنولوژي، در حال حاضر CDها تکامل يافته و کامل شده‌اند. استانداردهاي اساسي CD و قانون‌هاي مرتبط به آن در کتاب قرمز (Audio) ، کتاب زرد (CD ROM)، کتاب نارنجي (CD-R) ، کتاب سبز (CD-I) و ساير تکنولوژي‌ها معين و جمع‌آوري شده است. به هر حال هر استاندارد رسمي و غيررسمي از اين قوانين معين شده در کتاب‌هاي صنعتي اصلي تبعيت مي‌کنند.
● طرز ساخت لوح فشرده – سي دي CDها
سي دي ها CD از جنس پلاستيک بوده و داراي ضخامتي معادل چهار صدم يک اينچ (۲ ۱ ميليمتر) است. بخش اعظم يک CD شامل يک نوع پلاستيک پلي کربنات تزريقي است. در ابتدا قالب ابتدايي يک CD پلي کربنات گداخته شده است. هنگامي که اين پلي‌کربنات به نقطه ذوب خود نزديک مي‌شود، پلاستيک فوق نشانه‌گذاري شده و يک شيار حلزوني (مارپيچ) پيوسته از داده، ايجاد مي‌گردد. براي انجام اين کار از ضربه‌‌هاي ميکروسکوپي استفاده مي‌شود. اين ضربه‌‌ها پيت‌ها و لند‌ها را به وجود مي‌آورند که اطلاعاتي هستند که ليزر آنها را مي‌خواند.
بعد از اين مرحله، لايه بازتابي تراشه‌اي، براي استفاده در فرآيندي به نام sputtering و يا wet silvering آماده مي‌شود. علت درخشان به نظر آمدن يک ديسک نيز همين مرحله است و به اين دليل استفاده مي‌شود که ليزر را به پخش‌کننده انتقال دهد، بنابراين بي‌عيب بودن آن بسيار اهميت دارد. جنس اين لايه اصولا از نقره است، اما مي‌تواند از موادي مانند طلا يا پلاتين و در موارد تجاري‌تر آلومينيوم ساخته شود و يا حاوي لايه‌هاي حساس به نور اضافي باشد که وضعيت ديسک‌هاي با قابليت ثبت دوباره اينگونه است.
در ادامه يک لايه آکريليک به منظور حفاظت بر روي سطح آلومينيومي پخش مي‌گردد. اين پوشش لاکي براي مهر کردن لايه بازتابي و جلوگيري از اکسيد شدن آن، وارد عمل مي‌شود. اين لايه باريک است و طوري عرضه شده است که کوچک بوده و در مقابل خراشيدگي مقاوم نيست. آخرين مرحله کار بر روي يک CD، screen-printed در قسمت بالاي آن است و CD آماده بسته‌بندي، عرضه به کاربر و در نهايت رايت مي‌شود.
نتيجتاَ هر CD حاوي ۹۹% پلي کربنات و در نهايت ۱% اطلاعات ذخيره شده، تراشه لايه بازتابي و مرحله آخر است. ليزر استفاده شده توسط کاربر، از ميان ديسک پلاستيکي عبور مي‌کند، به اطلاعات برخورد کرده، سپس به لايه انعکاسي برخورد کرده و بعد به پخش کننده برگشت داده مي‌شود. اختلافات جزئي ميان انواع ديسک وجود دارد براي مثال ديسک‌هاي پلي‌استيشن از يک نوع پلي کربنات ارغواني تيره تشکيل يافته‌اند، اما دقيقاً مانند سايرديسک‌ها عمل مي‌کنند. ديسک‌هاي نگارنده و دوباره نگارنده (Re-Writable)، لايه مهر شده اطلاعات را ندارند در عوض هنگامي که در نور معيني قرار مي‌گيرند از لايه‌هاي حساس به نور استفاده مي‌کنند و اطلاعات را در داخل لايه‌ها حکاکي مي‌کنند.
● عملکرد يک لوح فشرده – سي دي CD
اطلاعات بر روي يک CD با استفاده از يک درايو قابل نوشتن، ثبت مي‌گردند. در صورتي که قصد ايجاد يک CD صوتي و يا يک CD داده را داشته باشيد، مي‌توان با استفاده از نرم‌افزارهاي مربوط به نوشتن بر روي CD، اين کار را انجام داد. فرمت ذخيره‌سازي داده‌ها توسط نرم‌افزار مربوطه تعيين خواهد شد. فرآيند فرمت داده‌ها بر روي CD بسيار پيچيده است. به منظور شناخت نحوه ذخيره‌سازي داده‌ها بر روي CD، لازم است که با تمام شرايط ممکن براي رمزگشائي داده‌ها را که مورد نظر طراحان مربوطه است، شناخت مناسبي پيدا شود.
- با توجه به اينکه ليزر با استفاده از Bumps ، داده‌هاي مارپيچ را دنبال مي‌نمايد، نمي‌تواند فضاي خالي اضافه (Gap) در شيار وجود داشته باشد. به منظور حل مشکل فوق از روش رمزگشائي EFM)eight-fourteen modulation) استفاده مي‌شود. در روش فوق هشت بيت به چهارده بيت تبديل شده و اين تضمين توسط EFM داده خواهد شد که برخي از بيت‌ها يک خواهند بود.
- با توجه به اينکه لازم است ليزر بين «آهنگ‌هاي متفاوت» حرکت نمايد (حرکت بر روي شيارها)، داده‌ها نيازمند روشي هستند که با استفاده از آن به صورت موزيک رمزگشائي شده و به درايو اعلام نمايند که موقيت هر کدام کجاست؟ به منظور حل مشکل فوق از روشي با نام Sub code Data استفاده مي‌شود. کدهاي فوق قادر به رمزگشائي موقعيت نسبي و مطلق ليزر در شيار خواهند بود.
- با توجه به اينکه ليزر ممکن است يک Bumps را نخواند، روشي براي مشخص نمودن خطاي مربوط به خواندن يک بيت مي‌بايست استفاده گردد. به منظور حل مشکل فوق بايد بيت‌هاي بيشتري اضافه گردد. بدين ترتيب درايو مربوطه امکان تشخيص و تصحيح خطاهاي مربوط به تک بيت‌ها را پيدا خواهد کرد.
● انواع CD و فرمت‌هاي آن
CD نيز مانند هاردديسک که با يکي از فرمت‌هاي FAT۱۶ ، FAT۳۲ و يا NTFS کار مي‌کند، نياز به فرمت خاصي دارد که بتواند کار کند. اولين فرمت CD ، فرمت CDهاي موسيقي، به نام CD-DA يا CD-Digital Audio مي‌باشد که موسيقي را به نحو خاصي روي CD مي‌نويسد، به اين فرمت CD-Audio هم مي‌گويند. اين فرمت براي هر آهنگ يک تراک (track) روي CD باز مي‌کند که طول آن بستگي به طول آهنگ دارد و متغير مي‌باشد.
پس هر آهنگ يک تراک مي‌گيرد. CD-Audio روشي عالي براي ذخيره موسيقي است اما چون روشي براي کنترل خطا ندارد، اصلاً به درد ذخيره ديتاي کامپيوتري نمي‌خورد. اگر چند بيت از موسيقي هنگام پخش خراب شود، تاثير زيادي در آنچه مي‌شنويد نخواهد داشت. اما چند بيت خراب در يک فايل کامپيوتري exe، به معناي کار نکردن آن است. براي ذخيره ديتا روي CD نياز به کنترل خطاست. بدين ترتيب فرمت جديدي براي آن به نام ISO-۹۶۶۰ به ميدان آمد.
اين فرمت به نام High Sierra هم شناخته مي‌شود اما نام معروف‌تر آن که عامه‌پسند هم مي‌باشد فرمت CD-ROM است. اکثر CDهاي ديتا، از اين فرمت استفاده مي‌کنند. يک فرمت مخلوط بين صدا و فيلم هم به نام CD-I يا CD-Interactive وجود دارد که هدف آن بوده تا روي يک CD بتوان صدا و قيلم را با هم ذخيره کرد تا بعد با هم پخش شوند و ساخت درايوهايي براي کامپيوتر مورد نظر بوده است که بتواند CDهاي انواع CD-I را پخش کند. فرمت ديگر، CD-ROM XA است که آن هم چيزي مانند CD-I مي‌باشد و با وجودي که CDهاي کمي از آن پيروي مي‌کنند، اما اکثر درايوها آنرا ساپورت مي‌نمايند.
CD-ROM که از طرف کارخانه پر مي‌شد، امکاني هم به کاربر خانگي نمي‌داد تا CD خود را پر کند. در اين مسير تکنولوژي با ارئه نوع بخصوصي CD به نام WORM که مخفف Write Once Read Many است به کاربران خانگي امکان داد تا CD خود را در منزل پر کنند اما به علت استفاده از دستگاه‌هاي گران قيمت خيلي زود منسوخ شد. در اواسط دهه ۱۹۹۰ استاندارد CD-R يا CD-Recordable معرفي شد.
بدين ترتيب پاي درايوهاي ارزان قيمت CD Burners به ميان آمد که مي‌توانست ديتا را به ديسک‌هاي مخصوص CD-R اضافه کند. هر درايوCD-ROM هم قادر بود که CD-R را بخواند و تمام درايوهاي CD-R نيز مي‌توانستند CD-ROMها را بخوانند. CD-Rها در دو نمونه عرضه مي‌شود: ديسک ۷۴ دقيقه‌اي که مي‌تواند ۶۵۰ مگابايت ديتا نگه دارد و ديسک‌هاي ۸۰ دقيقه‌اي که مي‌تواند ۷۰۰ مگابايت ديتا را نگه دارند.
درايوهاي CD-R هم بايد نوع دوم يعني ديسک ۸۰ دقيقه‌اي را ساپورت کنند اما در عمل اينطور نيست. عملکرد ديسک‌هاي CD-R مانند CD-ROMهاي معمولي است ولي به علت مواد شيميائي خاص براق‌تر است. چون ليزري که در CD-I مي‌نويسد از ليزر خواننده ۱۰ بار قوي‌تر است مي‌توان به راحتي اختلاف نوري را بين نقاطي که ديتا نوشته شده و نقاطي که ديتا وجود ندارد تشخيص داد. روي CD-R فقط يک بار مي‌توان نوشت.
درايوهاي قديمي CD-R در يک بار نوشتن روي آن، تمام فضا را مصرف مي‌کرد و امکان نوشتن روي فضاي خالي را نمي‌داد. اصطلاحاً در يک Session کار را تمام مي‌کرد و گاهي فضاي بسيار زيادي از بين مي‌رفت. اين درايوها به Single-Session Drives معروف بودند. درايوهاي جديد Multi Session هستند که به شما امکان مي‌دهند تا زماني که فضاي خالي روي ديسک قرار دارد طي مراحل مختلف، ديتا را در آن بنويسيد.
البته در اين درايوها هم اگر بخواهيد مي‌توانيد در هر مرحله عمل نوشتن را ببنديد و ديگر اجازه نوشتن روي ديسک را ندهيد. هر چند CD-R بسيار مورد توجه قرار گرفت اما نقطه ضعف بزرگي داشت، شما نمي‌توانيد اطلاعات آنرا پاک کرده و آن را مجددا مورد مصرف قرار دهيد. بدين ترتيب فرمت CD-RW يا CD-ReWrite ظاهر شد که به قول بعضي‌ها يک فلاپي ديسک ۶۵۰ مگابايتي است. سرعت Write در اين CDها نيز متفاوت است و بستگي به حساسيت جنس ورقة آلومينيومي CD دارد.
هر چه اين لايه حساس‌تر باشد. سرعت Write بالاتر خواهد بود. هر چند که ديسک‌هاي اوليه CD-RW در درايوهاي معمولي CD-ROM قابل خواندن نبود اما اين نقطه ضعف به سرعت برطرف شد. با ظهور درايوهاي CD-RW که مي‌توانستند روي ديسک‌هاي CD-R هم بنويسند، عمر درايوهاي CD-R به سر آمد.
● درايوهاي سي دي CD يا سي دي پلاير CD playerها
مسئوليت يافتن و خواندن اطلاعات ذخيره شده بر روي يک CD بر عهده CD Player يا درايو CD است. يک CD player داراي سه بخش اساسي است:
۱) يک موتور که باعث چرخش ديسک مي‌گردد. چرخش موتور فوق با توجه به شياري است که مي‌بايست خوانده شود و بين ۲۰۰ تا ۵۰۰ دور در دقيقه مي‌باشد.
۲) يک ليزر و يک سيستم لنز که برآمدگي‌هاي موجود بر روي CD را خواهند خواند.
۳) يک مکانيزم رديابي به منظور حرکت ليزر به گونه‌اي که پرتو نور قادر به دنبال نمودن شيار حلزوني باشد.
● فن آوري درايوهاي سي دي CD يا سي دي پلاير CD playerها
CD Player يک نمونه مناسب از آخرين فناوري‌هاي موجود در زمينه کامپيوتر است. در سيستم فوق داده‌‌ها به شکل قابل فهم و به صورت بلاک‌هائي از داده شکل‌دهي شده و براي يک مبدل ديجيتال به آنالوگ (زماني که CD صوتي باشد) و يا يک کامپيوتر (زماني که يک درايو CD-ROM باشد) ارسال خواهد شد.
پس از تابش نور بر روي سطح ديسک (برآمدگي‌ها)، بازتابش آن از طريق يک چشم الکترونيکي کنترل مي‌گردد. در صورتي که بازتابش نور دقيقاً بر روي چشم الکترونيکي منطبق گردد، عدد يک تشخيص داده شده و در صورتي که بازتابش نور منطبق بر چشم الکترونيکي نباشد، عدد صفر تشخيص داده خواهد شد. پس از تشخيص فوق (صفر و يا يک) اطلاعات به صورت سيگنال‌هاي ديجتال شکل‌دهي خواهند شد.
در ادامه سيگنال‌هاي فوق در اختيار يک تبديل کننده قرار خواهند گرفت. تبديل کننده سيگنال‌هاي ديجيتال را به آنالوگ تبديل خواهد کرد. اگر CD مورد نظر حاوي اطلاعات صوتي (موزيک) باشد، در ادامه سيگنال‌هاي آنالوگ در اختيار يک تقويت کننده آنالوگ قرار گرفته و پس از تقويت سيگنال مربوطه امکان شنيدن صوت از طريق بلندگوي کامپيوتر به وجود خواهد آمد. وظيفه اوليه CD player تمرکز ليزر بر روي شيار حاوي برآمدگي‌هاي ايجاد شده است.
پرتوهاي نور از بين لايه پلي‌کربنات عبور و توسط لايه آلومينيم بازتابش خواهند شد. يک چشم الکترونيکي (Opto-electronic) از تغييرات به وجود آمده در نور استنباطات خود را خواهد داشت. با توجه به برآمدگي‌هاي موجود در سطح ديسک، بازتابش نور منعکس شده تفاوت‌هاي موجود را مشخص و چشم الکترونيکي تغييرات حاصل از انعکاس را تشخيص خواهد داد. الکترونيک‌هاي موجود در درايو، تغييرات نور منعکس شده را به منظور خواندن بيت‌ها، تفسير مي‌نمايد.
مشکل‌ترين بخش سيستم فوق نگهداري پرتوهاي نور در مرکزيت شيارهاي داده است. عمليات فوق بر عهده «سيستم ردياب» است. سيستم فوق مادامي که CD خوانده مي‌شود، به صورت پيوسته ليزر را حرکت و آن را از مرکز ديسک دور خواهد کرد. به موازات حرکت خطي فوق، موتور مربوطه (Spindle motor) مي‌بايست سرعت CD را کاهش داده تا در هر مقطع زماني، اطلاعات با يک نسبت ثابت از سطح ديسک خوانده شوند.
اکثر درايوهاي CD-RW امروزي با تکنيک Packet writing از فرمت UDF يا Universal Data Format استفاده مي‌کنند. اين درايوها با سه عدد مشخص مي‌شوند مانند ۱۲x۱۰x۳۲ عدد اول معرف سرعت نوشتن CD-R است. عدد دوم سرعت بازنويسي روي CD-RW را نشان مي‌دهد و سومين عدد معرف سرعت خواندن است.

گياه سيب (Malus domestica) از اعضاي زيرخانواده پوموييده و تيره گل سرخ است. گلابي، به و ازگيل نيز همانند سيب در همين تيره قرار مي گيرند. جنس مالوس دست ...

نام علمي : .Allium sativum L از خانواده لاله Liliaceae نام هاي عمومي : در انگليسي به آن «Garlic » و در فارسي به آن سير مي گويند. پراکندگي گياه ( در اي ...

سيب ( دقيقا يک ميوه شفتدار) ميوه درختي ازطبقه Malus است که عضوي از خانواده گل سرخيان بوده ( روزاسيا) و در طول تاريخ کشت مي شده است . بيشتر گروه سيبها ...

«سيال» به معني در جريان و بسيار روان است و در مورد هر ماده اي که قابليت جاري شدن داشته باشد، اعمال مي شود. سيال را ماده اي تعريف مي کنيم که وقتي تنش ب ...

مطلب ( MATLAB ) يکي از زبانهاي برنامه نويسي سطح بالا با تمرکز بر روي تکنيکهاي محاسباتي است. اين نرم افزار محيطي مناسب براي انجام عملياتهاي رياضي، ايجا ...

وبلاگ ساختن يک کار ساده است. وارد blogsky.com يا Persianblog.ir شويد و عضويت در سايت را بزنيد. در حال حاضر که blogsky عضو نمي پذيرد. پس مي توانيد به ه ...

● جستجوي بدون دردسر درWindows XP : هنگامي که مي خواهيد در ويندوز XP جستجو کنيد با عناصري روبرو مي شويدکه شايد براي شما آزار دهنده باشند از جمله: وجود ...

هر کامپيوتر موجود در شبکه به منظور ايجاد ارتباط با ساير کامپيوتر ها ، مي بايست شناسائئ وداراي يک آدرس منحصر بفرد باشد.قطعاً تاکنون به آدرس هاي IP ويا ...

دانلود نسخه PDF - سي دي Compact Disc