آشنايي با ساختمان CD – ROM
CD – ROM نماد اختصاري Read only Memory – compact Disk می باشد . اين عبارت را مي توان به صورت « ديسك فشرده – حافظه فقط خواندني » ترجمه نمود .
فشرده است چون گنجايش آن حدود 650 مگا بايت اطلاعات روي ديسكي 72/4 اينچي است. آن را حافظه اي فقط خواندني مي گویند چون اطلاعات روي آن ضبط شده است و ديگر نمي توان اطلاعات آن را مثل ديسكهاي فلاپي پاك نمود و مجدداً اطلاعات جديد روي آن ثبت کرد .
فايده هاي CD-ROM چيست ؟
با آن كه ديسک هاي سخت امروزي گنجايش بيشتري نسبت به سي دي ها دارند چرا امروزه استقبال بسيار زيادي از اين وسايل مي شود ؟ ضمناً ، دستيابي اطلاعات از روي ديسكهاي سخت بسيار سريعتر از سي دي هاست و افزون بر آن روي ديسك هاي سخت مي توانيم هم اطلاعات را بخوانيم و هم اطلاعات جديد را بنويسيم .
مهم ترين علت متداول شدن سي دي ها ظرفيت ذخيرة سازی داده هاي بسيار زياد آنها می باشد ( 650 مگا بايت ) در ضمن مقاومت پذيري و انتقال راحت اين سي دي ها از نكات متدول شدن سي دي ها می باشد.
CD-ROM چيست ؟
يك CD-ROM از چهار لايه تشكيل مي شود :
1- لايه حامل از جنس پلي كربنات ( صفحه پلاستيكي كه لايه هاي ديگر بر روي آن قرار داده می شود . كه حدود 2/1 ميلي متر ضخامت ان است . )
2- لايه رنگي ( يا همان Dye ) كه لايه اصلي ذخيره داده ها می باشد.
3- لايه بازتابنده نقره يا طلايي ايرنگ
4- لايه محافظ لاكي
حفره اي دايره اي به قطر 15 ميلي متر در وسط ديسك قرار داده شده است . سي دي ها مثل صفحه هاي گرامافون ، فقط يك شيار مارپيچي داده اي دارند . اين شيار از مركز ديسك به سمت بيرون خوانده خواهد شد :
اگر سطح يك CD – ROM به دقت با ميكروسكوپ بنگرید . خواهيد ديد كه سطح ديسك به شکل دايره اي مي باشد كه بصورت تورفتگي و برآمدگي است . تو رفتگي ها Groove ( شيار) گفته مي شوند كه هنگام خواندن و نوشتن داده ها ، اين شيار پرتو ليزر را در مسير مناسب روي سطح ديسك راهنمایی می کند. و برآمدگي ها كه Land گفته مي شود جدا كننده دو شيار از يكديگر است .
وقتي اطلاعات بر روي شيارها نوشته مي شود تورفتگي هاي ديگري بر روي Groove ها توليد مي گردد كه آنها را Pit می نامند . عبور از سطح Groove به حفره (Pit) و يا بر عکس(يعني لبه حاصل از سطح و حفره) براي نمايش عدد دودويي يك بكار مي رود و سطح و حفره نمايانگر عدد دودويي صفر می باشند . طول هر سطح يا طول هر حفره تعداد صفرهاي دودويي را مشخص مي نماید ، يعني هر چه فاصله بيشتر باشد تعداد صفرها بيشتر می شود .
شايد اين سؤال پيش آيد كه « آيا بهتر نیست حفره نشانگر صفر و سطح نشانگر يك باشد ؟ »
در پاسخ بايد گفت كه در صورت توجه بيشتر به روش رمز گذاري بیان شده در مي يابيد كه استفاده از فضاي ديسك در اين حالت بسيار كار آمد تر از حالت مورد سؤال می باشد.
ولی اين نوع رمز گذاري معايبي نيز در بر خواهد داشت كه بايد آنها را برطرف نمود .
اولاً : بايد از رشته هاي طولاني صفر جلوگيري نمود . زيرا در اين صورت نمي توان سرعت ديسك را كنترل كرد .
ثانياً : دو عدد يك را با اين نوع روش نمي توان پشت سر هم قرار داده ، زيرا دولبه يا به وسيله حفره يا به وسيله سطوح از هم جدا كرد . براي اينكه اين اشکال را برطرف كنند هشت بيت داده اي( بايت ) در سي دي ها را معادل 14 « كانال بيت » در نظر مي گيرند .
« كانال بيت به ریز ترین واحد اطلاعات در سي دي گفته مي شود .»
واحد اساسي ذخيره اطلاعات روي سي دي « قاب » ( Frame ) می نامند. هر قاب 588 « كانال بيت » می باشد . براي اينكه از شكل هاي غير قبول كلمه هاي 14 بيتي در سي دي جلوگيري شود سه بيت ديگر به اين كلمه ها اضافه مي گردد . بنابر اين هر كلمه هشت بيتي سیستم با 17 بيت نمايش داده مي شود . در هر قاب 24 كلمه 17 بيتي به عنوان ناحيه قابل استفاده داده ها موجود است .
هر قاب علاوه بر ناحيه داده ها شامل نواحي زير نيز است : تعداد 27 بيت براي همزماني ، تعداد 17 بيت براي كنترل کردن و تعداد 136 بيت براي تصحيح خطا و تشخيص.
بنابر اين براي ذخيره 192 بيت داده هاي واقعي سیستم ( معادل 24 بايت ) بايد 588 بيت را روي سي دي ذخيره نمود .در حالي كه در ديسك سخت همان 192 بيت را ذخيره مي نمایند .
هر سي دي دست كم سه ناحيه داده اي خواهد داشت .
ناحيه اول ، در بخش داخلی ديسك می باشد و Lead-In می نامند . اين بخش حاوي جدول محتويات ديسك می باشد پس از اين بخش ، بخش داده هاي اصلي و در پايان بخش Lead-Out پرداخته می شود.
حدودا3 تا 5 ميليون حفره ( Pit ) در هر سي دي به صورت يك مارپيچ كه از بخش مركزي ديسك شروع مي شود وجود دارد . اين مارپيچ يك شيار ( track ) نام داد و حدود 6 كيلومتر طول دارد .
عناصر شيار بسيار متراكم می باشد در صورتی كه بين هر دو عنصر 6/1 هزارم ميليمتر است تصور كنيد كه قطر سي دي را به 12 متر بزرگ نماییم ، در اين حالت باز هم در يك ميليمتر بيش از 6 شيار كنار هم قرار خواهند گرفت .
سرعت متغيير دوران :
داخل دستگاه CD – ROM يك موتور وجود دارد كه صفحه سي دي رام را مي چرخاند . يك هد هم داخل اين دستگاه روي سطح سي دي رام حركت مي كند تا از بخش هاي متفاوت صفحة سي دي رام اطلاعات را بخواند. حركت اين هد روي صفحه سي دي رام مشابه حركت سوزن گرامافونهاي قديمي روي صفحة گرامافون می باشد با اين تفاوت كه هد در سي دي رام با صفحه به هيچ وجه برخورد نمي كند . چرخش صفحة سي دي رام در دستگاه به دو نوع مختلف صورت مي گيرد . در اين روش ، سرعت خواندن داده ها خيلي بالا نمی باشد و در حد مشخصي ثابت مي ماند . در روش ديگر مي توان با سرعت فوق العاده زیادی داده ها را از ديسك خواند اما نه هميشه و نه براي همه داده ها . براي روشن شدن موضوع به ادامه مطلب توجه لازم فرمائيد .
يك صف بزرگ و مرتب و منظم از سربازها را در نظر بگيريد كه در كنار هم و دوشادوش يكديگر ايستاده اند . اگر نفر اول صف درجا بزند و نفرات بعدي به همین صورت كه در كنار هم يك صف تشكيل داده اند ، شروع به چرخش دور نفر اول كنند مثل اين می باشد كه نفر اول مركز دايره و صفٍ مرتبِ كنار هم يك شعاع دايره است كه پيوسته روي سطح دايره به گردش می پردازد . در چنين حالتي نفرِ كنارِ نفر اول بايد قدم هاي خيلي كوچكي بردارد و آهسته به چرخش در آید. به همين ترتيب نفراتي كه به نفر اول يا مركز دايره نزديكترند بايد قدم هاي كوچك تري بردارند در صورتی كه نفرات آخر صف يعني آنهايي كه دورتر ازمركز دايره هستند بايد قدمهاي بلند تري بردارند و با سرعت بالاتری حركت كنند تا صف به هم نخورد و بتواند دور مركز بچرخد. در واقع نفرات آخر صف مجبورند بدوند . در حركت يك صفحه CD – ROM نيز همين اصل موجود می باشد . داده هايي كه روي شيارهاي درونی و نزيكتر به مركز صفحه قرار دارند خيلي آهسته تر مي چرخند تا داده هاي روي شيارهاي خروجی به همين دليل سازندگان دستگاه هاي سي دي رام نمي توانند سرعت بازيابي داده ها از سي دي رام را كاملاً دقيق ذکر كنند چون داده هاي روي شيارهاي خروجی خيلي با سرعت بالایی خوانده مي شوند در حالي كه داده هاي روي شيارهاي نزديك مركز اين حالت را ندارند در نتيجه سرعت خواندن داده ها بر حسب اين كه آنها به چه صورت روي ديسك پراكنده باشند متفاوت خواهد بود .
روش فني ساخت دستگاه هاي CD – ROM تا همين اواخر روشي معروف به سرعت ثابت خطي(CLV) بود . در روش CLV سرعت داده ها چه سي دي رام از شيار داخلی بخواند چه از شيار خروجی هميشه ثابت می باشد زيرا سرعت چرخش صفحه تغيير مي كند .
وقتي دستگاه CD – ROM از مركز صفحه دور مي شود و به شيارهاي خروجی نزديك مي شود، سرعت گردش صفحه كند مي شود . بدين ترتيب با كند و تند كردن چرخش صفحه سي دي رام اطلاعات در هر جاي ديسك كه است با سرعت ثابتي بازيابي مي شود . سازنده سي دي رام هم به سادگي مي تواند سرعت دستگاه را مشخص کند و روي بسته بندي اعلام نمايد . مشکل اين روش در اين می باشدكه تغييرات مداوم در گردش صفحه باعث تأخير در خواندن مي شود زيرا هد دستگاه براي خواندن اطلاعات بايد صبر نماید تا چرخش صفحه تغيير كرده و كند يا تند شود . اين تأخير مانعي در راه ساخت دستگاه هاي خيلي سريع می باشد و اجازه نمي دهد سرعت بازيابي داده ها از مقدار معيني فراتر برود .نياز به سرعت زیاد در بازيابي داده ها باعث شد تا روش ديگري ابداع شود كه به روش CAV يا سرعت زاويه اي ثابت معروف می باشد.در روش CAV درست برعكس CLV عمل مي گردد. يعني سرعت گردش صفحه ثابت است و سرعت خواندن داده هاست كه تغيير مي نماید. در اين روش هر چه هد از مركز صفحه به سمت خارج مي رود ، سرعت بازيابي داده ها افزایش می یابد در نتيجه سرعت كار دستگاه كاملاً بستگي به اين دارد كه داده ها چگونه و در كجاي صفحه سي دي رام پراكنده شده باشد .همين نكته در روش CAV می باشد كه سرعت nx مندرج در روي دستگاه را زير سؤال مي برد . سازنده اي كه مي خواهد دستگاه سي دي رامش را خيلي سريع معرفي نماید، حداكثر سرعت بازيابي داده ها يعني سرعت بازيابي داده هاي واقع در شيارهاي خروجی ديسك را به عنوان سرعت دستگاه اعلام مي نماید در حالي كه سرعت واقعي دستگاه را خوب است به صورت است که مثلاً 8xتا 16x با ميانگين سرعت 12x نمايش داده شود . خريداران بي خبر از اين قضايا وقتي دستگاه جديدي خریداری می کنند و انتظار سرعت فوق العاده بالايي را بر حسب نوشتة روي بسته بندي دارند ، با ديدن عملكرد آهستة دستگاه اغلب از خريد خود مأيوس مي شوند در حالي كه اين مسئله ناشي از اشكال دستگاه نمی باشد. هرچند خوب است روي بسته بندي دستگاه سي دي رام قيد گردد كه في المثل « اين دستگاه با حداكثر سرعت 24x و حداقل سرعت 10x داده ها را بازيابي مي كند اما متأسفانه اكثر سازندگان مايل به افشاي اين مطلب نمی باشند. »