Как информация записывается на компакт-диск?

Обновлено: 04.07.2024

У нас с Мадонной есть кое-что общее: мы обе записываем компакт-диски. Некоторые из ее работ получают премию «Грэмми», но те, что создаю я, в основном содержат компьютерные данные и программное обеспечение. Как и Мадонна, я тоже выпускаю музыкальные диски, но, увы, мои не содержат никакого оригинального контента — это просто песни, которые я (легально) скопировал с одного диска на другой для личного пользования.

У меня нет крупной звукозаписывающей компании, но у меня есть Hewlett-Packard CD-Writer Plus 8100i, который позволяет мне создавать собственные компакт-диски. «i» означает «внутренний», потому что он установлен внутри машины.

Нет ничего плохого в таком копировании, если вы планируете использовать записи для резервного копирования или архивирования или хотите создать свой собственный компакт-диск с отрывками из нескольких ваших любимых альбомов. Однако распространение программного обеспечения или музыки, защищенных авторским правом, среди других людей, а также хранение копии для себя и продажа или дарение оригинала является незаконным.

Тип устройства для записи компакт-дисков, которое вы покупаете, определяет тип компакт-дисков, которые вы можете создавать. Существует два типа записываемых компакт-дисков. Чистые перезаписываемые CD или CD-R диски можно записывать и добавлять к ним, но нельзя стирать. Это означает, что вы можете продолжать записывать данные на диск CD-R, пока не заполните его 650 мегабайт, но вы не можете стирать или перезаписывать данные, как на жестком диске вашего компьютера.

Данные на перезаписываемом компакт-диске или CD-RW можно стереть, чтобы вы могли использовать его для копирования файлов, а затем перезаписывать эти файлы новыми версиями или стирать их, чтобы освободить место для других данных. В этом смысле CD-RW очень похож на съемный жесткий диск, предоставляя вам дополнительные 650 МБ на каждом диске.

Некоторые устройства для записи компакт-дисков работают как с CD-R, так и с CD-RW, тогда как менее дорогие устройства работают только с дисками CD-R. Устройство записи CD-RW обычно стоит на 50–100 долларов США больше, чем дисковод только для CD-R, и, на мой взгляд, оно того стоит.

У меня есть дисковод CD-RW Hewlett-Packard CD-Writer Plus 8100i стоимостью 399 долларов США, установленный в одном из отсеков для дисководов на моем ПК. Эта конкретная модель подключается к разъему IDE жесткого диска. Вы также можете купить версии для ПК и Mac, которые подключаются к порту SCSI, а некоторые — к параллельному порту ПК.

При выборе накопителя обращайте внимание на скорость, удобство установки и комплектное ПО. HP 8100i записывает со скоростью 4x, что в четыре раза превышает скорость первого привода CD-ROM, перезаписывает со скоростью 2x и читает со скоростью 24x. Я также работал с накопителем Smart & Friendly 4006 за 450 долларов, подключенным к Macintosh, и был в равной степени впечатлен скоростью и удобством. Цены на приводы CD-R начинаются от 200 долларов. Приводы CD-RW начинаются примерно с 250 долларов США.

Все устройства записи компакт-дисков можно использовать как обычные устройства чтения компакт-дисков, но некоторые из них работают медленно. Если у вас уже есть проигрыватель компакт-дисков, оставьте его там. Наличие проигрывателя компакт-дисков и устройства записи облегчает копирование компакт-дисков с ПК или дорожек с аудио компакт-дисков.

Hewlett-Packard и другие производители накопителей прилагают Adaptec Easy-CD Creator, который упрощает создание точной копии компакт-диска или копирование файлов или папок с жесткого диска на компакт-диск. Другая программа Adaptec, DirectCD, позволяет вам работать с дисководом CD-RW, как если бы это был жесткий диск. Вы можете использовать проводник Windows 95 или 98 для копирования с жесткого диска вашего ПК на CD-RW, и вы можете удалять, переименовывать или перемещать файлы на компакт-диске так же, как файлы на вашем жестком диске. Форматирование CD-R или CD-RW может занять до часа, но HP 8100i поставляется с программным обеспечением, позволяющим начать запись на диск через пять минут.

Для резервного копирования можно использовать как диски CD-R, так и диски CD-RW. Диски CD-R дешевы — всего 1 доллар за диск для безымянных брендов и от 2 до 3 долларов для таких брендов, как Memorex и Maxell. Сравните это с 10 долларами за Zip-диск Iomega 100 МБ, на котором хранится менее одной шестой данных. Стоимость перезаписываемых дисков CD-RW составляет от 5 до 10 долларов США.

CD-R и CD-RW имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с Zip-дисками и резервным копированием на магнитную ленту. Zip-диски, как правило, быстрее и проще в работе. Как только вы вставите Zip-диск в дисковод, вы получите доступ к нему так же, как к жесткому диску или гибкому диску, без какого-либо специального программного обеспечения. Кроме того, первоначальная стоимость дисководов Zip, начиная со 100 долларов США, меньше, чем у дисководов CD-R и CD-RW.

Хотя вы не можете стереть диск CD-R, вы можете добавлять данные, чтобы продолжать запись на него, пока он не заполнится. Тот факт, что его нельзя стереть, делает его более подходящим для архивного использования: со стираемым носителем вы рискуете скопировать плохие данные поверх хороших, но с CD-R, как только вы сделаете копию, она останется там навсегда.< /p>

Диски CD-R также подходят для распространения файлов, которые слишком велики для размещения на дискете, например цифровых фотографий. Я подумываю использовать HTML-редактор, такой как FrontPage, для создания автономного веб-сайта, который позволит друзьям и членам семьи просматривать некоторые из моих цифровых фотографий. После того как я запишу компакт-диск, они смогут просмотреть его с помощью Netscape или Internet Explorer.

Какая идея! За меньшую цену, чем поздравительная открытка, я могу часами утомлять своих друзей и семью.

Несколько лет назад, когда USB-накопители и облачные вычисления не были так популярны, как сегодня, данные в основном хранились и извлекались с помощью компакт-дисков. Сегодня блестящие круглые диски известны тем, что хранят данные объемом от нескольких сотен мегабайт до нескольких гигабайт.

Рекомендуемое видео для вас:

Что такое компакт-диск?

Компакт-диск CD – это цифровой формат хранения оптических носителей, совместно разработанный компаниями Philips и Sony. Формат CD изначально был разработан для хранения и воспроизведения звукозаписей, но позже был адаптирован для хранения данных.

Данные на компакт-диске кодируются с помощью лазерного луча, который вытравливает крошечные углубления (или выпуклости, если хотите) на его поверхности. Выступ в терминологии компакт-дисков известен как ямка и представляет собой число 0. Точно так же отсутствие выступа (известное как земля) представляет собой число 1.

(Фото предоставлено Flickr)

Тем не менее, одной из самых больших проблем с компакт-дисками является их тонкая, гладкая поверхность, которую легко поцарапать, если с ней не обращаться с максимальной осторожностью. Трещины и царапины на поверхности диска препятствуют его способности сохранять данные и мешают проигрывателю компакт-дисков извлекать сохраненные на нем данные.

Но почему именно это происходит? Почему поцарапанные компакт-диски труднее читать/доступ к ним?

Прежде чем мы дойдем до этого, мы сначала должны понять, как работает компакт-диск.

Как работает компакт-диск?

Компакт-диск обычно имеет диаметр около 12 сантиметров (4,5 дюйма) и состоит из пары тонких круглых слоев, прикрепленных друг к другу.

Различные слои компакт-диска (Фото: Pbroks13/Wikimedia Commons)

Большая часть компакт-диска состоит из пластика, называемого поликарбонатом. Нижний слой представляет собой слой поликарбоната, где данные кодируются с помощью крошечных выпуклостей на поверхности. Над этим слоем находится отражающий слой, обычно сделанный из алюминия (также используется золото, хотя и довольно редко).

Выше отражающего слоя находится защитный слой из лака и пластика, защищающий нижние слои. Изображение или этикетка печатаются на лаковом слое (т. е. поверх компакт-диска) с помощью офсетной или трафаретной печати.

Компакт-диски хранят информацию в цифровом виде, то есть с помощью миллионов единиц и нулей. Данные на компакт-диске кодируются с помощью лазерного луча, который вытравливает крошечные углубления (или выпуклости, если хотите) на его поверхности. Выступ в терминологии компакт-дисков известен как ямка и представляет собой число 0. Точно так же отсутствие выступа (известное как земля) представляет собой число 1. Следовательно, лазерный луч может кодировать необходимые данные на компакт-диск, используя ямы и земли (0 и 1 соответственно).

Теперь, когда вы знаете, как данные кодируются на компакт-диске, давайте посмотрим, как проигрыватель компакт-дисков на самом деле считывает эти сохраненные данные.

Как работает проигрыватель компакт-дисков?

Проигрыватель компакт-дисков состоит из двух основных компонентов, которые помогают читать компакт-диск: крошечный лазерный луч, известный как полупроводниковый диодный лазер, и электронный детектор света, представляющий собой крошечный фотоэлемент. Когда вы включаете проигрыватель компакт-дисков, электродвигатель в проигрывателе вращает компакт-диск с очень высокой скоростью, считывая внешний край со скоростью 200 об/мин, а при чтении внутреннего края он вращается со скоростью 500 об/мин.

Источник лазерного луча внутри проигрывателя включается и сканирует дорожку от центра диска к внешнему краю. Он фокусирует луч с длиной волны 780 нм (ближний инфракрасный диапазон) через нижнюю сторону компакт-диска. Когда луч падает на землю (1), он отражается прямо назад, но рассеивается, когда луч падает на яму (0).

Когда фотоэлемент обнаруживает отраженный свет, он распознает, что лазер должен попасть в землю, и, в свою очередь, отправляет сигнал в схему, которая генерирует число 1. Аналогичным образом, когда он не обнаруживает свет, он правильно определяет ямку в этой точке, чтобы схема генерировала число 0. Таким образом, фотоэлемент использует изменения интенсивности отраженного луча, чтобы определить, есть ли на диске 1 или 0.

С помощью нулей и единиц можно хранить все виды цифровой информации.(Фото: Pixabay)

Почему проигрывателю компакт-дисков трудно прочитать содержимое поцарапанного компакт-диска?

Данные с диска CD/DVD/Blu-ray находятся не на глянцевой поверхности, а на поликарбонатном слое в нижней части диска. Как уже упоминалось, у проигрывателя компакт-дисков есть лазерный луч, который отражается/рассеивается снизу в зависимости от того, падает ли он на землю/яму. Вмятины на поверхности диска очень и очень маленькие, поэтому царапины и трещины мешают отражению света от поверхности компакт-диска.

(Фото предоставлено Flickr)

Когда лазер падает на поцарапанное место, он рассеивается, даже если в этом месте нет выпуклости. В результате фотоэлемент передает в схему неверную информацию, что затрудняет правильное считывание данных проигрывателем компакт-дисков.

Однако царапины не обязательно делают компакт-диск непригодным для использования. Существует исправление ошибок в способе кодирования данных на компакт-диск, что гарантирует, что небольшие царапины на поверхности диска не сделают компакт-диск нечитаемым. Проигрыватели CD/DVD не смогут прочитать его, если только царапины не будут серьезными или компакт-диск не треснет.

Если вы читали статью HowStuffWorks «Как работают компакт-диски», вы знаете, что основная идея хранения данных на обычном компакт-диске проста. Поверхность компакт-диска содержит одну длинную спиральную дорожку данных. Вдоль трассы есть ровные отражающие участки и неотражающие неровности. Плоская отражающая область представляет собой двоичную 1, а неотражающая выпуклость представляет собой двоичный 0. Привод компакт-дисков освещает лазером поверхность компакт-диска и может обнаруживать отражающие области и выпуклости по количеству отражаемого ими лазерного излучения. Привод преобразует отражения в 1 и 0 для считывания цифровых данных с диска. Дополнительную информацию см. в разделе Как работают компакт-диски.

Обычные компакт-диски нельзя модифицировать — они предназначены только для чтения. Диск CD-R должен позволять приводу записывать данные на диск. Чтобы диск CD-R работал, лазер должен создавать неотражающую область на диске. Таким образом, диск CD-R имеет дополнительный слой, который может модифицироваться лазером. Этот дополнительный слой представляет собой зеленоватый краситель. В обычном компакт-диске у вас есть пластиковая подложка, покрытая отражающим слоем алюминия или золота. В CD-R у вас есть пластиковая подложка, слой краски и отражающий золотой слой. На новом диске CD-R вся поверхность диска отражающая — лазер может светить сквозь краску и отражаться от золотого слоя.

Когда вы записываете данные на CD-R, пишущий лазер (гораздо более мощный, чем считывающий лазер) нагревает слой красителя и изменяет его прозрачность. Изменение красителя создает эквивалент неотражающей выпуклости. Это постоянное изменение, и приводы CD и CD-R могут позже считывать измененный краситель как удар.

Оказалось, что краситель достаточно чувствителен к свету — это необходимо для того, чтобы лазер мог быстро изменить его. Поэтому не следует подвергать диски CD-R воздействию солнечных лучей.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Часто задаваемые вопросы о CD-R

Что такое диск CD-R?

Диск CD-R, также известный как записываемый компакт-диск, представляет собой цифровой диск, используемый для записи данных с помощью устройств записи компакт-дисков. В отличие от USB, большинство дисков CD-R нельзя перезаписать после того, как они были записаны, и они содержат значительно ограниченное пространство, около 700 МБ. Они использовались для записи звуковых дорожек продолжительностью до 80 минут.

Используются ли еще CD-R?

Диски CD-R по-прежнему используются для аудиозаписи, хотя продажи компакт-дисков резко упали в последние годы, поэтому их производится и используется меньше.

Плохие CD-R портятся?

Согласно оценке Ассоциации оптических технологий хранения, чистый CD-R хорошего качества может храниться в красивой упаковке примерно от пяти до десяти лет.

В чем разница между CD-R и CD-RW?

И CD-R, и CD-RW имеют одинаковую емкость: 700 МБ и 80 минут. Разница заключается в том, сколько раз данные могут быть записаны. На CD-R данные можно записать только один раз, а на CD-RW можно перезаписать, что позволяет вам стирать и перезаписывать данные столько раз, сколько вы хотите.

Чистая марка CD-R какой марки лучше?

Согласно списку бестселлеров Amazon, Verbatim 52x для данных и музыки является лучшим вариантом. Упаковка из пятидесяти дисков стоит примерно 18 долларов без учета доставки.

Компакт-диск (CD) – это оптический диск, используемый для хранения цифровых данных, изначально разработанный для хранения цифрового аудио. Компакт-диск, появившийся на рынке в конце 1982 года, остается стандартным физическим носителем для коммерческих аудиозаписей по состоянию на 2006 год. Аудиокомпакт-диск состоит из одной или нескольких стереодорожек, записанных с использованием 16-битного кодирования PCM с частотой дискретизации 44,1 кГц. Стандартные компакт-диски имеют диаметр 120 мм или 80 мм.Диски диаметром 120 мм вмещают около 80 минут аудио. Диски диаметром 80 мм, которые иногда используются для записи синглов на компакт-дисках, содержат примерно 20 минут аудиозаписи. Позднее технология компакт-дисков была адаптирована для использования в качестве устройства хранения данных, известного как CD-ROM, и для включения носителей с однократной записью и перезаписываемых носителей (CD-R и CD-RW). CD-ROM и CD-R остаются широко используемыми технологиями в индустрии персональных компьютеров по состоянию на 2006 год. CD и его расширения были чрезвычайно успешными: в 2004 г. R достиг около 30 млрд дисков.

История

В 1979 году Philips и Sony решили объединить усилия, создав совместную рабочую группу инженеров, задачей которой было разработать новый цифровой аудиодиск. Видными членами целевой группы были Кеес Имминк и Тошитада Дои. После года экспериментов и обсуждений целевая группа подготовила «Красную книгу», стандарт компакт-диска. Philips внесла свой вклад в общий производственный процесс, основанный на технологии Video LaserDisc. Philips также представила модуляцию от восьми до четырнадцати, EFM, которая обеспечивает как длительное время воспроизведения, так и высокую устойчивость к повреждениям при обращении с диском, таким как царапины и отпечатки пальцев; в то время как Sony предоставила метод исправления ошибок CIRC. История компакт-диска, рассказанная бывшим членом рабочей группы, дает справочную информацию о многих принятых технических решениях, включая выбор частоты дискретизации, времени воспроизведения и диаметра диска. По словам Philips, таким образом, компакт-диск был «изобретен коллективно большой группой людей, работающих как одна команда».

Компакт-диск появился на рынке Азии в конце 1982 года и в начале следующего года на других рынках; например, он был выпущен в США в марте, и первые доступные компакт-диски состояли из 16 наименований японского производства от CBS / Sony. Это событие часто называют «Большим взрывом» цифровой звуковой революции. Новый аудиодиск был встречен с энтузиазмом, особенно в сообществах любителей классической музыки и аудиофилов, а качество обработки получило особую похвалу. Поскольку цены на проигрыватели быстро падали, компакт-диски начали набирать популярность на более крупных рынках популярной и рок-музыки.

Дизайн компакт-диска изначально задумывался как эволюция граммофонной пластинки, а не в первую очередь как носитель данных. Только позже возникла концепция «аудиофайла» и ее обобщение на любой файл данных. Компакт-диск, зародившийся как музыкальный формат, расширился до других приложений. В июне 1985 г. были представлены компакт-диски (постоянная память), а в 1990 г. — записываемые компакт-диски, также разработанные Sony и Philips.

Физические данные

Компакт-диски изготовлены из диска толщиной 1,2 мм из очень чистого поликарбонатного пластика. Тонкий слой алюминия Super Purity (или реже золота, используемого для долговечности данных, например, в некоторых аудиофильских компакт-дисках ограниченного выпуска) наносится на поверхность, чтобы сделать ее отражающей, которая защищена пленкой лака. На лак можно нанести этикетку. Распространенными методами печати компакт-дисков являются шелкография и офсетная печать. Данные компакт-диска хранятся в виде серии крошечных углублений (ямок), закодированных в плотно упакованной спиральной дорожке ямок, отформованных в верхней части поликарбонатного слоя. Области между ямами известны как «земли». Каждая ямка имеет глубину примерно 100 нм, ширину 500 нм и длину от 850 нм до 3,5 мкм. Расстояние между дорожками, шаг, составляет 1,6 мкм. Компакт-диск считывается путем фокусировки полупроводникового лазера с длиной волны 780 нм через нижнюю часть поликарбонатного слоя. Разница в высоте между ямками и землями приводит к разнице фаз между светом, отраженным от ямы и от окружающей ее земли. Измеряя интенсивность с помощью фотодиода, можно считывать данные с диска. Ямы и поля сами по себе не представляют непосредственно нули и единицы двоичных данных. Вместо этого используется перевернутое кодирование без возврата к нулю: переход от ямы к земле или от земли к яме указывает на единицу, а отсутствие изменения указывает на ноль. Это, в свою очередь, декодируется путем реверсирования модуляции от восьми до четырнадцати, используемой при мастеринге диска, а затем реверсивного кодирования Рида-Соломона с перекрестным чередованием, что, наконец, открывает необработанные аудиоданные, хранящиеся на диске.

Ямки располагаются намного ближе к стороне диска с этикеткой, поэтому дефекты и грязь на прозрачной стороне могут быть не в фокусе во время воспроизведения. Следовательно, диски больше повреждаются из-за таких дефектов, как царапины на стороне с этикеткой, в то время как царапины на прозрачной стороне можно исправить, заполнив их пластиком с аналогичным показателем преломления.

Формы и диаметры дисков

Цифровые данные на компакт-диске начинаются в центре диска и продолжаются к краям, что позволяет адаптировать его к различным доступным форматам размера. Стандартные компакт-диски доступны в двух размерах. На сегодняшний день наиболее распространенным является 120 мм в диаметре, с емкостью звука 74 или 80 минут и емкостью данных 650 или 700 МБ. Диски диаметром 80 мм («Мини-компакт-диски») изначально предназначались для синглов на компакт-дисках и могут содержать до 21 минуты музыки или 184 МБ данных. Сегодня многие синглы выпускаются на 120-мм компакт-дисках, которые называются макси-синглами.

Физический размер	650 МБ	700 МБ
12 cm	682 МБ (650 МБ)	737 МБ (703 МБ)

Аудио формат

Технический формат звукового компакт-диска (Compact Disc Digital Audio — CDDA) изложен в документе, выпущенном в 1980 году совместными создателями формата, Sony и Philips. Документ известен в просторечии как «Красная книга» по цвету обложки. Формат представляет собой двухканальное 16-битное кодирование PCM с частотой дискретизации 44,1 кГц. Четырехканальный звук разрешен в рамках формата Красной книги, но никогда не был реализован.

Частота дискретизации 44,1 кГц унаследована от метода преобразования цифрового звука в аналоговый видеосигнал для хранения на видеокассете, который в то время был самым доступным способом передачи данных из студии звукозаписи производителю компакт-дисков. разрабатывалась спецификация компакт-диска. Устройство, которое преобразует аналоговый аудиосигнал в звук PCM, который, в свою очередь, преобразуется в аналоговый видеосигнал, называется адаптером PCM. Эта технология может хранить шесть сэмплов (по три семпла на каждый стереоканал) в одной горизонтальной строке. Стандартный видеосигнал NTSC имеет 245 используемых строк на поле и 59,94 поля/с, что составляет 44 056 отсчетов/с/стереоканал. Точно так же PAL имеет 294 строки и 50 полей, что дает 44 100 выборок в секунду на стереоканал. Эта система может хранить либо 14-битные выборки с некоторой коррекцией ошибок, либо 16-битные выборки практически без исправления ошибок.

При разработке компакт-диска рабочей группой Sony/Philips велись долгие споры о том, следует ли использовать 14- или 16-битные выборки и/или 44 056 или 44 100 выборок в секунду; Philips уже разработала 14-битный цифро-аналоговый преобразователь, но Sony настаивала на 16-битном. В итоге преобладали 16 бит и 44,1 килоотсчета в секунду. Компания Philips нашла способ добиться 16-битного качества с помощью своего 14-битного ЦАП, используя четырехкратную передискретизацию.

Емкость хранилища и время воспроизведения

Первоначальная целевая емкость компакт-диска составляла один час аудиоконтента, а диаметр диска 115 мм был достаточным. Однако, по словам Philips, вице-президент Sony Норио Ога предложил увеличить емкость до 74 минут, чтобы вместить полное исполнение 9-й симфонии Бетховена на одном диске, однако Киз Имминк из Philips это отрицает. Дополнительное время воспроизведения впоследствии потребовало замены на 12-сантиметровый диск.

Согласно интервью Sunday Tribune, история немного сложнее. В то время (1979 г.) Philips владела Polygram, одним из крупнейших в мире дистрибьюторов музыки. Polygram открыла большой экспериментальный завод по производству компакт-дисков в Ганновере, Германия, который мог производить огромное количество компакт-дисков, конечно, диаметром 11,5 см. У Sony еще не было такой возможности. Если бы Sony согласилась на диск диаметром 11,5 см, у Philips было бы значительное конкурентное преимущество на рынке. Sony знала об этом, ей это не нравилось, и нужно было что-то делать. Длительное время воспроизведения Девятой песни Бетховена, навязанное Охгой, было использовано, чтобы подтолкнуть Philips к принятию 12 см, так что Polygram Philips потерял свое преимущество в производстве дисков.

Время воспроизведения компакт-диска – 74 минуты, что больше, чем у большинства долгоиграющих виниловых альбомов. В первые годы, когда компакт-диски и пластинки соперничали за коммерческие продажи, этот формат часто использовался в интересах формата. Компакт-диски часто выпускались с одним или несколькими бонус-треками, что побуждало потребителей покупать компакт-диски из-за дополнительного материала. Однако попытки объединить двойные LP на один компакт-диск иногда приводили к противоположной ситуации, когда на компакт-диске фактически предлагалось меньше треков, чем на LP-эквиваленте. Примером может служить альбом The Cure Kiss Me, Kiss Me, Kiss Me 1987 года, на обороте компакт-диска которого написано следующее: «Трек Hey You. который появляется на двойном альбоме, а кассета была опущена, чтобы облегчить создание единого компакт-диска».

Основные физические параметры

Скорость сканирования: 1,2–1,4 м/с (постоянная линейная скорость) — эквивалентна примерно 500 об/мин на внутренней стороне диска и примерно 200 об/мин на внешнем крае. (Диск, воспроизводимый от начала до конца, замедляется во время воспроизведения.)
Шаг дорожки: 1,6 мкм.
Диаметр диска 120 мм.
Толщина диска: 1,2 мм.
Внутренний радиус программной области: 25 мм.
Внешний радиус программной области: 58 мм.
Диаметр центрального отверстия шпинделя: 15 мм.

Площадь программы составляет 86,05 см², поэтому длина записываемой спирали составляет 86,05/1,6 = 5,38 км. При скорости сканирования 1,2 м/с время воспроизведения составляет 74 минуты или около 650 МБ данных на компакт-диске. Если бы диаметр диска был 115 мм, максимальное время воспроизведения составило бы 68 минут, т. е. на шесть минут меньше. Диск с более плотными данными воспринимается большинством плееров (хотя некоторые старые не работают). Использование линейной скорости 1,2 м/с и шага дорожки 1,5 микрометра дает время воспроизведения 80 минут или емкость 700 МБ. Даже более высокие емкости на нестандартных дисках (до 99 минут) доступны, по крайней мере, как записываемые, но, как правило, чем сильнее сжаты дорожки, тем хуже будет совместимость.

Структура данных

Наименьший объект в аудиоформате компакт-диска называется кадром. Кадр может вмещать шесть полных 16-битных стереовыборок, то есть 2×2×6 = 24 байта. Кадр состоит из 33 байтов, из которых 24 аудиобайта (шесть полных стереосэмплов), восемь байтов исправления ошибок, сгенерированных CIRC, и один байт субкода. Восемь битов байта субкода доступны для управления и отображения. В соответствии с правилами модуляции от восьми до четырнадцати (EFM) каждый байт данных/аудио преобразуется в 14-битные слова EFM, которые чередуются с 3-битными объединяющими словами. Всего у нас 33*(14+3) = 561 бит. Добавляется 27-битное уникальное слово синхронизации, так что общее количество битов в кадре составляет 588. Слово синхронизации не может встречаться в обычном битовом потоке и, таким образом, может использоваться для идентификации начала кадра. Данные на компакт-диске организованы как в кадрах, так и в секторах, где сектор компакт-диска содержит 98 кадров и содержит 98 × 24 = 2352 (пользовательских) байта.

Существующие производственные процессы позволяют аудио компакт-диску содержать до 77–78 минут (в зависимости от тиражируемого предприятия) без необходимости подписи создателем контента отказа от прав. Таким образом, в текущей практике максимальное время воспроизведения компакт-диска увеличилось при сохранении приемлемых стандартов надежности.

CD-ROM

В первые несколько лет своего существования компакт-диск был чисто аудиоформатом. Однако в 1985 году Sony и Philips установили стандарт Yellow Book CD-ROM, который определил энергонезависимый оптический носитель данных, использующий тот же физический формат, что и аудиокомпакт-диски, читаемый компьютером с CD-ROM (CDR). диск.

Производство

Репликация компакт-дисков сначала производится серийно с использованием гидравлического пресса. Небольшие гранулы необработанного пластика подаются в цилиндр, в то время как при нагревании и увеличивающемся давлении пластик плавится и вытесняется сжиженным материалом в полость формы. Оснащенная металлическим штампом, форма закрывается, позволяя пластику остыть и затвердеть. После открытия подложка диска удаляется из формы с помощью робота-манипулятора и удаляется центральное отверстие диаметром 15 мм (называемое установочным кольцом). Этот метод позволяет получить пустую часть диска из прозрачного пластика. После того, как слой фольги нанесен на прозрачную пустую подложку, диск готов к печати. Чтобы сначала отпечатать компакт-диск, стеклянный мастер вырезается с помощью мощного лазера на устройстве, похожем на устройство записи компакт-дисков, при этом стеклянный мастер имеет диаметр около 12 дюймов (30 см) и толщину до одного дюйма (25 мм). быть сильным для прессинга. Этот мастер по стеклу - позитивный мастер. После тестирования он будет использован для изготовления штампа, прижимая его к металлическому диску. Затем штамп становится негативным изображением, их можно изготовить в зависимости от количества прессов, которые будут выпускать копии окончательного компакт-диска. Затем штамп попадает в пресс и прижимает изображение к слою фольги чистого компакт-диска, оставляя окончательное положительное изображение на диске. Затем наносится небольшой круг лака в виде кольца вокруг центра диска, и быстрое вращение равномерно распределяет его по поверхности. Затем диск будет распечатан и упакован. Метод, используемый для печати LP, очень похож, за исключением того, что формование пластикового диска — это отдельный процесс для компакт-дисков.

Записываемый компакт-диск

Записываемые компакт-диски (CD-R) изготавливаются методом литья под давлением с «пустой» спиралью данных. Затем наносится светочувствительный краситель, после чего диски металлизируются и покрываются лаком. Лазер записи устройства записи компакт-дисков меняет цвет красителя, чтобы лазер чтения стандартного проигрывателя компакт-дисков мог видеть данные так же, как это было бы на компакт-диске, отлитом под давлением. Записи CD-R являются постоянными. Полученные диски могут быть прочитаны большинством дисководов CD-ROM и воспроизведены на большинстве проигрывателей аудио компакт-дисков. Однако со временем (приблизительно через 5 лет) краска выцветает, что приводит к ошибкам чтения и потере данных до тех пор, пока считывающее устройство не сможет восстановиться с помощью методов исправления ошибок.

CD-RW — это перезаписываемый носитель, в котором вместо красителя используется металлический сплав. Лазер записи в этом случае используется для нагрева и изменения химических свойств сплава и, следовательно, изменения его отражательной способности. CD-RW не имеет такой большой разницы в отражательной способности площадок и неровностей, как прессованный CD или CD-R, и поэтому многие аудиопроигрыватели компакт-дисков не могут читать диски CD-RW, хотя большинство автономных проигрывателей DVD можно.

CD-R соответствуют стандарту Orange Book.

Защита от копирования

Аудиоспецификация Red Book, за исключением простого бита защиты от копирования в субкоде, не включает какого-либо серьезного механизма защиты от копирования. Начиная с начала 2002 года звукозаписывающие компании предпринимали попытки продавать нестандартные компакт-диски, защищенные от копирования. Компания Philips заявила, что на такие диски не разрешается наносить товарный знак Compact Disc Digital Audio, поскольку они нарушают спецификацию Red Book. Более того, диски с защитой от копирования вызвали большой общественный резонанс, поскольку многие считают это угрозой добросовестному использованию.

Читайте также: