تاریخچه ساخت CD

تاریخچه ساخت CD ها زیاد طولانی نمی باشد. دیسکهای فشرده ابتدا در سال 1980 مطرح شدند و ایده ساخت آنها ظاهرا از صفحات گرامافون گرفته شده است. دیسکهای فشرده یکی از منابع ذخیره اطلاعات مانند فلاپی دیسکهامی باشند با این تفاوت که ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات در دیسکهای فشرده بسیار بیشتر می‌باشد. دیسکهای فشرده ، منتخب غالب افراد راغب موزیک بود . به دلیل ثبت دیجیتالی آن ، محصولات امنیتی در بالاترین سطح کیفی خود هستند و نیز احتمال ازبین رفتن آن بسیار کم است . تکنولوژی های مشابه، CD را به عنوان یک واسطه جاذب برای حمل انواع اطلاعات دیجیتالی ساخته اند . با اینکه CD های فشرده به قدر کافی قابل اعتماد نیستند اما کمیت حجیم آن می تواند برای ما سریع و مقرون به صرفه باشد. انحصار تولید دیسکهای فشرده در ابتدا در دست دو شرکت Philips وSONY  بود. ولی در آن زمان استاندارد خاصی برای تولید این CDها وجود نداشت. این مشکل نیز وجود داشت که هر کسی می خواست از این دیسکهای فشرده استفاده نماید می بایست فقط از دیسکها و دیسک خوانهای مربوط به یکی از این دو شرکت استفاده می نمود. در حال حاظر تمامی CD ها با استفاده از یک استاندارد جهانی (ISO) ساخته می شوند و در هر جایی می توان از این دیسکهای فشرده استفاده نمود و به راحتی در سرتاسر دنیا این دیسکهای فشرده در دسترس می باشند. به خاطر رشد فوق العاده و کامل CD ها و تکنولوژی ، در حال حاضر CDها تکامل یافته و کامل شده اند . استانداردهای اساسی CD و قانون ها ی مرتبط به آن در: کتاب قرمز (audio) ، کتاب زرد (CD ROM)، کتاب نارنجی (CD-R) ، کتاب سبز(CD-I)  و سایر تکنولوژی ها معین و جمع آوری شده است. به هر حال هر استاندارد رسمی و غیر رسمی از این قوانین معین شده در کتاب های صنعتی اصلی تبعیت می کنند . بسیاری از قالب بندی های جدید به عنوان راه حل های ” مولتی مدیا ” معرفی می‌شوند. مولتی مدیا مخلوطی از چند نوع مدیا است: صدا، متن، گرافیک و یا تصویر متحرکی که در یک میدیوم رها شده باشد .مولتی مدیا ها مهم هستند چون به ما این اجازه را می دهند چیز هایی را که میتوانند مدیاها را جدا و متمایز کنند ، مخلوط نمائیم . اطلاعات می توانند از منابع مختلفی مانند : کتاب ها ، فیلم ها، نشریات،LP ها ، کاست ها ، نرم افزار ها ی کامپیوتر و غیره ترکیب شوند. شرکت های ثبت کننده می توانند CDهایی تولید کنند که نه تنها محتوای ثبت کننده های آدیو هستند بلکه می توانند دارای انیمیشن، گرافیک، متن وتصویر هایی که دارا ی نشان دادن کارهای هنری و اضافه کردن کارهای کاربرهستند ، نیز باشند. شاید کاربر این انتخاب را نیز داشته باشد که از همه این ها به صورت ترکیب شده استفاده نماید و یا یک قسمت از این ها را انتخاب نماید . این انتخاب از این جهت است که در این مقاله این نوع توضیح داده شده است . برای تولید یک CD ، فرمت سخت افزار ها ( بازیکنان ) ، نرم افزار و غیره به تغییر و توجه زیادی نیاز است. در این مقاله سعی شده است تا در مورد فرمت های گوناگون تکنولوژی CD همراه با مزیت ها ، معایب آن و نیازمندی‌های آن ها، بحث شود. قالب های CDهای فشرده که در این مقاله بحث خواهد شد عبارت است از : مدهای مخلوط ، تراک های مخفی ، (CD-Extra)، CD-I ، CD+G.)

CD چیست؟
مبانی دیسک های فشرده (CD)

یکCD  قادر به ذخیره سازی 74 دقیقه (80 دقیقه) موزیک است .ظرفیت دیسک های فوق بر حسب بایت معادل 665600 بایت (و در مدل 80 دقیقه ای716800 بایت) است . قطر این دیسک ها دوازده سانتیمتر است . CD از جنس پلاستیک بوده و دارای ضخامتی معادل چهار صدم یک اینچ ( 1.2 میلیمتر) است. بخش اعظم یک CD شامل یک نوع پلاستیک پلی کربنات تزریقی است . در زمان تولید ، پلاستیک فوق توسط ضربات میکروسکوپی (برآمدگی)، نشانه گذاری شده و یک شیار حلزونی ( مارپیچ ) پیوسته از داده ، ایجاد می‌گردد. زمانیکه قسمت شفاف پلی کربنات شکل دهی می شود، یک لایه نازک انعکاس پذیر آلومینیوم به درون دیسک پرتاب و برآمدگی های ایجاد شده را می پوشاند. در ادامه یک لایه آکریلیک بمنظور حفاظت بر روی سطح آلومینیومی پخش می گردد. در نهایت برچسب بر روی آکریلیک نوشته می شود. (حک می گردد.)

CD دارای یک شیار حلزونی (مارپیچ) داده است. دوایر از قسمت داخل دیسک شروع و بسمت بیرون دیسک ختم می شوند. با توجه به اینکه شیار مارپیچ از مرکز آغاز می گردد ، بنابراین قطر یک CD می تواند کوچکتر از 12 سانتیمتر باشد. اگر داده هائی که بر روی یک CD ذخیره می گردد را استخراج و جملگی آنها را در یک سطح مسطح قرارد دهیم، پهنائی به اندازه نیم میکرون و طولی به اندازه پنج کیلومتر را شامل خواهند شد !

Player

CD Player مسئولیت یافتن و خواندن اطلاعات ذخیره شده بر روی یک CD را برعهده دارد. یک CD drive دارای سه بخش اساسی است :

یک موتور که باعث چرخش دیسک می گردد. چرخش موتور فوق 200 تا 500 دور دردقیقه با توجه به شیاری است که می بایست خوانده شود.

یک لیزر و یک سیستم لنز که برآمدگی های موجود بر روی CD را خواهند خواند.

یک مکانیزم ردیابی بمنظور حرکت لیزر بگونه ای که پرتو نور قادر به دنبال نمودن شیار حلزونی باشد.

CD Player یک نمونه مناسب از آخرین فن آوری های موجود در زمینه کامپیوتر است.  در سیستم فوق داده‌ها به شکل قابل فهم و بصورت بلاک هائی از داده شکل دهی شده وبرای یک مبدل دیجیتال به آنالوگ
) زمانیکه CD صوتی باشد) و یا یک کامپیوتر (زمانیکه یک درایو CD-ROM باشد) ارسال خواهد شد. پس از تابش نور بر روی سطح دیسک ( برآمدگی ها )، بازتابش آن از طریق یک چشم الکترونیکی کنترل
می‌گردد. در صورتیکه بازتابش نور دقیقاً بر روی چشم الکترونیکی منطبق گردد ، عدد یک تشخیص داده شده و در صورتیکه بازتابش نور منطبق بر چشم الکترونیکی نباشد ، عدد صفر تشخیص داده خواهد شد. پس از تشخیص فوق ( صفر و یا یک) اطلاعات بصورت سیگنا لهای دیجتال شکل دهی خواهند شد. در ادامه سیگنال های فوق در اختیار یک تبدیل کننده قرار خواهند گرفت . تبدیل کننده سیگنالهای دیجیتال را به آنالوگ تبدیل خواهد کرد. اگر CD مورد نظر حاوی اطلاعات صوتی ( موزیک ) باشد ، در ادامه سیگنال های آنالوگ در اختیار یک تقویت کننده آنالوگ قرار گرفته و پس از تقویت سیگنال مربوطه امکان شنیدن صوت از طریق بلندگوی کامپیوتر بوجود خواهد آمد.وظیفه اولیه CD player تمرکز لیزر بر روی شیار حاوی برآمدگی‌های ایجاد شده است . پرتوهای نور از بین لایه پلی کربنات عبور و توسط لایه آلومینیم بازتابش خواهند شد. یک چشم الکترونیکی ( Opto-electronic ) از تغییرات بوجود آمده در نور استنباطات خود را خواهد داشت. با توجه به برآمدگی های موجود در سطح دیسک ، بازتابش نور منعکس شده تفاوت های موجود را مشخص و چشم الکترونیکی تغییرات حاصل از انعکاس را تشخیص خواهد داد. الکترونیک های موجود در درایو ، تغییرات نور منعکس شده را بمنظور خواندن بیت ها ، تفسیر می نماید. مشکل ترین بخش سیستم فوق نگهداری پرتوهای نور در مرکزیت شیارهای داده است . عملیات فوق بر عهده “سیستم ردیاب” است .سیستم فوق مادامی که CD خوانده می شود ، بصورت پیوسته لیزر را حرکت و آن را از مرکز دیسک دور خواهد کرد. بموارات حرکت خطی فوق ، موتور مربوطه (Spindle motor) می بایست سرعت CD را کاهش داده تا در هر مقطع زمانی ، اطلاعات با یک نسبت ثابت از سطح دیسک خوانده شوند.

فرمت های داده

اطلاعات بر روی یک CD با استفاده از یک درایو قابل نوشتن ، ثبت می گردند. در صورتیکه قصد ایجاد یک CD  صوتی و یا یک CD داده را داشته باشید ، می توان با استفاده از نرم افزارهای مربوط به نوشتن بر روی CD ، این کار را انجام داد. فرمت ذخیره سازی داده ها توسط نرم افزار مربوطه تعیین خواهد شد. فرآیند فرمت داده ها بر روی CD بسیار پیچیده است . بمنظور شناخت نحوه دخیره سازی داده ها بر روی CD ، لازم است که با تمام شرایط ممکن برای رمزگشائی داده ها را که مورد نظر طراحان مربوطه است ، شناخت مناسبی پیدا شود.
با توجه به اینکه لیزر با استفاده از Bumps ، داده های مارپیچ را دنبال می نماید ، نمی تواند فضای خالی اضافه (Gap) در شیار وجود داشته باشد. بمنظور حل مشکل فوق از روش رمزگشائی EFM (eight-fourteen-modulation) استفاده می شود . در روش فوق هشت بیت به چهارده بیت تبدیل شده و این تضمین توسط EFM  داده خواهد شد که برخی از بیت ها یک خواهند بود.

با توجه به اینکه لازم است لیزر بین “آهنگ های متفاوت” حرکت نماید (حرکت بر روی شیارها)، داده ها نیازمند روشی هستند که با استفاده از آن بصورت موزیک رمزگشائی شده و به درایو اعلام نمایند که موقیت هر کدام کجاست ؟ به منظور حل مشکل فوق از روشی با نام Sub code Data استفاده می شود. کدهای فوق قادر به رمزگشائی موقعیت نسبی ومطلق لیزر در شیار خواهند بود . در ادامه در مورد این مطلب بیشتر بحث خواهد شد.

با توجه به اینکه لیزر ممکن است یک Bumps را نخواند، روشی برای مشخص نمودن خطای مربوط به خواندن یک بیت می بایست استفاده گردد. بمنظور حل مشکل فوق بیت های بیشتری اضافه گردد. بدین ترتیب درایو مربوطه امکان تشخیص و تصحیح خطاهای مربوط به تک – بیت ها را پیدا خواهد کرد.

برای ذخیره سازی داده بر روی CD، از فرمت های متفاوتی استفاده می گردد. دو فرمت CD-DA(صوتی) وCD-ROM  (داده) رایج ترین روش های این زمینه می باشند.

CDهای مد مخلوط یا Mixed Mode CD

این نوع CD ها، محتوای اطلاعات ROM در تراک 1 هستند و به میزان 98 آودیو تراک ادراک شده اند . یک درایو ROM اولین تراک یک دیسک که در قالب خود دارای اطلاعات ROM است را نمایش خواهد کرد . درایو های نرم افزاری مناسب و یا نرم افزار ها ممکن است برای نمایش دادن تراک های آودیو باقی مانده به کمک یک کامپیوتر احتیاج داشته باشد . نمایشگر ها ی آودیو قابلیت نمایش تراک های آودیو را دارند . همچنین می توانند به اولین تراکی که دارای اطلاعات ROMاست دسترسی داشته باشند . هنگامی که نمایشگر آودیو قابلیت نمایش تراک های آدیو صامت را که سعی در نمایش دارند ، ندارد ، جاری کننده صدای ساکن وارد عمل شده و باعث وارد آمدن صدمات سختی به اسپیکر می شود .

Diagram A: Mixed Mode Layout

مزیت ها :

تراک های صدا احتمالا روی یک پخش کننده صدا قرار دارد .تراک ROM به وسیله درایو های ROM همساز شده است .در مورد بخش صدا نیز این احتمال وجود دارد که این بخش بر روی درایو ROM با نرم افزار مناسب اجرا شده باشد .

ایرادات :
اگر یک تراک ROMبر روی یک پخش کننده صدا که دارای صداست اجرا شود، صدای ایستای کامل شنیده خواهد شد که برای تجهیزات صدا بسیار مخرب خواهد بود . برای جلوگیری از این امر ، شما باید فورا به تراک دو یی که تراک های صدا را آغاز می کند بروید .

تراک های مخفی :

این نوع تراک ، تراک بدون استانداردی است که برای جبران پخش کننده های با صدا ، توسعه یافته است که باید یک تراک ROM( حافظه فقط خواندنی ) را به صورت کاملا ایستا و ساکن اجرا نماید . دیسک قالب دار تراک های مخفی ( طرح B را مشاهده نمایید ) برای پخش در یک ROM و یا پخش صدا طراحی شده است. اکثر پخش کننده های صدا در آغاز در تراک 1 ، فهرست 1 ، قرار گرفته اند ، بنابراین تراک ROM در پخش‌کننده‌های صدا “پنهان” است . درایو های ROM با درایو های نرم افزاری مناسب که نصب شده است، می‌توانند به تراک ROM از شاخص 0 تراک 1 دسترسی داشته باشد . همچنین تراک صدا می تواند در شاخص 0 از تراک 1 جایگزاری شود . این قالب به کاربر این اجازه را می دهد که در داخل تراک های مخفی در یک پخش کننده صدا دارای نسخه پشتیبانی باشد . این تراک صدای مخفی هنگامی که دیسک داخل می شود، به وسیله پخش کننده صدا اتوماتیکی پخش نخواهد شد . در صورتی که پخش کننده صدا به شما اجازه نسخه پشتیبانی از داخل شاخص 0 از تراک 1 بدهد و شامل اطلاعات ROM شود ، باعث به وجود آمدن مشکلات صدای ایستایی می شود که در قسمت CD مد مخلوط این مقاله توضیح داده شده است . همچنین جریان ایستایی می تواند موجب بروزخساراتی در تجهیزات صدا شود .

مزیت ها :

پخش کننده های صدا می توانند تراک های صدا را پخش نمایند . بسیاری از پخش کننده های صدادار ، اطلاعات ROMرا به طور کاملا ایستا پخش نمی نمایند . تراک ROMمی تواند در بسیاری از Macها و ویندوزهای 3.1 PCs با نرم افزار های مناسب نصب شده درایو ها پخش شوند .

معایب:
بسیاری از Macs به نرم افزاراضافه جهت خواندن این قالب احتیاج ندارند، اما ویندوز 3.1 PCs  به احتمال به محرک نرم افزار ارتقا احتیاج دارد . بسیاری از درایورهای ویندوز 95 کنونی اجازه دسترسی به شاخص 0 از تراک 1 را ندارند و علت آن این است که مایکروسافت از قالب CDارتقا یافته دیگری حمایت می کند. بعضی از سیستم های صدای موجود، به کاربر این اجازه را می دهند تااز داخل اطلاعات ROM نسخه پشتیبانی داشته باشد و این امر این شانس را به کاربر می دهد که از ایستای کامل استفاده کند که موجب بروز خسارت در اسپیکر می شود.

Diagram B: Hidden Track Layout

(CD Extra)

این نوع CD قالبی است که مشکلات موجود در رابطه با مالکیت اطلاعات ROM را در تراک 1 برطرف می‌سازد. دو قسمت در یک دیسک وجود دارد که در آنها صدا در قسمت 1 و اطلاعات ROM در قسمت دیگر قرار گرفته است . ( به طرح C مراجعه می‌شود).

توجه
غالب پخش کننده صدا به این است که ببینند چه چیزی در قسمت 1 قرار گرفته است ، بنابراین مشکلات پخشی صدای کامل ایستا را در بعضی از پخش کننده ها حل می کند. سخت افزار های مولتی سسشن و نرم‌افزار های محرک برای دسترسی اطلاعات ROM به قسمت دوم ، به یک PC احتیاج دارند .

مزیت ها :

‌‌پخش کننده های صدا قابلیت این را که بتوانند اطلاعات ROM را دسترسی داشته باشند، ندارند بنابراین پخش کامل ایستا یک پی آمد محسوب نمی شود. پخش کننده های صدا می توانند به تراک های صدا مانند هر دیسک صدای کتاب قرمز (کتاب استانداردهای مربوط به ساخت CDها) ، دسترسی داشته باشند .
معایب :
نرم افزار و سخت افزارمولتی سسشن توانا برای دسترسی به اطلاعات ROM باید در یک کامپیوتر نصب شود و بیشتر درایو هایی که تا سال 1995 ساخته شده مولتی سسشن توانا نیستند .سیستم ها عامل قدیمی تر نیز، مانند مایکروسافت ویندوز 3.1، از این امر مستثنی نیستند. یعنی آنها نیز مولتی سسشن توانا نیستند .

Diagram C: Multi session & “CD Extra” Layout

CD-I

دیسک فشرده تاثیر گذار یا (CD-I) قالب اختصاصی است که به وسیله فیلیپ برای کاربرانی که از پخش کننده‌های CD-I استفاده میکنند ساخته شده است . قالب CD-I ( به طرح Dمراجعه شود) در صنعت استاندارد کتاب سبز تعریف شده است .این نوع دیسک از یک نوع تراک CD-I ویا چندین تراک ساخته شده است و ممکن است که از یک یا چندین تراک CD-DA (صدای دیجیتالی دیسک فشرده) متابعت نماید . اولین تراک در یک دیسک CD-I ، باید یک تراک CD-I باشد و بقیه آنها شاید در تراک های CD-I و یا تراک های
CD-DA مورد استفاده قرار گیرد .

مزیت ها :

تراک های صدا در یک CD-I در یک پخش کننده صدا، پخش می شوند. پخش کننده‌های CD-I  در هر کجای دنیا و به هر دستکاه تلویزیونی مجازاً متصل می شوند که از آن به استاندارد سراسر زمین تعبیر می‌شود.
معایب :
اولین تراک ، تراک اطلاعات خواهد بود .این تراک باید به نحوی حرکت نماید که صدا را در یک پخش کننده صدا ، پخش نماید. در صورتی که پخش کننده تراک های اطلاعات را بیصدا نکند ، خسارات زیادی به اسپیکر وارد می شود.

Diagram D: CD-I Layout

CD+G CD + گرافیک ها:

یک نوع دیسک صدای استاندارد است که حاوی مقداری گرافیک محدود شده در تعریف کانال های کدی تابع است .این نوع دیسک در همه پخش کننده های صدا کار می کند اما بخش گرافیک در یک CD+G خاص و یا پخش کننده  Karaokeدر دسترس می باشد .

محاسن :
یک CD: CD+G میتواند در بازار به عنوان یک CDصدای کلی با ترکیباتی اضافه شده ای که دارای گرافیک های غیر قابل نمایشی که می توانند به وسیله تجهیزات اختصاصی دیده شوند، فروخته می شوند .
معایب:
گرافیک های CD+G فقط می توانند به وسیله یک پخش کننده CD+G همساز نمایش داده شوند .یک دیسک CD+G باید به وسیله یک نرم افزار بانی مخصوص خلق گردد. مقدار اندکی از اطلاعات نیز می تواند به عنوان گرافیک در یک کانال کدی تابع ذخیره گردد .

انواع مختلف CDو DVD: دیسک های نگارنده (قابل ثبت) : RECORDABLE این نوع دیسک ها، به جای لایه اطلاعات مهر شده ، دارای یک لایه رنگی حساس به نور هستند . بنابراین وقتی که در معرض انواع معین نور قرار می گیرند خواهند سوخت .

What is CD-R (Compact Disc-Recordable)

دیسک هایی با قابلیت نگارندگی دوباره  : RE-RECORDABLE

در این نوع دیسک ها از یک نوع لایه استفاده شده است که به لیزر این اجازه را می دهد که لایه حساس به نور عقبی و جلویی را به صورت متقارن قرار دهد که این امر بین دو پیت نمایان و غیر نمایان اتفاق می افتد.

DVD و سایر دیسک های تراکم بالا:

دارای کوچک ترین سایز پیت ها و لند ها هستند و می توانند در بالای هر لایه قبلی خود، حاوی اطلاعات مهر شده متعدد باشند .

DVDهای دوطرفه:

DOUBLE-SIDED نسل جدید دیسک های تراکم بالامی باشند. DVD های دوطرفه ، دو دیسک هستند که پشت به پشت به یکدیگر متصل و ضمانت دار شده اند و در وسط دارای لایه ها ی انعکاسی هستند.

CD های RE-Writable:

بر روی بعضی از CDها چندیدن مرتبه می توان اطلاعات را Write نمود و آن CD را Format  نمود و مجدداً مورد استفاده قرار داد. برای دفعات استفاده بعضی از این CD ها محدودیتی وجود ندارد و تا زمانی که CD کیفیت خود را از نظر خش افتادگی از دست نداده می توان از آنها استفاده نمود. سرعت Write در این CD ها نیز متفاوت است و بستگی به حساسیت جنس ورقه آلومینیومی CD دارد. هر چه این لایه حساستر باشد، سرعت Write بالاتر خواهد بود.

Compact Disc-ReWriteable

دیسک‌های نوری – مغناطیسی :

با تلفیق دو تکنولوژی مغناطیسی و نوری ، تلاش می شود تا دیسک هایی ایجاد شود که هم خاصیت قابل پاک شدن و بازنویسی دیسکهای مغناطیسی را داشته باشند و هم چگالی و ظرفیت بسیار بالای دیسک های نوری . به نظر می رسد که این گونه دیسک ها در تولید انبوه به بازار عرضه شده است . قطر این دیسک ها ¼5 اینچ بوده، از نوع پاک شدنی بوده و از سرعت بسیار بالایی برخوردارند . سرعت انتقال در این دیسک ها حدود یک مگابایت در ثانیه و یا بیشتر است . اخیرا نوعی دیسک نوری به نام DVD تولید و عرضه شده است. ظرفیت این دیسک ها ، بین4.7  تا 17 گیگا بایت است. برای نوشتن یک بیت، تکنیک هایی ایجاد شده است از جمله برخورد لیزر با بیتی که به زیر نوک می‌رسد‌. با ایجاد حالت اکسیداسیون قوی‌تر . . . رویه این دیسک‌ها از آلیاژ فلزی خاص (تربیوم یا گادولینیوم و آهن یا کبالت) پوشیده شده است که خاصیت مغناطیس شونده دارند. البته نه در دمای معمولی، بلکه در دمای زیاد. برای بالا بردن دما، از اشعه لیزر استفاده می شود. تابش اشعه لیزر به یک بیت، سبب افزایش دمای آن می شود. در رویه دیگر یک نوک خواندن و نوشتن وجود دارد و در اثر عبور جریانی از آن، بیت تغییر حالت می دهد و با تبرید سریع موضع اشعه لیزر ، یعنی بیت موردنظر، اطلاعات به طور ثابت باقی می ماند . برای خواندن ، یک اشعه لیزر با قدرت کمتر در حالت نوشتن ، از یک رویه دیسک ، به آن تابانده می شود و در رویه دیگر، حسگری(SENSOR)  وجود دارد که اشعه را دریافت کرده و بعد از تجزیه و تحلیل، صفر یا یک بودن آن را تشخیص می دهد . پس برای ضبط اطلاعات نمی توان از هر دو طرف دیسک استفاده نمود .

دیسک های با تغییر فاز  (Phase-Change)

در این نوع دیسک ها ، رویه دارای غشایی است که می تواند در اثر تابش اشعه لیزر ، دو حالت کریستال و نامشخص به خود بگیرد . حالت اولیه غشا نامشخص است و وقتی که اشعه به آن می تابد ، حالت کریستالی به خود می گیرد و اگر اشعه به آن تابیده نشود ، به حالت نامشخص باز میگردد. برای خواندن اطلاعات، اشعه‌ای با قدرت کمتر از حالت نوشتن به آن تابانیده می شود تا نوری را منعکس کند. نوع نور، بسته به اینکه انعکاس از قسمت کریستالی باشد و یا نامشخص، فرق می کند. همین تفاوت در نوع نور، امکان می دهد تا دو حالت صفر و یک تشخیص داده شوند .سرعت این دیسک ها حدوداً دو برابر دیسک های مغناطیسی – نوری است.

دیسک‌های دای-پولیمر  Polymer Dye

رویه در این نوع دیسک ها ، دو لایه پلیمر دارد . برای ضبط اطلاعات به صورت زیر عمل می شود : لایه زیرین به وسیله لیزر گرم می شود و در نتیجه یک بر آمدگی در لایه بالا ایجاد می گردد. سپس ناحیه بر آمده را سرد می‌کنند . بدین ترتیب برآمدگی ثابت می‌ماند. برای پاک کردن اطلاعات لایه بر آمده را به کمک یک اشعه لیزر با طول موج متفاوت با حالت اول گرم می‌کنند و برآمدگی از بین می‌رود .

تفاوت  CD , DVD “Compact Disc & Digital Video Disc”

CD و DVD دو رسانه ذخیره سازی اطلاعات بوده که امروز در عرصه های متفاوتی نظیر: موزیک، داده و نرم‌افزار استفاده می گردند. رسانه های فوق ، بعنوان محیط ذخیره سازی استاندارد برای جابجائی حجم بالائی از اطلاعات مطرح شده اند. دیسک های فشرده، ارزان قیمت بوده و بسادگی قابل استفاده هستند. در صورتیکه کامپیوتر شما دارای یکدستگاه CD-RW است، می توانید CD مورد نظر خود را با اطلاعات دلخواه ایجاد نمائید. ساخت CD : برای آشنایی شما با اینکه ماشین ها و یا HDDRTMچگونه کار می کنند ، در ابتدا باید با طرز ساخت CDها آشنا شوید . همه دیسکهای فشرده چه دیسک های موزیک ، بازی ها ، DVDها و غیره مانند یک دیسک پلی‌کربنات آغاز به کار می کنند. تصاویر پایین، شکل هایی از یک CD تفکیک یافته را نشان می‌دهد و با استفاده از این تصاویر شما می توانید همه لایه‌های تشکیل دهنده یک CD را ببینید:

1- قالب ابتدایی یکCD  پلی‌کربنات گداخته شده است. هنگامی که این پلی کربنات به نقطه ذوب خود نزدیک می شود، اطلاعات دیجیتالی در قسمت بالای دیسک مهر می شود. برای انجام این کار از ضربت های میکروسکوپی استفاده می شود. این ضربت ها پیت ها و لند ها را به وجود می آورند که اطلاعاتی هستند که لیزر آنها را می خواند .

2- بعد از اینکه اطلاعات مهر شد، لایه بازتابی تراشه ای، برای استفاده درفرآیندی به نام sputtering و یا
wet silveringآماده می شود. علت درخشان به نظر آمدن یک دیسک نیز همین مرحله است و به این دلیل استفاده می شود که لیزر را به پخش کننده انتقال دهد ، بنابراین بی عیب بودن آن بسیار اهمیت دارد . جنس این لایه اصولا از نقره است ، اما می تواند از موادی مانند طلا یا پلاتین ساخته شود و یا حاوی لایه‌های حساس به نوراضافی باشد که وضعیت دیسک های با قابلیت ثبت دوباره اینگونه است.

3- سپس یک پوشش لاکی برای مهر کردن لایه بازتابی و جلوگیری ازاکسید شدن آن، وارد عمل می‌شود. این لایه باریک است وطوری عرضه شده است که کوچک بوده و در مقابل خراشیدگی مقاوم نیست .

4- آخرین مرحله کار بر روی یک CD، screen-printed  در قسمت بالای آن است و  CD آماده بسته بندی، عرضه به کاربر و در نهایت رایت می شود.

ساخت CD:

نتیجتاً هر CD حاوی 99% پلی‌کربنات و در نهایت 1% اطلاعات ذخیره شده ، تراشه لایه بازتابی و مرحله آخر است . لیزر استفاده شده توسط کاربر، از میان دیسک پلاستیکی عبور می‌کند، به اطلاعات برخورد کرده، سپس به لایه انعکاسی برخورد کرده و بعد به پخش کننده برگشت داده می شود . اختلافات جزئی میان انواع دیسک وجو دارد برای مثال دیسک های پلی استیشن از یک نوع پلی کربنات ارغوانی تیره تشکیل یافته اند، اما دقیقاً مانند سایر دیسک ها کارایی دارند. دیسک های نگارنده و دوباره نگارنده، لایه مهر شده اطلاعات را ندارند در عوض هنگامی که در نور معینی قرار می گیرند ار لایه های حساس به نور استفاده می کنند و اطلاعات را در داخل لایه ها حکاکی می کنند. DVDها نسل جدید دیسک های تراکم بالا هستند که دارای کوچکترین پیت و لند هستند. دلیل این امر این است که DVDها بتوانند طبق استانداردهای سایز دیسک، اطلاعات بیشتری را در خود ذخیره کنند. یک DVDچند لایه، DVD است که بیشتر از یک لایه مهر شده استاندارد داشته باشد. DVD های دو طرفه نیز اساساً دو دیسک هستند که پشت به پشت به یکدیگر متصل شده باشند و در بین آن دو نیز از لایه ها ی انعکاسی استفاده شده باشد. بقیه مشخصات CD ها در DVDها نیز صدق می‌کند.

چگونه یک CD کار میکند؟

CD و DVD دو رسانه ذخیره سازی اطلاعات بوده که امروز در عرصه های متفاوتی نظیر موزیک، داده و نرم‌افزار استفاده می گردند. رسانه های فوق، بعنوان محیط ذخیره سازی استاندارد برای جابجائی حجم بالائی از اطلاعات مطرح شده اند. دیسک های فشرده، ارزان قیمت بوده و بسادگی قابل استفاده هستند. در صورتیکه کامپیوتر شما دارای یکدستگاه CD-RW است، می‌توانید CD مورد نظر خود را با اطلاعات دلخواه ایجاد نمائید.

شناخت CD :

ضربت ضربت‌های باریک شده که تراک ها را می سازند ، دارای عرض 0.5 میکرون ، حداکثر 0.85 میکرون درازا و 125 نانومتر (یک نانومتر معادل یک هزار میلیونیم یک متراست) ارتفاع هستند. اگر به یک ضربت لایه پلی یورتان نگاه کنید شکلی مانند شکل زیر خواهید دید.

بیشتر اوقات شما در یک CD در مورد پیت ها بیشتر از ضربتها می خوانید چون ضربت ها در طرف آلومینیومی مانند پیت ها ظاهر می شوند اما در طرفی که مربوط به خواندن لیزر است ، ضربت هستند . بعد کوچک ضربت‌ها، تراک مارپیچی را روی یک CD ایجاد می کند. اگر شما بتوانید تراک اطلاعات را بلند کرده و آنرا در یک خط راست امتداد دهید، 0.2 میکرون عرض و تقریبا 3.5 مایل (5 کیلومتر) امتداد خواهد داشت .
برای خواندن چیزی به این کوچکی شما به یک دیسک خوان ماشینی دقیق احتیاج دارید. پس در اینجا توضیح مختصر می‌آوریم:

چگونه یک پخش کنندهCD ، Tracking انجام می دهد؟

سخت‌ترین قسمت، پرتو لیزری را که در تراک اطلاعات متمرکز شده است نگهداری می نماید. این تمرکز وظیفه سیستم تراکینگ است . سیستم تراکینگ همانطور که CDرا نمایش می دهد، حرکاتی دارد که لیزر را به سمت خارج هدایت می کند . هنگامی که لیزر از مرکز دیسک به سمت خارج هدایت شد، ضربت، لیزر را سریعتر عبور می دهد. این اتفاق به دلیل می افتد که سرعت مماسی و طولی ضربت با سرعت زمانی حرکت دایره واردیسک(round per minute)  برابر است . بنابراین هنگامی که لیزر به سمت خارج حرکت می کند، موتور دوک مانند ، سرعت CDرا کاهش می دهد . این گونه، ضربت، لیزر را در سرعت پایداری قرار می دهد و اطلاعات در دیسک نیز در سرعت پایدار به وقوع می یابد .

CD Tracking

CD  نوع رمز گذار:

اگر شما داری یک درایو CD-R هستید و می خواهید که صدای CDو یا CD-ROM خودتان را داشته با شید، بزرگترین چیزی که میتوانید بدانید این است که نرم افزار ها می توانند همه جزییات را برای شما به کار ببرند. شما می توانید به نرم افزار خود بگوئید لطفاً این آهنگ هارا برای من در رویCD  ذخیره کن یا لطفاً این فایل‌های اطلاعاتی را برای من روی این CD-ROM ذخیره کن خود نرم افزار بقیه را انجام خواهد داد. به همین دلیل شما ، شما دیگر احتیاجی به دانستن چیزهایی در مورد قالب بندی اطلاعات CD برای ایجاد CD خود نخواهید داشت. به این دلیل که قالب بندی اطلاعات CD بسیار پیچیده و مهم هستند ، نگاهی اجمالی به آن خواهیم انداخت . به این دلیل که لیزر حرکات مارپیچی اطلاعات را که در ضربت استفاده می شود پیگردی می کند ، در جاهایی که ضربت در تراک اطلاعات موجود نیست ، نمی تواند وقفه زیادی داشته باشد. برای حل این مشکل ، اطلاعات رمزی شده و از EFM( فرکانس هشت- چهارده ) استفاده می کند . درEFM بایت های 8 بیتی به 14 بیت معکوس شده اند و به وسیله EFM ضمانت شده است که بعضی از این بیت ها اولین خواهند بود . به این دلیل که لیزر باید برای حرکت بین آهنگ ها توانایی داشته باشد ،اطلاعات این نیاز را دارند که در داخل موزیک رمزی شوند که از این امر به درایو” where it is” در دیسک تعبیر می شود. این مشکل با چیزی که به آن اطلاعات کدی کوچک گفته می شود قابل حل است. اطلاعات کدی کوچک می‌توانند موقعیت‌های وابسته و مستقل لیزر در تراک را رمزی کنند و همچنین می توانند چیزهایی از این قبیل مانند عنوان‌های آهنگی را رمزی نمایند .

DVD ها چگونه کار می کنند؟

DVD Fact The first DVD player hit the market in March 1997  در حال حاضر اکثر تولیدات سینمایی روی DVDها عرضه می شوند و بسیاری از تولیدات قدیمی سینما نیز به قالب  DVDدرآمده اند . در بیشتر مواقع نیز یک فیلم حتی قبل از اینکه روی نوار های ویدئوای عرضه شوند، روی DVDها هستند و دلیل این امر نیز این است که توزیع فیلم روی یک DVDبسیار ارزانتر از یک نوار ویدئو است .با وارد شدن تصویر برجسته و صدا در فیلم های مطلوب ما، DVD ها همان کاری را برای فیلم های ما انجام می دهند کهCD ها برای موزیک ها می‌کنند. در این مقاله شما یاد خواهید گرفت که  DVDاز چه چیزی تشکیل یافته است ، چگونه یک پخش کننده DVD قادر به خواندن یک دیسک است. یکDVD  کاملاً شبیه یک  CDاست فقط طوری طراحی شده است که می تواند مقدار بیشتری اطلاعات را در خود ذخیره کند.

 نکاتی که باید در هنگام خریدن یک DVD توجه کنیم و چیزهایی بیشتر!

اطلاعات اساسی :

یکDVD  بسیارشبیه  CDاست، اما ظرفیت اطلاعاتی بالایی دارد. یک  DVDاستاندارد می تواند حدود 7 دقیقه بیشتر از یک CDاطلاعات را ذخیره نماید . این توانایی به این معنی است که یک DVD فضای کافی را برای ذخیره یکMPEG-2  سینمایی رمزی را دارد که این قابلیت در مورد اطلاعات نیز صدق می‌کند . در زیر محتوای نوعی یک DVD سینمایی آمده است : • بیشتر از 133 دقیقه تصویر با دقت بالا در قالبletterbox یا pan-and-scan ، همراه با 720 نقطه دقت افقی (نسبت تراکم تصویر عموما 40:1 د راستفاده در تراکم MPEG-2 است.) • تراک های صدا بیشتر از هشت زبان نمایش داده می شوند که از کانال دیجیتالی دالبی 5.1 استفاده می کنند. ( صدای احاطه شده ) • زبان ها میتوانند به 32 زبان افزایش یابند .

فواید  DVD:

کیفیت تصاویر DVD بهتر است و بیشتر DVD ها دارای دیجیتالی دالبی و یا صدای DTS هستند که این ها در هنگام پخش یک فیلم محصور تر شده ، بهتر به گوش شما می رسند و مانند صدایی است که شما در تئاتر ها می شنوید . بسیاری از DVDهای سینمایی می توانند دارای شاخص on-screen باشند . این شاخص محلی است در آن خالق DVD، بسیاری از قسمت های مهم فیلم را برچسب دار کرده است .اگر شما قصد دیدن قسمتی از فیلم را داشته باشید کافیست به راحتی با کنترل همان قسمت را انتخاب نمائید و به جلو و عقب بردن فیلم نیازی نیست . پخش کننده های DVD با CD های صدا همساز شده اند.

ذخیره سازی اطلاعات در یک DVD

ضخامت DVDها مانند CDها است و از وسایل و متد مشابه با CDها ساخته شده اند .همچنین اطلاعات درDVD ها نیز مانند CD ها در فرم از پیت ها وضربت ها در تراک دیسک، رمزی شده است. یک DVD حاوی لایه‌های متعددی از پلاستیک است که در نهایت حدود 1.2 میلیمتر ضخامت دارد. هر لایه از پلاستیک پلی‌کربنات ذوب شده تزریقی ساخته شده است . این فرم فرآیندی یک دیسک که دارای ضربت های مرتب شده است، تراک های اطلاعاتی مارپیچی دراز را یک پارچه می نماید.

زمانیکه تکه های پلی کربنات تشکیل یافتند ، لایه بازتابی انعکاسی نازکی به داخل دیسک تابیده می شود و ضربت را میپوشاند . آلومینیوم در پشت لایه های داخلی استفاده می شود اما یک لایه نیمه بازتابی انعکاسی از جنس طلا در لایه های بیرونی استفاده می شود و به لیزر این اجازه را می دهد که به داخل و خارج لایه‌های درونی متمرکز شود . بعد از اینکه همه لایه ها ساخته شدند ، هر کدام از آنها دارای پوششی ازلاک و الکل میشوند سپس به هم فشرده می شوند و زیر اشعه مادون قرمز قرار می‌گیرند . برای دیسک های یک طرفه ، از یک لایه سیلک[1] برای قسمت غیر قابل خواندن استفاده می شود. در مورد دیسک های دو طرفه، این سیلک در قسمتی نزدیک مرکز آن قرار دارد و غیر قابل خواندن است . قسمت های دیگر یک DVD را در شکل پایین می بینید :

DVD Layers

[1] یکی از شاخه های قدیمی صنعت چاپ می باشد که در این صنعت فقط از رنگهای مایع که به سرعت خشک می شوند استفاده می شود. جهت اطلاعات بیشتر به مجله صنعت چاپ مراجعه شود.
واقعاَ که کوچک است ! هر لایه قابل رایت یک DVD ، حاوی قسمت های مارپیچی اطلاعات است . در DVDهای یک لایه ای ، معمولاَ تراک از داخل دیسک به خارج از آن می چرخد . چرخیدن تراک از مرکز به این معنی است که یک DVDیک لایه ای در صورت تمایل می تواند کوچکتر از 12 سانتی متر شود. مساله بسیار شگفت انگیز این است که تراک اطلاعات به چه باریکی است !- اندکی بیش از 740 نانومتر یک تراک از دیگری تفکیک شده است (یک نانومتریک هزار میلیونیم یک متر است .) و امتداد ضربت که تراک ها را می‌سازد ، هر 320 نانومترعرض ، حداقل 400 نانومتر درازا و 120 نانومتر ارتفاع است. شکل زیر نشان دهنده لایه های پلی کربناتی در ضربت ها هستند.

پیت ها در DVD ها از ضربت ها مشهود تر هستند. ضربت ها در سمت آلومینیومی مانند پیت ها ظاهر می‌شوند اما در سمتی که لیزر می خواند، ضربت ها هستند. بعد میکروسکوپی ضربت ها ، تراک های مارپیچی را روی  DVDها ایجاد می کنند که بسیار دراز هستند. در صورتی که شما بتوانید تراک اطلاعاتی را از یک لایه منفرد DVD بلند کرده و روی یک خط راست امتداد دهید ، در حدود 7.5 مایل درازا خواهد داشت . این به این معنی است که یک  DVDدوطرفه ، دولایه ، 30 مایل ( 48 کیلومتر) از اطلاعات امتداد خواهد داشت و برای خواندن این چنین اطلاعات کوچکی شما به یک دیسک خوان ماشینی دقیق احتیاج دارید .

ذخیره سازی اطلاعات  : DVD vs. CD

DVDها می توانند بنا به دلایلی مانند زیر بیشتر از یک CD اطلاعات ذخیره نمایند:

1-  اور هد کمتر فضای بیشتر

2-  توانایی بالای ذخیره سازی اطلاعات

3-  لایه های ذخیره سازی چند گانه

توانایی بالای ذخیره سازی اطلاعات :

DVDها یک طرفه – یک لایه می توانند حدود 7 ساعت بیشتر از CD ها اطلاعات را ذخیره نمایند. قسمت عظیمی از این تغییرات نتیجه کوچکتر شدن پیت ها و تراک ها به نسبت CD در یک DVD است . تراک های pitch  در یک DVD 2.16 بار کوچک تر هستند و کمترین طول پیت برای یک DVD تک لایه ای ، 2.08 بار کوچکتر از یک CD است .

Overhead  کمتر، فضای بیشتر:

در یک CD ، اطلاعات رمزی زیادی در دیسک وجود دارد که اجازه اصلاح خطا می یابند . این اطلاعات ، تکراری از اطلاعات موجود هستند که از قبل در دیسک وجود دارند .برنامه اصلاح کننده خطایی که در CD استفاده می شود در مقایسه با برنامه ای که در DVDاستفاده می شود بسیار قدیمی و نا کار آمد است . فرمت DVDفضای زیادی را برای این برنامه هدر نمی دهد و همین امر به او این کمک را می کند که اطلاعات مهم و واقعی زیادی را ذخیره کند . راه دیگری که باعث می شود DVD ظرفیت بالاتری را داشته باشد این است که اطلاعات را در فضای کمی بزرگتر از فضایی که CDاین عمل را انجام می دهد ، رمزی می کند . لایه‌های ذخیره سازی چند گانه : برای افزایش هر چه بیشتر ظرفیت ذخیره سازی ، یک DVD میتواند تا چهار لایه ارتقا یابد : دو تا در هر سمت . لیزری که دیسک را می خواند، می تواند از طریق لایه اول به لایه دوم متمرکز شود . در جدول زیر ظرفیت فرم های مختلف DVDرا ملاحظه می نمائید :

یک CD قابل رایت چگونه کار می کند ؟

بازار دیسک های فشرده در دهه 1980 با ورود دسک های فشرده تصویری بسیار گرم شد. بعد از آن این دیسک ها وسیله ای شد تا کاربران بتوانند برنامه های کامپیوتر را در آنها ذخیره نمایند . این پیشرفت ناگهانی را می توان به استانداردهای تکامل یافته شرکت های سونی و فیلیپ نسبت داد (که به نام کتاب های رنگی معروف است). آنها خلاصه ای ازخصوصیاتی را که باید یک CD برای ورود به دنیای کامپیوتر داشته باشد را عرضه کردند و قالبی را برای پیشرفت دیسک های فشرده و تکنولوژی های وابسته به آن ارائه کردند . تاریخچه دیسک های فشرده بسیار آسان است بنابراین به چگونگی رایت و یا سوختن یک CD می پردازیم. استاندارد اساسی همه درایو های CD-ROM هنگامی حمایت می شود که اطلاعات به داخل آنها انتقال یافته باشد . یک رایت هد در یک درایو CD قابل رایت که کامل کننده فرآیند هاست ، قرار گرفته است . این رایت هد پرتویی از لیزر ( نور کم انرژی ) را به سطح یک دیسک فشرده که از یک لایه نازک پلاستیک پلی کربنات ساخته شده است، می فرستد (شکل شماره 1). محلی که در بالای لایه پلاستیکی قرار دارد لایه رنگی ای (معمولاً سبز) از ماده و یک لایه نازک از طلا است که پرتو نور را منعکس می کند . بالای این لایه ، لایه محافظی از لاک و الکل قرار دارد که به وسیله لایه ضد خراش از جنس مواد پلی مری محافظت می شود .

لایه های DVD به تفکیک

لیزر به وسیله هد رایتی که از یک شیار مارپیچی تنگ پیروی می کند ، پرتاب می شود که از داخل لایه پلاستیک عبور کرده است . این شیار به نام atip شناخته می شود ، برای زمان مستقل در شیار پیشین منتظر می ماند و دارای یک الگوی موجی پیوسته etch در داخل آن است که این امر مانند پخش کنندهای ثبت‌کننده است که در شکل شماره 2 توضیح داده شده است .

برخورد لیزر با CD

تا هنگامی که هد رایت از شیار هایی در سطح خود استفاده می کند ، موتوری سرعت چرخش محوری دیسک فشرده را کنترل می کند .این سرعت به وسیله موقعیت های اطلاعاتی ای که هد رایت از الگوهای موجی دریافت می دارد ، تعیین می شود و برای نگهداری فضایی که در ارتباط مستقیم با پرتو نور در سرعت پایدار و ثابت است ، استفاده می شود .برای اینکه این امر تحقق پبدا کند ، موتور باید کاری کند که هر چه دیسک در هد رایت به مرکز خود نزدیک تر می شود سریعتر بچرخد وهرچه به لبه ها نزدیک تر شود ، سرعت آن کاهش پیدا کند. .نرم افزار ها یی که برای کنترل رایت اطلاعات در در دیسک های فشرده مورد استفاه قرار می گیرند ، به فرمت های مخصوصی مانند ISO 9096 یا JOLIET برای اصلاح خطاها و ایجاد لوح محتواها، نیاز دارند . برخلاف یک سیستم تخصیص درایو فایل ، یک درایو دیسک فشرده هیچ راهی برای نگه داری تراک محل فایل ها در سطح یک دیسک ندارد .به همین دلیل وجود یک لوح محتوا مهم است . این اطلاعات در یک CD با یک پالس نور که پرتوای از لیزر را به طول موج 780 نانومتر ساطع می کند، قرار دارد . برطبق جذب دقیق نوری با آن طول موج، لایه های رنگی شده به وسیله پرتو لیزر به وسیله یکی از سه راه علامت دار می شوند که البته این علامت گذاری بستگی به چگونگی طراحی دیسک فشرده دارد . ایجاد این گونه علامت گذاری ها در سطح دیسک در شکل 3 نمایش داده شده است.

ردیابی اطلاعات توسط پرتوی لیزر

صرف نظر نوع طراحی دیسک ، ایجاد تحریف در روی سطح، به نام stripe ( یا پیت) شناخته می شود . درازای stripe  بسته به نوع اطلاعاتی که در دیسک نوشته شده متغیر است .هد رایت از تغییر درازای stripe ، برای راهی جهت فشرده کردن اطلاعات و کنترل خطاها استفاده می کند . این ایجاد تحریف در لایه رنگی دارای سیر دائمی است . هر CDدرایوی ، صرف نظر از ظرفیت آن برای رایت اطلاعات در سطح دیسک ، دارای یک هد خواندن است .این هد خواندن ، برخلاف هد رایت ، پرتو کم قدرت تری را که درسطح CD پرتاب شده ، صرفاً برا ی خواندن اطلاعات به کار می برد . وقتی که پرتو ها از شیار ها در سطح پیروی می کنند ، به سراسر تحریف ایجاد شده اولیه می آیند و هرگاه به یک stripe برخورد میکنند ، پراکنده شده و هد خواندن بر نمی گردند .( شکل 4 ) هنگامی که یک نور به سطحی بدون تحریف( بدون لند) برخورد می کند ، لیزر به هد پرتو بازگشت داد ه می شود و و امپالسی را ناگهان آزاد می کند . طرح این آزاد سازی ناگهانی به وسیله درایو CD کشف رمز می شود و به صورت اطلاعات دیجیتالی یا دوتایی به فرم 0 و1 به کامپیوتر فرستاده می شود . این ردیف اطلاعات به وسیله کامپیوتر از هرنوع یک برنامه انجام پذیر تفسیر می شود.

برخورد لیزر به لند و پیت