Płyta kompaktowa - Polski Serwis Naukowy

Logo CD

Spód płyty kompaktowej

Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania dźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym medium do zapisywania danych.

CD-ROM XA (ang. Compact Disc - Read Only Memory eXtended Architecture - rozszerzona architektura CD-ROM) jest rozwinięciem standardu CD-ROM definiującym sposób zapisu danych multimedialnych (obraz, dźwięk, wideo, animacja) na nośnikach optycznych. Dane te są przeplatane przy zapisie, aby umożliwić ich jednoczesne odtwarzanie i zmniejszyć czas dostępu.
PCM (ang. Pulse Code Modulation) – to najpopularniejsza metoda reprezentacji sygnału analogowego w systemach cyfrowych. Używana jest w telekomunikacji, w cyfrowej obróbce sygnału (np. w procesorach dźwięku), do przetwarzania obrazu, do zapisu na płytach CD (CD-Audio) i w wielu zastosowaniach przemysłowych.

Standardowa płyta CD ma średnicę 120 mm i jest w stanie pomieścić 700 MB danych lub 80 minut dźwięku.

Płyta kompaktowa została opracowana wspólnie przez koncerny Philips i Sony pod koniec lat 70., a jej premiera odbyła się w fabryce w Langenhagen własności PolyGram 17 sierpnia 1982, która wtedy należała do Philipsa.

Pierwszą płytą, która pojawiła się w wersji CD była „The Visitors” grupy ABBA, natomiast pierwszym materiałem opublikowanym na nośniku CD w Polsce (w 1989 roku) była płyta „Spokojnie” zespołu Kult o symbolu Polton CDPL-001.

Długość fali — najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali — zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.
S/PDIF (ang. SONY/Philips Digital Interface Format) – standard przesyłania sygnałów dźwiękowych rozwijany przy współpracy firm SONY i Philips. Pozwala na przesyłanie między dwoma urządzeniami dźwięku zapisanego cyfrowo bez potrzeby konwertowania go do postaci analogowej. Dzięki temu nie powstają zniekształcenia dźwięku (powstawały w trakcie przetwarzania sygnału cyfrowego do postaci analogowej, w trakcie przetwarzania sygnału z powrotem do postaci cyfrowej po przesłaniu oraz w trakcie samej transmisji).

Pierwsze płyty i odtwarzacze CD zostały wprowadzone do sprzedaży we wrześniu 1982 roku w Japonii. W sprzedaży w Stanach Zjednoczonych i Europie pojawiły się w marcu 1983 r.

Historia

Płyta CD to produkt który ma za zadanie przechowywanie informacji w postaci cyfrowej. Historię płyty CD otwiera, pod koniec lat 70. (dokładnie 1978 r.) XX wieku, firma Philips. Pracująca tam grupa naukowców, po wielu próbach i badaniach doszła do wniosku że najlepszym sposobem na zapis informacji jest płyta w postaci okrągłej, zapisywana i odczytywana optycznie.

Płyta gramofonowa – okrągła płyta o średnicy od 17,5 do 30 cm z zapisanym spiralnie (dośrodkowo) w sposób analogowy nagraniem dźwiękowym; wykonywana z szelaku lub poli(chlorku winylu) (stąd nazwa potoczna – płyta winylowa, lub od koloru – czarna płyta). Powszechnie określana jest też mianem płyty analogowej.
PhotoCD (PCD) to standard rozwinięty przez firmę Kodak dla zapisywania fotografii jako danych cyfrowych na dyskach optycznych. Zapisane obrazy domyślnie mają wymiary 2048X3072 pikseli. Posiadając odpowiednie oprogramowanie, można te obrazki oglądać, obrabiać je lub wysłać na drukarkę. Informacje mogą być później dodane do PhotoCD (jest to znane jako wielosesyjność).

W tym samym czasie firma Sony prowadząc podobne badania zaproponowała zapis danych na krążku o średnicy 30 cm, co odpowiadało ok. 2,5 godzinnemu nagraniu. Obie firmy podpisały porozumienie w 1979 roku, dotyczyła ona wspólnej wymiany informacji i kontynuowaniu dalszego rozwoju projektu. Philips oficjalnie zaprezentował płytę kompaktową w marcu 1979 roku.

DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – standard zapisu danych na optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8 cm) lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu.
Miejska legenda (ang. urban legend) – pozornie prawdopodobna informacja rozpowszechniana w mediach, Internecie bądź w kręgach towarzyskich, która budzi wielkie emocje u odbiorców, zazwyczaj nieprawdziwa.

Rok 1983 był przełomowy, w sprzedaży pojawiły się odtwarzacze CD zwane dyskofonami, po trzech latach katalog płyt CD zawierał 5000 pozycji.

W ostatnich latach XX wieku ludzie zaczęli generować ogromne ilości danych. Zaczęło brakować miejsca na ich przechowywanie na klasycznych nośnikach, którymi wówczas były dyskietki 3,5 cala i dyski twarde. Spowodowało to wzrost popularności płyty CD.

Podział płyt CD

Technologia tworzenia nośnika pozwala na klasyfikację:

Nagrywarka, (ang.) optical disc drive (ODD) – urządzenie służące do zapisywania informacji na przeznaczonych do tego celu dyskach optycznych, inaczej płytach. Można spotkać nagrywarki CD, nagrywarki DVD, nagrywarki BD oraz stacjonarne nagrywarki DVD.
Kornelis ("Kees") Antonie Schouhamer Immink (ur. 18 grudnia 1946) roku w Rotterdamie) - holenderski inżynier, przedsiębiorca i naukowiec. Zyskał uznanie jako współwynalazca płyty CD, DVD i Blu-Ray.

zwykłe płyty CD to matryca odciśnięta i będąca negatywem

płyty CD-R zawierają ścieżki, w których możemy za pomocą lasera zapisać nasze dane

płyty CD-RW są podobne do płyt CD-R, ale pozwalają nam do zapisu jak i wymazywania danych do ok. 1000 razy

Poza tym są jeszcze płyty CD 8 cm i płyty w kształcie wizytówki, są mniejsze rozmiarami i mają mniejsze pojemności.

Odtwarzacz CD – elektroniczne urządzenie cyfrowe służące do odtwarzania płyt CD z nagranym dźwiękiem w formacie Audio za pomocą wiązki lasera, w Polsce początkowo znane pod nazwą gramofon laserowy cyfrowy, gramofon cyfrowy lub dyskofon albo też odtwarzacz płyt kompaktowych.
Plik (ang. file), jest to ciąg danych (inaczej zbiór danych), o skończonej długości, posiadający szereg atrybutów i stanowiący dla systemu operacyjnego całość. Nazwa pliku nie należy do niego, lecz jest przechowywana w systemie plików.

Proces wytwarzania pitów na warstwie nośnej to proces zapisu danych na płycie, barwnik i warstwa nośna zostają podgrzane przez laser, którego moc wynosi od 4 do 11 mW. Temperatura uzyskana podczas pracy wynosi ok. 250 stopni Celsjusza, pod jej wpływem warstwa nośna topnieje a barwnik jest rozprzestrzeniany na wolne obszary dysku. Początkowo laser generuje wyższą moc aby uległ stopieniu barwnik, ale w momencie gdy już to nastąpi następuje zmiana mocy, umożliwiającą zapis danych.

Minuta (łac. minuta – mała) – legalna jednostka czasu nie należąca do układu SI, równa 60 sekundom, oznaczana min (bez kropki na końcu). Wywodzi się z sumeryjskiego układu miar. Termin minuta pochodzi z łacińskiego wyrażenia pars minuta prima (pierwsza mała część).
Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.

Podstawową warstwę płyty CD przed zapisem tworzy powłoka polikrystaliczna, podczas procesu nagrywania, laser rozpoczyna podgrzewanie obszarów nagrywanej ścieżki do temperatury od 500 – 700 stopni Celsjusza a moc lasera waha się w granicach od 8 do 14 mW. Laser roztapia kryształy tworząc z nich warstwę amorficzną tzw. pity te mają słabsze właściwości odbijania światła a to prowadzi do możliwości rozróżnienia tych obszarów, podczas odczytu danych przez czytniki CD-ROM oraz stacjonarne CD.

SATA (ang. Serial Advanced Technology Attachment, Serial ATA) – szeregowa magistrala komputerowa, opracowana i certyfikowana przez SATA-IO, służąca do komunikacji pomiędzy adapterami magistrali hosta (HBA), a urządzeniami pamięci masowej, takimi jak dyski twarde, napędy optyczne i taśmowe. SATA jest bezpośrednim następcą równoległej magistrali ATA.
Herbert von Karajan (ur. 5 kwietnia 1908 w Salzburgu, zm. 16 lipca 1989 w Anif koło Salzburga) – jeden z najwybitniejszych, ale zarazem najbardziej kontrowersyjnych dyrygentów operowych i symfonicznych XX wieku, Austriak.

Proces kasowania danych na płytach CD-RW to droga powrotna ze stanu amorficznego do stanu krystalicznego nośnika. Jest to możliwe po uzyskaniu temperatury 200 stopni Celsjusza. Ten zabieg powoduje że płyta CD-RW wraca do stanu nie nagranego czystego nośnika.

Aby szybciej skasować dane na płycie, stosuje się metodę polegającą na kasowaniu ostatniej nagrywanej ścieżki tj. wymazaniu subkodu mapy dysku, w której zamieszczone są informacje na temat, rozlokowania danych na płycie. Dane pozostają nienaruszone, ale czytniki rozpoznają płytę jako niezapisaną.

Połączenie dwóch technik zapisu jak i kasowania danych na płytach CD-RW, doprowadziło do procesu nadpisywania informacji. Do zapisu nowych pitów jest używana taka sama energia lasera, jak w przypadku zwykłego zapisu, ale pomiędzy starymi pitami a nowymi powstaje krystaliczna warstwa utworzona, po zmniejszeniu mocy lasera. Ta metoda kasuje poprzednie informacje na płycie a zapisuje nowe.

Komputer (z ang. computer od łac. computare – obliczać, dawne nazwy używane w Polsce: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna) – urządzenie elektroniczne służące do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego.
Miksowanie muzyki - mieszanie, połączenie w jeden strumień kilku sygnałów (elektrycznych analogowych lub cyfrowych), z których każdy jest nośnikiem informacji muzycznej.

Tak jak w technice zapisu płyty laser wytwarza wyższą temperaturę roztapiając warstwę nośną, na granicy dwóch pitów laser obniża temperaturę.

Płyty z danymi

Płyta kompaktowa może służyć do zapisu muzyki, filmu (Video CD albo Super Video CD) lub danych – plików komputerowych. Płyty z danymi są zwykle zapisane z użyciem systemu plików ISO 9660 (wcześniej zwanym High Sierra). Format ten ogranicza nazwy plików do stylu MS-DOS-a (8+3). Joliet pozwala na dłuższe nazwy plików i zagłębienia w strukturze katalogów powyżej ośmiu poziomów. Rock Ridge tak jak Joliet wykorzystuje niezdefiniowane pola w standardzie ISO 9660, aby obsługiwać dłuższe nazwy i dodatkowo informacje typowo uniksowe (właściciel pliku, symboliczne dowiązania itp.)

Sony – przedsiębiorstwo japońskie założone 7 maja 1946 roku przez Masaru Ibukę i Akio Moritę w Tokio jako Tokyo Telecommunications Engineering Company; obecnie jeden z największych światowych producentów elektroniki użytkowej. Spółka publiczna notowana na giełdach tokijskiej (TSE) i nowojorskiej (NYSE) (NYSE: SNE).
PolyGram – holenderska wytwórnia płytowa, istniejąca w latach 1945-1999 (oficjalny znak handlowy w latach 1972-1999), kontrolowana przez Philips Records, oddział firmy Philips. Wytwórnia działała nieprzerwanie przez ponad dwadzieścia lat, w tym na rynku polskim (jako PolyGram Polska), w maju 1998 została sprzedana spółce Seagram i połaczona z MCA Records w celu ponownego sformowania Universal Music Group.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)