Kompaktný disk

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Logo
CD-R disk zo spodnej strany, lom svetla a jeho interferencia sa prejavuje ako dúhové farby
Kompaktný disk
Štruktúra jamiek a plôšok pod mikroskopom

Kompaktný disk (iné názvy: CD, kompaktná platňa, CD-platňa, zriedkavo: metalizovaná (pevná) platňa [1], hovorovo cédečko; ang. compact disc - CD; spočiatku sa označoval ako digitálna zvuková platňa [2] alebo číslicová zvuková platňa, angl. digital audio disc - DAD) je optický digitálny dátový nosič. Pôvodne bol určený len na uloženie zvuku v digitálnej forme. Neskôr tento nosič umožnil aj uloženie iných počítačových údajov (CD-ROM), videozáznamu (Video CD alebo SVCD) alebo fotografií (Photo CD). Evolúciou prešiel aj zápis údajov na CD. Pôvodne sa so zápisom na CD nepočítalo vôbec (údaje sa na CD ukladali lisovaním), až neskôr pribudla možnosť jednorazového (CD-R) a neskôr aj viacnásobného zápisu (CD-RW).

Fyzické vlastnosti kompaktného disku[upraviť | upraviť zdroj]

Kompaktné disky sa vyrábajú z polykarbonátového plastu a sú hrubé 1,2 mm. Disky sú pokryté veľmi tenkou hliníkovou vrstvou (pôvodne sa používalo zlato, s ktorým sa môžeme stretnúť aj dnes, vďaka trvácnosti údajov uložených na vrstvu zo zlata). Hliníková vrstva je chránená lakovým filmom. Na lakový film sa môže vytlačiť potlač disku. Kompaktné disky sa vyrábajú v rôznych veľkostiach (priemeroch) a dokonca aj tvaroch (tzv. eng. shape disc, v preklade tvarovaný disk), najčastejšie však majú disky priemer 120 mm, ktorých kapacita býva 80 minút pre záznam zvuku alebo 700 MB pre uloženie údajov.

Informácie sa na bežný kompaktný disk kódujú do stopy špirálového tvaru (Špirála stopy sa začína v strede disku a pokračuje smerom k okraju disku, práve preto je možné vyrábať kompaktné disky rozličných veľkostí a tvarov.), ktorá pozostáva z jamiek (eng. pits) vyhĺbených do vrchnej časti polykarbonátovej vrstvy. Miesta medzi jednotlivými jamkami sa nazývajú plôšky (eng. lands). Každá jamka je hlboká približne 125 nm a široká 500 nm, dĺžka jamky sa pohybuje v rozsahu 850 nm až po 3,5 μm. Odstupy medzi jednotlivými stopami sú 1,5 μm. Ak by ste si chceli predstaviť veľkosť jamiek a plôšok, predstavte si, že kompaktný disk je taký veľký ako štadión, jamka by potom bola asi taká malá ako zrnko piesku.

Informácie z kompaktného disku sa čítajú zaostrením polovodičového lasera s vlnovou dĺžkou 780 nm cez spodok polykarbonátovej vrstvy. Rozdiel výšky jamky a plôšky je jedna štvrtina vlnovej dĺžky svetla lasera. Tak vzniká fázový rozdiel medzi svetlom odrazeným od jamky a svetlom odrazeným od okolitých plôšok, ktorého vlnová dĺžka je polovičná. Deštruktívna interferencia, ktorá pri tom vzniká, znižuje intenzitu odrazeného svetla, na rozdiel od prípadu, kedy je laser zaostrený len na plôšku. Meraním intenzity svetla pomocou fotodiódy (diódy citlivej na svetlo) dokážeme potom z kompaktného disku čítať údaje.

Jamky a plôšky samé o sebe nepredstavujú nuly a jednotky binárneho zápisu. Je to prechod z jamky na plôšku alebo z plôšky na jamku, ktorý predstavuje jednotku a stav bez zmeny (teda bez prechodu z jamky na plôšku alebo naopak) predstavuje nulu. Takto získané údaje sa dekódujú inverziou modulácie osem-ku-štrnásť, ktorá sa používa pri vytváraní disku, čím získame surové údaje uložené na disku.

Pre zabezpečenie ochrany proti chybám spôsobeným fyzickým poškodením disku (typicky poškriabaním) sa pri CD používajú Reedove-Solomonove kódy (druh samoopravných kódov, ktorých dekódovaním sa vďaka prítomnosti nadbytočnej informácie na médiu dokážu rekonštruovať určité množstvo chýb) a interleaving (premiešavanie dátových blokov).

Kapacita kompaktného disku[upraviť | upraviť zdroj]

Špecifikácia kompaktného disku odporúča konštantnú rýchlosť 1,22 m/s a odstup stopy 1,59 μm. Pre disk s priemerom 120 mm potom pri dodržaní týchto odporúčaní dostaneme kapacitu 74 minút pre disk pre zvukový záznam alebo približne 652 MB pre disk typu CD-ROM. Aby sa mohli používať rozličné postupy výroby kompaktných diskov, špecifikácia pripúšťa ukladanie údajov aj hustejším spôsobom. Ak sa potom takéto zhustenie používa zámerne, nie len ako odchýlka pri výrobe, môžeme vyrobiť disky s väčšou kapacitou a dodržať tak požiadavky špecifikácie (alebo ich prekročiť len nepatrne). Ak sa pre disk použije konštantná rýchlosť 1,1975 m/s a odstup stopy je 1,497 μm, takýto disk má potom kapacitu 79 minút a 40 sekúnd pre zvuk alebo 702 MB pre údaje. Aj napriek tomu, že tolerancia odchýliek pri výrobe takýchto diskov je nižšia, sú vo všeobecnosti spoľahlivé a len malé množstvo prehrávačov ich neprehrá.

Niektoré ponúkané prázdne disky uvádzajú kapacitu 90 alebo 99 minút. Špecifikácia pre zapisovateľné kompaktné disky uvádza maximálnu kapacitu 74 minút a kapacita do 80 min je maximálna možná odchýlka. Preto všetky kompaktné disky s kapacitou nad 80 minút porušujú túto špecifikáciu a viacero prehrávačov alebo rekordérov môže mať problém disky s kapacitou 90 a viac minút používať. Okrem toho, že hustota stopy na týchto diskoch je veľmi veľká, sú s nimi spojené aj ďalšie technické problémy:

  • prehrávač nedokáže rozpoznať disk,
  • snímacia hlava prehrávača sa vychyľuje z drážky,
  • prehrávač nedokáže nájsť stopu za 80. minútou záznamu,
  • disk nie je možné kopírovať,
  • disk nie je možné čítať (kvôli veľmi hustej stope),
  • vytvorený disk môže obsahovať dva sektory s rovnakým číslom,
  • vytvorený disk môže obsahovať sektor so záporným číslom,

Niektoré zdroje dokonca uvádzajú, že disky s kapacitou 90 a viac minút môžu spôsobiť fyzické poškodenie prehrávača alebo rekordéra. Aj z uvedených dôvodov, problémami s kompatibilitou takýchto diskov s hardvérom a softvérom sa disky s kapacitou 90 minút a viac považujú za štrbinový produkt a ich používanie sa neodporúča.

Ďalším spôsobom, ako sa dá zvýšiť kapacita disku je uložiť údaje do tzv. koncovej drážky (ang. lead out groove), ktorá sa zvyčajne používa na označenie konca disku (na označenie začiatku disku sa používa úvodná drážka, ang. lead in groove). Takto môže používateľ zvyčajne získať jednu alebo dve minúty nahrávania navyše. Môže sa stať, že takto vytvorené disky je problematické prehrávať, najmä keď prehrávač dosiahne koniec disku.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Prameň[upraviť | upraviť zdroj]

  1. Šaling et al.: Veľký slovník cudzích slov, 2000
  2. http://is.muni.cz/th/146332/ff_b/Jiri_Kovanda___-___Bakalarska_prace.pdf, str. 73

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]