زمانی که در اوایل دهه 80 قرن گذشته سونی و فیلیپس صدا را منتشر کردند سی دی ها(دیسک فشرده - سی دی)، هیچ کس نمی توانست تصور کند که آنها در آینده نزدیک به چه حامل اطلاعات ارزشمندی تبدیل خواهند شد. دوام، قابلیت های دسترسی تصادفی و کیفیت صدای بالای سی دی ها توجه گسترده ای را به خود جلب کرده و استقبال گسترده ای را به خود جلب کرده است. اولین درایو CD-ROM برای رایانه های شخصی در سال 1984 منتشر شد، اما چندین سال طول کشید تا به جزء تقریباً اجباری رایانه های شخصی رده بالا تبدیل شود. اکنون بازی‌ها، نرم‌افزارهای کاربردی، دایره‌المعارف‌ها و سایر برنامه‌های چندرسانه‌ای بر روی سی‌دی رام‌ها توزیع می‌شوند (به بیان تصویری، اکنون "از یک لوکس گران قیمت، یک درایو CD-ROM به یک نیاز ارزان تبدیل شده است"). در واقع، "انقلاب چند رسانه ای" مدیون سی دی رام های ارزان قیمت است ظرفیت بزرگ. در حالی که یک CD صوتی برای بازتولید صدای دیجیتال با کیفیت بالا به مدت 74 دقیقه طراحی شده است، یک CD-ROM کامپیوتر می تواند 660 مگابایت داده، بیش از 100 عکس با کیفیت بالا یا یک فیلم تلویزیونی 74 دقیقه ای را ذخیره کند. بسیاری از دیسک ها همه این نوع اطلاعات و همچنین اطلاعات دیگر را ذخیره می کنند.

درایوهای CD-ROM نقش مهمی در جنبه های زیر از یک سیستم محاسباتی ایفا می کنند:

• حمایت کردن نرم افزار : اکثر دلیل مهمکه کامپیوتر مدرن بایددارای یک درایو CD-ROM، تعداد زیادی از برنامه های کاربردی نرم افزاری است که بر روی سی دی ها توزیع شده اند. امروزه فلاپی دیسک عملا برای این کار استفاده نمی شود.
• کارایی: از آنجایی که اکنون بسیاری از برنامه ها از درایو Cd-ROM استفاده می کنند، عملکرد درایو مهم می شود. البته به اندازه عملکرد مهم نیست هارد دیسکو اجزای کامپیوتر مانند پردازنده و حافظه سیستم، اما هنوز مهم است.

به لطف تولید انبوه، درایوهای CD-ROM مدرن سریعتر و ارزانتر از قبل هستند. اکثریت قریب به اتفاق برنامه های نرم افزاری در حال حاضر بر روی CD-ROM توزیع می شوند و بسیاری از برنامه ها (مانند پایگاه های داده، برنامه های چند رسانه ای، بازی ها و فیلم ها) می توانند مستقیماً از CD-ROM و اغلب از طریق شبکه اجرا شوند. بازار درایوهای CD-ROM امروزی درایوهای داخلی، خارجی و قابل حمل، درایوهای تک دیسکی و چند دیسکی، درایوهای SCSI و EIDE و انواع استانداردها را ارائه می دهد.

اکثر درایوهای CD-ROM دارای کنترل های آسان برای استفاده در پنل جلویی هستند که به شما امکان می دهد از درایو برای پخش و گوش دادن به سی دی های صوتی استفاده کنید. به طور معمول کنترل های زیر وجود دارد:

• خروجی هدفون استریو: یک سوکت جک کوچک برای اتصال هدفون و گوش دادن به سی دی صوتی.
• دستگیره چرخشی برای کنترل صدا: برای تنظیم میزان صدای خروجی.
• دکمه های شروع و توقف: برای شروع و توقف پخش یک سی دی صوتی استفاده می شود. در برخی از درایوها، این دکمه ها تنها کنترل هستند.
• دکمه های آهنگ بعدی و آهنگ قبلی: این دکمه ها به آهنگ بعدی و آهنگ قبلی یک سی دی صوتی منتقل می شوند.

درایوهای CD-ROM پس از استانداردسازی درایوهای رایانه شخصی به وجود آمدند، بنابراین آنها به گونه ای طراحی شده اند که برای یک درایو استاندارد 5.25 اینچی قرار بگیرند. ارتفاع درایو CD-ROM 1.75 است که مطابق با یک درایو استاندارد «نیمه ارتفاع» است. خلیج اکثر درایوها دارای یک محفظه فلزی هستند که دارای سوراخ هایی برای نصب پیچ است که باعث می شود به راحتی درایو را در محفظه نصب کنید. معمولاً برای نصب دیسک از سینی جمع شونده استفاده می شود.

ساختار دیسک CD-ROM

یک درایو CD-ROM را می توان با یک درایو فلاپی دیسک مقایسه کرد زیرا هر دو درایو از آن استفاده می کنند قابل جابجاییرسانه (جداشدنی). همچنین می توان آن را با دستگاه ذخیره سازی موجود مقایسه کرد دیسکهای سخت x، زیرا هر دو درایو ظرفیت بالایی دارند. با این حال، یک CD-ROM نه فلاپی دیسک است و نه یک دیسک سخت. اگر از فلاپی و هارد دیسک استفاده کنید مغناطیسیرسانه (مغناطیسی)، سپس در CD-ROM از آن استفاده می شود نوری(نوری) متوسط. سی دی رام اصلی دارای قطر 120 میلی متر (4.6 اینچ) است و نوعی "ساندویچ" با ضخامت 1.2 میلی متر از سه پوشش است: یک لایه پشتی از پلاستیک پلی کربنات شفاف، یک فیلم آلومینیومی نازک و یک پوشش لاک برای محافظت از دیسک. از خراش های خارجی و گرد و غبار.

در فرآیند تولید سنتی، میلیون ها فرورفتگی کوچک به نام پیتامی(چاله ها)، روی یک مارپیچ که از مرکز دیسک به سمت بیرون باز می شود. سپس پیتاها با یک لایه آلومینیومی نازک پوشانده می شوند که رنگ نقره ای مشخص را به دیسک می دهد. یک گودال معمولی 0.5 میکرومتر عرض، 0.83 تا 3 میکرومتر طول و 0.15 میکرومتر عمق دارد. فاصله بین مسیرها ( زمین آهنگ- pitch) فقط 1.6 میکرون است. تراکم آهنگ بیش از 16000 آهنگ در اینچ است (Tracks Per Inch - TPI). برای مقایسه، یک درایو فلاپی دارای TPI 96 و یک هارد دیسک دارای TPI 400 است. طول مارپیچ باز شده و گسترش یافته حدود چهار مایل است.

البته سی دی ها باید با احتیاط کار شوند. سمت کار دیسک بیشترین حساسیت را نسبت به آسیب دارد. علیرغم اینکه لایه آلومینیومی توسط پوشش لاکی از آسیب و خوردگی محافظت می شود، ضخامت این لایه محافظ تنها 0.002 میلی متر است. برخورد بی‌دقت یا گرد و غبار می‌تواند منجر به خراش‌های کوچک و ترک‌های ریز شود که از طریق آن هوا می‌تواند به روکش آلومینیومی نفوذ کرده و اکسید شود و دیسک را از کار بیاندازد.

اصل عملکرد درایو CD-ROM

به استثنای بررسی خطاهای بسیار پیچیده، عملکرد یک درایو CD-ROM بسیار شبیه به یک پخش کننده CD صوتی است. داده ها به همان روشی که در تمام سی دی ها ذخیره می شود. اطلاعات در بخش های 2 کیلوبایتی در یک مسیر مارپیچی که از مرکز دیسک شروع می شود و به لبه بیرونی دیسک "باز می شود" ذخیره می شود. بخش ها را می توان به طور مستقل خواند.

بازیکن اطلاعات را از چاله می خواند و زمین ها(فرد) یک آهنگ سی دی مارپیچی که از مرکز دیسک شروع می شود و به سمت لبه بیرونی حرکت می کند. برای خواندن، از یک پرتو لیزر مادون قرمز با طول موج 780 نانومتر استفاده می شود که توسط یک نیمه هادی آرسنید گالیوم کم توان تولید می شود. پرتو از لایه ای از پوشش شفاف بر روی یک فیلم فلزی عبور می کند. اگرچه لیزر کم مصرف است، اما اگر وارد چشم محافظت نشده شود می تواند به شبکیه آسیب برساند. هنگامی که دیسک با سرعت 200 تا 500 دور در دقیقه (چرخش در دقیقه - RPM) می چرخد، پرتو از حفره ها منعکس شده و فرکانس نور تغییر می کند.

مناطق اطراف گودال ها، نامیده می شود زمین ها، همچنین در فرآیند خواندن نقش دارند. نور منعکس شده از طریق یک منشور به حسگر نوری که خروجی آن متناسب با حجم نور دریافتی است، می گذرد. نور منعکس شده از گودال ها 180 درجه از نور منعکس شده از زمین ها خارج از فاز است و تفاوت های شدت آن توسط سلول های فتوولتائیک اندازه گیری شده و به پالس های الکتریکی تبدیل می شود. در نتیجه، دنباله‌ای از حفره‌ها و زمین‌های با طول متغیر که بر روی سطح دیسک مهر شده‌اند، به‌عنوان دنباله‌ای از یک‌ها و صفرها تفسیر می‌شوند که از آن داده‌های ذخیره شده روی دیسک بازسازی می‌شوند (با استفاده از مبدل دیجیتال به آنالوگ، داده های دیجیتال یک CD صوتی به سیگنال های صوتی تبدیل می شود). از آنجایی که فقط پرتو لیزر مستقیماً سطح رسانه را "لمس" می کند، هیچ سایشی روی رسانه وجود ندارد.

اگر سطوح دیسک‌های CD-ROM کاملاً مسطح بودند و می‌توانستند بدون انحراف افقی بچرخند، همه چیز نسبتاً ساده بود. در واقع، درایو به مدارهای الکترونیکی پیچیده نیاز داشت تا اطمینان حاصل شود که پرتو لیزر بر روی سطح دیسک متمرکز شده و دقیقاً به مسیر خواندن هدایت می شود.

چندین روش برای ارائه ردیابی مسیر شعاعی ایجاد شده است، اما روش سه پرتو رایج ترین است. پرتو لیزر فقط به سطح دیسک هدایت نمی شود، بلکه ساطع می شود دستگاه نیمه هادیو از یک توری پراش عبور می کند که دو منبع نور اضافی را در هر طرف پرتو اصلی تشکیل می دهد. هنگامی که از عدسی های کولیماتور عبور می کنند، این سه پرتو موازی می شوند و سپس از منشوری به نام عبور می کنند. تقسیم کننده پرتو پلاریزه(شکاف پرتو پلاریزه). اسپلیتر به پرتوهای ورودی اجازه عبور می دهد و پرتوهای بازتابی برگشتی 90 درجه به یک دیود نوری می چرخند که سیگنال را تفسیر می کند.

شدت دو تیر کناری اندازه گیری می شود که تا زمانی که تیرها در هر طرف مسیر باقی می مانند باید یکسان باشد. هر حرکت جانبی دیسک منجر به عدم تعادل می شود و سروو موتور لنز را تصحیح می کند. افست عمودی با تقسیم فتودیود دریافتی به چهار ربع و قرار دادن آنها در وسط راه بین نقاط کانونی افقی و عمودی پرتو محاسبه می شود. هر گونه انحراف دیسک باعث بیضی شدن نقطه می شود و باعث عدم تعادل جریان ها بین جفت های ربع مخالف می شود. در این حالت، لنز به سمت بالا یا پایین حرکت می کند و یک نقطه دایره ای شکل ایجاد می کند.

فناوری لوح فشرده دارای سیستم های تصحیح خطا داخلی است که می تواند اکثر خطاهای ناشی از ذرات فیزیکی روی سطح دیسک را تصحیح کند. هر درایو CD-ROM و هر پخش کننده CD صوتی از تشخیص خطا استفاده می کند. کد رید-سولومون متقابل(Cross Interleaved Reed Solomon Code - CIRC)، و استاندارد CD-ROM سطح دومی از تصحیح را با استفاده از الگوریتم کد تصحیح خطای لایه ای ارائه می دهد. در کد CIRC، رمزگذار اطلاعات برابری دوبعدی را برای تصحیح خطاها اضافه می‌کند و همچنین داده‌ها را روی دیسک برای محافظت در برابر خطاهای پشت سر هم قرار می‌دهد. امکان تصحیح خطاهای انفجاری تا 3500 بیت (طول 2.4 میلی متر) و جبران خطاهای انفجاری تا 12000 بیت (طول 8.5 میلی متر) ناشی از خراش های کوچک وجود دارد.

صدای دیجیتال

روی صفحات و نوار کاست سیگنال صوتیبه عنوان نوشته شده است سیگنال آنالوگ. بنابراین، ما تمام عیوب در ضبط را به عنوان تداخل (سیز و سوت) یا سایر نقص ها می شنویم. برای رفع این عیوب از سی دی استفاده می شود راه های دیجیتالذخیره "نمونه ها" به عنوان اعداد. فرآیند تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال نامیده می شود نمونه برداری(نمونه برداری)، یا دیجیتالی شدن(دیجیتال کردن). سیگنال آنالوگ چندین بار در ثانیه نمونه برداری می شود و در هر بررسی دامنه اندازه گیری شده و به نزدیکترین مقدار قابل نمایش گرد می شود. بدیهی است که بالاتر فرکانس نمونه برداری(نرخ نمونه برداری) و با دقت بیشتری مقادیر اختصاص داده شده به دامنه ها ( محدوده دینامیکی- (محدوده دینامیکی)، نمایش اصلی بهتر است.

برای CD، نرخ نمونه برداری 44.1 کیلوهرتز و محدوده دینامیکی 16 بیتی استفاده می شود. این بدان معناست که در هر ثانیه 44100 نمونه گرفته می شود و دامنه سیگنال در هر نمونه با یک عدد 16 بیتی توصیف می شود و 65536 مقدار ممکن را ارائه می دهد. این نرخ نمونه‌برداری پاسخ فرکانسی کافی برای صداهای با زیر و بمی ۲۰ کیلوهرتز را فراهم می‌کند. با این حال، برخی از "شنوا دوست" معتقدند که این برای انتقال اثرات روان آکوستیک که فراتر از محدوده شنوایی انسان رخ می دهد کافی نیست. صدا در دو آهنگ ضبط می شود تا به یک افکت استریو برسد.

محاسبات ساده نشان می دهد (44100 نمونه در ثانیه * 2 بایت * 2 کانال) که یک ثانیه صدا با 176400 بایت با نرخ انتقال داده مربوطه 176.4 کیلوبایت بر ثانیه توصیف می شود. یک درایو CD-ROM تک سرعته داده ها را با این سرعت منتقل می کند، اما بخشی از جریان داده حاوی اطلاعات تصحیح خطا است که سرعت انتقال داده موثر را به 150 کیلوبایت بر ثانیه کاهش می دهد. یک سی دی می تواند 74 دقیقه داده های صوتی استریو رمزگذاری شده را ذخیره کند که پس از اضافه کردن سربار تشخیص خطا و تصحیح، ظرفیت CD استاندارد 680 مگابایت را به دست می دهد. جدول تمام پارامترهای در نظر گرفته شده را نشان می دهد.

سرعت چرخش

سرعت خطی ثابت

اولین نسل از درایوهای CD-ROM تک سرعته بر اساس طراحی پخش کننده های سی دی صوتی بود. از فناوری برای چرخاندن دیسک استفاده شد سرعت خطی ثابت(سرعت خطی ثابت - CLV)، یعنی. دیسک مانند یک سی دی صوتی چرخید و سرعت انتقال داده 150 کیلوبایت بر ثانیه را فراهم می کند. مسیر داده باید از زیر هد خوانده شده با همان سرعت در قسمت های داخلی و خارجی دیسک عبور کند. برای این کار باید سرعت چرخش دیسک را بسته به موقعیت هد تغییر دهید. هرچه به مرکز دیسک نزدیکتر باشد، دیسک باید سریعتر بچرخد تا از جریان ثابت داده اطمینان حاصل شود. سرعت چرخش دیسک در پخش کننده های سی دی صوتی از 210 تا 540 دور در دقیقه است.

از آنجایی که بخش‌های بیشتری در لبه بیرونی دیسک نسبت به مرکز وجود دارد، فناوری CLV از موتور سروو استفاده می‌کند که سرعت چرخش دیسک را در حین حرکت به سمت مسیرهای بیرونی کاهش می‌دهد تا سرعت انتقال داده‌ها را از هد خواندن لیزری ثابت نگه دارد. . حافظه بافر داخلی درایو سرعت چرخش را با استفاده از یک نوسانگر کریستالی کنترل می کند تا خروجی داده بافر را با سرعت مشخصی ساعت کند و هنگام خواندن داده ها در آن، بافر را 50 درصد پر نگه دارد. اگر داده ها خیلی سریع خوانده شوند، از آستانه چرخه کاری 50% فراتر رفته و فرمانی برای کاهش سرعت موتور اسپیندل ارسال می شود.

اگر سی دی های صوتی باید با سرعت ثابت خوانده شوند، این الزام برای دیسک های CD-ROM ضروری نیست. اساسا، هر چه داده ها سریعتر خوانده شوند، بهتر است. با بهبود فن آوری CD-ROM، سرعت ها به طور مداوم افزایش یافت و در سال 1998، درایوهایی با 32 برابر سرعت انتقال داده 4.8 مگابایت بر ثانیه ظاهر شدند.

به عنوان مثال، یک درایو چهار سرعته که از فناوری CLV استفاده می‌کند، هنگام خواندن آهنگ‌های داخلی باید صفحه را با سرعت 2120 دور در دقیقه و هنگام خواندن مسیرهای خارجی با سرعت 800 دور در دقیقه بچرخاند. سرعت چرخش متغیر هنگام خواندن داده های صوتی نیز ضروری است، که بدون توجه به سرعت انتقال داده های رایانه، همیشه با سرعت ثابت (150 کیلوبایت بر ثانیه) خوانده می شود. مهم ترین عوامل در درایوهای سرعت متغیر کیفیت موتور اسپیندلی است که درایو را می چرخاند و نرم افزاری که درایو را کنترل می کند و همچنین سیستم موقعیت یابی که برای دسترسی به داده ها باید سریع و دقیق هد خوانده شده را به موقعیت مورد نظر منتقل کند. . فقط افزایش سرعت چرخش کافی نیست.

عامل دیگر میزان استفاده از CPU است: با افزایش سرعت چرخش و در نتیجه سرعت انتقال داده ها، زمانی که پردازنده باید برای پردازش داده ها از درایو CD-ROM صرف کند نیز افزایش می یابد. اگر کارهای دیگر به زمان پردازشگر همزمان نیاز داشته باشند، درایو CD-ROM قابلیت پردازش داده کمتری دارد و سرعت انتقال داده کاهش می یابد. یک درایو CD-ROM با طراحی مناسب باید زمان پردازشگر را در سرعت چرخش معین و سرعت انتقال داده به حداقل برساند. واضح است که عملکرد داخلی یک درایو سریع باید بیشتر از یک درایو کند باشد.

برای درایوهای CD-ROM، ظرفیت بافر داده همیشه داده می شود. البته بافر 1 مگابایتی از نظر سرعت انتقال اطلاعات قطعا بهتر از بافر 128 کیلوبایتی است. با این حال، بدون یک برنامه مدیریت درایو خوب، افزایش عملکرد نهایی به سختی ارزش هزینه حافظه بافر اضافی را دارد.

سرعت زاویه ای ثابت

فناوری CLV همچنان تکنولوژی غالب درایو CD-ROM باقی ماند تا اینکه پایونیر که اولین درایو چهار سرعته را منتشر کرد، درایو ده سرعته DR-U10X را در سال 1996 منتشر کرد. این درایو نه تنها در حالت معمول سرعت خطی ثابت، بلکه در سرعت زاویه ای ثابت(سرعت زاویه ای ثابت - CAV). در این حالت، درایو داده ها را با سرعت متغیر انتقال می دهد و موتور اسپیندل با سرعت ثابت می چرخد. HDD.

عملکرد کلی به شدت تحت تأثیر زمان دسترسی(زمان دسترسی). با افزایش سرعت درایو CLV، زمان دسترسی اغلب بدتر می شود، زیرا به دلیل اینرسی خود درایو، سازگاری با تغییرات ناگهانی در سرعت موتور اسپیندل که برای حفظ نرخ انتقال داده ثابت و بالا لازم است، دشوارتر می شود. درایو CAV سرعت چرخش ثابتی را حفظ می کند، که سرعت انتقال داده را افزایش می دهد و زمان جستجو را با حرکت هد به لبه بیرونی کاهش می دهد. اگر در اولین درایوهای CLV زمان دسترسی 500 میلی ثانیه بود، در درایوهای CAV مدرن به 100 میلی ثانیه کاهش یافته است.

طراحی انقلابی درایو پایونیر امکان عملکرد در حالت‌های CLV و CAV و همچنین حالت مختلط را فراهم می‌کرد. در حالت مختلط، از حالت CAV برای خواندن در نزدیکی مرکز دیسک استفاده می‌شد و زمانی که هد به لبه بیرونی نزدیک می‌شد، درایو به حالت CLV تغییر می‌کرد. درایو پایونیر پایان دوران درایوهای فقط CLV و انتقال به درایوهای به اصطلاح Partial CAV به عنوان نوع اصلی درایوهای Cd-ROM را نشان داد.

این وضعیت تا زمان رشد نسل جدید باقی ماند پردازنده های سیگنال دیجیتال(پردازنده سیگنال دیجیتال - DSP) که می توانست 16 برابر سرعت انتقال اطلاعات را فراهم کند و در پاییز 1997، هیتاچی اولین درایو CD-ROM را تنها با استفاده از فناوری CAV (Full CAV) عرضه کرد. بسیاری از مشکلات مربوط به درایوهای CAV جزئی، به ویژه نیاز به کنترل موقعیت سر و تغییر سرعت چرخش برای حفظ نرخ انتقال داده ثابت و حفظ زمان دسترسی تقریباً ثابت را برطرف می کند. درایو جدید نیازی به انتظار برای آرام شدن سرعت موتور اسپیندل بین انتقال نداشت.

اکثر درایوهای CD-ROM 24 سرعته Full CAV در اواخر سال 1997 از سرعت دیسک 5000 دور در دقیقه ثابت با نرخ انتقال داده 1.8 مگابایت بر ثانیه در مرکز و افزایش به 3.6 مگابایت بر ثانیه در لبه بیرونی استفاده می کردند. تا تابستان 1999، سرعت انتقال داده 48 برابری از یک مسیر خارجی با سرعت 7.2 مگابایت بر ثانیه با سرعت چرخش دیسک 12000 دور در دقیقه به دست آمد که با سرعت چرخش بسیاری از هارد دیسک‌های پرسرعت مطابقت داشت.

با این حال، چرخش درایو در چنین سرعت‌های بالایی مشکلاتی از سر و صدای زیاد و لرزش ایجاد می‌کند که اغلب به شکل صدای سوت ناشی از خروج هوا از محفظه درایو است. از آنجایی که دیسک CD-ROM در مرکز گیره است، قوی ترین لرزش در لبه بیرونی دیسک رخ می دهد، یعنی. جایی که سرعت انتقال داده حداکثر است. از آنجایی که تنها تعداد کمی از CD-ROM ها داده ها را در لبه بیرونی ذخیره می کنند، اکثر درایوهای پرسرعت به ندرت به حداکثر نرخ انتقال داده نظری خود در عمل دست می یابند.

برنامه های کاربردی

به زودی این سوال مطرح شد که کدام برنامه ها از سرعت ذخیره سازی CD-ROM بهره می برند. اکثر درایوهای رسانه برای استفاده از درایوهای 2 سرعته و در بهترین حالت، 4 سرعته بهینه شده اند. اگر فیلم برای پخش در زمان واقعی با سرعت انتقال داده 300 کیلوبایت بر ثانیه ضبط شود، دیگر نیازی به تجاوز از دو برابر سرعت نیست. گاهی اوقات یک درایو سریع‌تر می‌تواند به سرعت اطلاعات را در حافظه پنهان بخواند، جایی که آن‌ها پخش می‌شد و درایو را برای کارهای دیگر آزاد می‌کرد، اما این تکنیک به ندرت مورد استفاده قرار می‌گرفت.

خواندن تصاویر عظیم از PhotoCD ها استفاده ایده آلی برای یک درایو CD-ROM سریع است، اما نیاز به فشرده سازی تصاویر هنگام خواندن از روی دیسک، تنها 4 برابر سرعت انتقال داده است. در واقع، تنها برنامه‌ای که واقعاً به سرعت بالای انتقال داده نیاز دارد، کپی کردن اطلاعات سریال بر روی هارد دیسک است - به عبارت دیگر، نصب برنامه‌های نرم‌افزاری.

درایوهای CD-ROM سریع فقط در هنگام انتقال داده های متوالی سریع هستند، نه دسترسی تصادفی. برنامه ایده آل برای نرخ بیت پیوسته بالا، ویدیوی دیجیتالی با کیفیت بالا است که با نرخ بیت مشابه بالا ضبط شده است. ویدئو MPEG-2 پیاده سازی شده در دیسک های دیجیتال همه کاره(Digital Versatile Disc - DVD) به سرعت انتقال تقریباً 580 KB/s نیاز دارد، در حالی که استاندارد MPEG-1 مطابق با White Paper برای VideoCD به سرعت انتقال تنها 170 KB/s نیاز دارد. بنابراین، یک CD-ROM استاندارد 660 مگابایتی تنها در 20 دقیقه خوانده می‌شود، بنابراین ویدئوهای با کیفیت بالا تنها در دی‌وی‌دی‌هایی با ظرفیت بسیار بزرگ‌تر کاربرد عملی خواهند داشت.

رابط ها

سه اتصال اصلی در پشت درایوهای CD-ROM وجود دارد: برق، خروجی صدا به کارت صدا و رابط داده.

امروزه اکثر درایوهای CD-ROM از یک رابط داده IDE استفاده می کنند که از نظر تئوری می توان آن را به کنترل کننده IDE که تقریباً در هر رایانه شخصی یافت می شود متصل کرد. هارد دیسک اصلی IDE برای گذرگاه AT و طراحی شده است رابط قدیمی IDE به شما اجازه می دهد دو هارد دیسک را به هم متصل کنید - یک master و یک Slave. متعاقباً، مشخصات ATAPI به یکی از آنها اجازه داد تا به درایو CD-ROM IDE تبدیل شود. رابط EIDE با افزودن یک کانال IDE دوم برای دو دستگاه دیگر، که می تواند هارد دیسک، درایو CD-ROM و درایو نوار باشد، یک قدم جلوتر رفت.

کار بر روی یکی از این دستگاه ها باید قبل از دسترسی به هر دستگاه دیگری تکمیل شود. اتصال یک درایو CD-ROM به همان کانالی که هارد دیسک دارد، عملکرد رایانه شخصی را کاهش می دهد زیرا درایو CD-ROM کندتر دسترسی به هارد دیسک را مسدود می کند. در رایانه شخصی با دو هارد دیسک IDE، درایو CD-ROM باید با اتصال آن به کانال IDE ثانویه ایزوله شود و هارد دیسک ها باید به عنوان master و slave به کانال اصلی متصل شوند. هارد دیسک هابا یکدیگر رقابت خواهند کرد، اما بدون مشارکت یک درایو CD-ROM کند. نقطه ضعف رابط EIDE این است که تعداد دستگاه‌های متصل محدود به چهار دستگاه است و همه دستگاه‌ها باید به صورت داخلی نصب شوند، بنابراین گسترش ممکن است با اندازه کیس رایانه شخصی محدود شود.

استاندارد SCSI-2 اجازه می دهد تا 12 دستگاه، که می توانند داخلی یا خارجی باشند، به یک آداپتور میزبان متصل شوند. SCSI به همه دستگاه های موجود در اتوبوس اجازه می دهد تا به طور همزمان فعال باشند، اگرچه فقط یک دستگاه می تواند داده ها را انتقال دهد. محلی سازی فیزیکی داده ها در دستگاه ها نسبتاً زمان بر است، بنابراین در حالی که یک دستگاه از گذرگاه استفاده می کند، هر دستگاه دیگری می تواند هدها را برای انجام عملیات خواندن و نوشتن قرار دهد. آخرین مشخصات Fast Wide SCSI از حداکثر سرعت انتقال داده 20 مگابایت بر ثانیه در مقایسه با 13 مگابایت بر ثانیه EIDE پشتیبانی می کند و با هوشمندی داخلی، دستگاه های SCSI نسبت به دستگاه های IDE به توجه پردازنده کمتری نیاز دارند.

مزایای رابط SCSI نسبت به IDE هنگام استفاده از منابع رایانه شخصی، به ویژه خطوط درخواست وقفه IRQ، خود را نشان می دهد. با توجه به تعداد زیاد کارت های اضافیو دستگاه‌ها، رایانه‌های شخصی مدرن تقاضاهای بیشتری برای استفاده از IRQ دارند و فضای کمی برای گسترش بیشتر باقی می‌گذارند. رابط EIDE اولیه معمولاً IRQ 14 و رابط EIDE ثانویه IRQ 15 اختصاص داده می شود، بنابراین چهار دستگاه توسط دو خط وقفه اضافه می شوند. رابط SCSI کمتر به منابع نیاز دارد زیرا صرف نظر از تعداد دستگاه های موجود در گذرگاه، تنها یک خط IRQ برای آداپتور میزبان مورد نیاز است.

به طور کلی، رابط SCSI پتانسیل گسترش بیشتر رایانه شخصی را فراهم می کند و عملکرد بهتری را ارائه می دهد، اما به طور قابل توجهی گران تر از رابط IDE است. ترجیح مدرن برای درایوهای داخلی EIDE راحت‌تر و ارزان‌تر از برتری فنی است، بنابراین رابط SCSI فقط برای درایوهای CD-ROM خارجی انتخاب می‌شود.

مقایسه حالت DMA و PIO

به طور سنتی از درایوهای CD-ROM برای انتقال داده استفاده می شد. ورودی/خروجی قابل برنامه ریزی(ورودی/خروجی قابل برنامه ریزی - PIO)، خیر دسترسی مستقیم به حافظه(دسترسی مستقیم به حافظه - DMA). این در پیشرفت‌های اولیه توجیه می‌شد زیرا اجرای سخت‌افزار ساده‌تر و مناسب‌تر برای دستگاه‌های با سرعت کم داده بود. عیب این روش این است که انتقال داده توسط پردازنده کنترل می شود. با افزایش سرعت انتقال اطلاعات درایوهای CD-ROM، بار پردازنده نیز افزایش یافت، بنابراین درایوهای 24 و 32 سرعته کل پردازنده را در حالت PIO اشغال کردند. بار پردازنده به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله حالت PIO مورد استفاده، طراحی پل IDE/PCI در رایانه، ظرفیت و طراحی بافر درایو CD-ROM و درایور دستگاه درایو CD-ROM.

انتقال داده ها با استفاده از DMA همیشه کارآمدتر است و تنها چند درصد از زمان پردازنده را می گیرد. در اینجا، یک کنترل کننده ویژه انتقال داده ها را مستقیماً به حافظه سیستم و فقط تخصیص اولیه حافظه و حداقل را کنترل می کند تصدیق(دست دادن). با این حال، عملکرد به دستگاه بستگی دارد، نه سیستم. دستگاه های DMA بدون توجه به سیستمی که به آن متصل هستند باید عملکرد یکسانی را ارائه دهند. DMA برای مدت طولانی در اکثر سیستم‌های SCSI استاندارد بوده است، اما اخیراً به طور گسترده برای رابط‌ها و دستگاه‌های IDE مورد استفاده قرار گرفته است.

تکنولوژی TrueX

برای اینکه به کاربران اجازه دهد برنامه‌ها را مستقیماً از یک سی‌دی بدون انتقال به دیسک سخت اجرا کنند، Zen Research یک رویکرد اصلی برای بهبود عملکرد درایوهای CD-ROM در هنگام توسعه فناوری TrueX اتخاذ کرد - به جای چرخش ساده، سرعت انتقال داده و زمان دسترسی را بهبود بخشید. دیسک سریعتر یک CD-ROM معمولی از یک پرتو لیزر متمرکز منفرد برای خواندن سیگنال دیجیتالی رمزگذاری شده توسط آهنگ های حفره های کوچک روی سطح دیسک استفاده می کند. روش تحقیق ذن استفاده می کند مدار مجتمع بزرگ مخصوص کاربرد(مدار مجتمع ویژه برنامه - ASIC) برای روشن کردن چندین مسیر، شناسایی همزمان آنها و خواندن از مسیرها به صورت موازی. ASIC شامل عناصر رابط آنالوگ مانند حلقه دیجیتال فاز قفل شده (DPLL)، پردازنده سیگنال دیجیتال، کنترل کننده موتور سروو، مبدل موازی به سریال و رابط ATAPI است. در صورت لزوم می توانید مدار رابط خارجی SCSI یا IEEE 1394 را وصل کنید.

یک پرتو لیزر تقسیم شده، که همراه با یک آرایه آشکارساز چند پرتویی استفاده می شود، چندین مسیر را روشن و تشخیص می دهد. یک پرتو لیزر معمولی از یک توری پراش عبور داده می شود، که آن را به هفت پرتو مجزا تقسیم می کند (این گونه انباشته ها نامیده می شوند. چند پرتو- چند پرتو)، هفت مسیر را روشن می کند. هفت پرتو از طریق یک آینه به عدسی و سپس به سطح دیسک تغذیه می شود. فوکوس و ردیابی توسط پرتو مرکزی ارائه می شود. سه پرتو در هر طرف مرکز توسط آرایه آشکارساز خوانده می شود که پرتو مرکزی در مسیر و متمرکز باشد. پرتوهای بازتاب شده در همان مسیر باز می گردند و توسط یک آینه به آرایه آشکارساز هدایت می شوند. آشکارساز چند پرتوی دارای هفت آشکارساز است که با مسیرهای انعکاسی هماهنگ شده اند. آشکارسازهای معمولی برای تمرکز و ردیابی ارائه شده است.

اگرچه عناصر مکانیکی درایو CD-ROM کمی تغییر یافته است (چرخش دیسک و حرکت هد خوانده شده ثابت می ماند)، فرمت رسانه دیسک از استاندارد CD یا DVD پیروی می کند و از روش معمول استفاده می شود. برای جستجو و ردیابی فناوری TrueX را می توان در درایوهای CLV و CAV استفاده کرد، اما Zen Research CLV را هدف قرار داده است تا نرخ انتقال داده ثابت را در کل درایو ارائه دهد. در هر صورت، سرعت انتقال بالاتر در سرعت‌های پایین‌تر به دست می‌آید که لرزش را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد.

Kenwood Technologies اولین درایو 40 سرعته TrueX CD-ROM را در آگوست 1998 منتشر کرد و شش ماه بعد یک درایو 52 سرعته را توسعه داد. بسته به محیط کار و کیفیت رسانه، درایو CD-ROM کنوود 52X TrueX سرعت انتقال داده 6.75 - 7.8 مگابایت بر ثانیه (45x - 52x) را در کل درایو ارائه می‌کند. برای مقایسه، یک درایو CD-ROM معمولی 48 سرعت، سرعت 19 برابر را در مسیرهای داخلی فراهم می کند و تنها در مسیرهای بیرونی به سرعت 48 برابر می رسد. در عین حال، سرعت چرخش آن بیش از دو برابر بیشتر از درایو از Kenwood Technologies است.

استانداردهای CD-ROM

برای درک خود سی دی ها و اینکه کدام درایوها می توانند آنها را بخوانند، ابتدا باید با فرمت های دیسک آشنا شوید. به طور معمول استانداردهای سی دی به صورت کتاب با جلدهای رنگی صادر می شود و خود استاندارد به نام رنگ جلد نامگذاری می شود. تمام درایوهای CD-ROM با استانداردهای کتاب زرد و کتاب قرمز سازگار هستند و همچنین دارای داخلی هستند مبدل های دیجیتال به آنالوگ(تبدیل دیجیتال به آنالوگ - DAC)، که به شما امکان می دهد از طریق هدفون یا خروجی صدا به دیسک های صوتی Red Book گوش دهید.

کتاب قرمز

کتاب قرمز پرکاربردترین استاندارد CD است و ویژگی‌های فیزیکی یک دیسک فشرده و رمزگذاری صوتی دیجیتال را توصیف می‌کند. تعریف می کند:

• مشخصات صوتی برای مدولاسیون کد پالس 16 بیتی (PCM).
• مشخصات دیسک، از جمله پارامترهای فیزیکی آن.
• سبک ها و پارامترهای نوری
• انحرافات و نرخ خطای بلوک.
• سیستم مدولاسیون و تصحیح خطا.
• سیستم کنترل و نمایش

هر قطعه موسیقی ضبط شده بر روی سی دی مطابق با استاندارد کتاب قرمز است. اساساً به 74 دقیقه صدا اجازه می دهد و اطلاعات را به دو قسمت تقسیم می کند آهنگ های(آهنگ - آهنگ). ضمیمه بعدی به کتاب قرمز، گزینه CD Graphics را با استفاده از کانال‌های زیرکد R تا W توصیف می‌کند. ضمیمه، کاربردهای مختلف کانال‌های زیرکد، از جمله گرافیک و MIDI را توصیف می‌کند.

کتاب زردکتاب زرد در سال 1984 منتشر شد تا پسوند CD را برای ذخیره داده های رایانه ای توصیف کند. CD-ROM (حافظه فقط خواندنی با دیسک فشرده). این مشخصات شامل موارد زیر است:

• مشخصات دیسک که کپی بخشی از کتاب قرمز است.
• سیستم مدولاسیون و تصحیح خطا (از کتاب قرمز).
• سبک ها و پارامترهای نوری (از کتاب قرمز).
• سیستم کنترل و نمایش (از کتاب قرمز).
• یک ساختار داده دیجیتال که ساختار بخش، ECC و EDC یک دیسک CD-ROM را توصیف می کند.

سی دی رام XA

به عنوان یک افزونه جداگانه از کتاب زرد، مشخصات CD-ROM XA شامل موارد زیر است:

• قالب دیسک، از جمله کانال Q و ساختار بخش هنگام استفاده از بخش های حالت 2.
• ساختار بازیابی داده‌ها بر اساس فرمت ISO 9660، از جمله درهم‌آمیزی فایل، که در حالت داده 2 موجود نیست.
• کدگذاری صوتی با استفاده از سطوح B و C مدولاسیون ADPCM.
• کدگذاری تصاویر ویدیویی، به عنوان مثال تصاویر ثابت.

تنها فرمت‌های CD-ROM XA موجود در حال حاضر، فرمت‌های CD-I Bridge برای Photo CD VideoCD plus سیستم Playstation سونی است.

کتاب سبز

کتاب سبز دیسک، پخش کننده و سیستم عامل CD-Interactive (CD-I) را توصیف می کند و شامل موارد زیر است:

• فرمت دیسک CD-I (ساختار آهنگ و بخش).
• ساختار بازیابی داده ها بر اساس فرمت ISO 9660.
• داده های صوتی با استفاده از سطوح A، B و C مدولاسیون ADPCM.
• رمزگذاری، رمزگشا و جلوه‌های بصری ویدیوی بی‌درنگ.
• دیسک فشرده در زمان واقعی سیستم عامل(CD-RTOS).
• مشخصات پایه (حداقل) سیستم.
• پسوند فیلم (کارتریج و نرم افزار MPEG).

یک دیسک CD-I می تواند 19 ساعت صدا، 7500 تصویر ثابت و 72 دقیقه فیلم تمام صفحه تمام حرکتی (MPEG) را در فرمت CD استاندارد ذخیره کند. دیسک های CD-I اکنون منسوخ شده اند.

کتاب نارنجی

کتاب نارنجی تعریف می کند دیسک های CD-Rقابل ضبط با قابلیت چند جلسه قسمت اول دیسک های CD-MO (مگنتو نوری) قابل بازنویسی مغناطیسی نوری را تعریف می کند. قسمت دوم دیسک های CD-WO (یک بار بنویسید) را تعریف می کند. بخش سوم دیسک های CD-RW (قابل نوشتن مجدد) قابل بازنویسی را تعریف می کند. هر سه بخش شامل بخش های زیر است:

• مشخصات دیسک برای دیسک های ضبط نشده و ضبط شده.
• مدولاسیون قبل از شیار.
• سازماندهی داده ها، از جمله پیوند دادن.
• دیسک های چند جلسه ای و هیبریدی.
• توصیه هایی برای اندازه گیری بازتاب، کنترل توان و غیره

کتاب سفید

• فرمت دیسک شامل استفاده از آهنگ، منطقه اطلاعات VideoCD، منطقه پخش بخش، آهنگ های صوتی/تصویری و آهنگ های CD-DA.
• ساختار بازیابی داده مطابق با فرمت ISO 9660.
• رمزگذاری MPEG آهنگ های صوتی / تصویری.
• رمزگذاری عنصر بخش پخش برای دنباله های ویدئویی، تصاویر ثابت و آهنگ های CD-DA.
• توصیفگرهای توالی پخش برای دنباله های برنامه ریزی شده.
• فیلدهای داده های کاربر برای اسکن داده ها (اسکن سریع به جلو و عقب مجاز است).
• نمونه هایی از سکانس های پخش و کنترل های پخش.

حداکثر 70 دقیقه فیلم تمام حرکتی در استاندارد MPEG-1 با فشرده سازی داده ها کدگذاری شده است. کاغذ سفید را ویدئوی دیجیتال (DV) نیز می نامند. یک دیسک VideoCD حاوی یک آهنگ داده است که در CD-ROM XA Mode 2 Form 2 ضبط شده است. این همیشه اولین آهنگ روی دیسک است (Track 1). سازه در این مسیر ثبت شده است فایل ISO 9660 و اعمال شد برنامه CD-Iو همچنین قسمت اطلاعات VideoCD که حاوی اطلاعات کلی در مورد دیسک VideoCD است. پس از تراک داده، ویدئو در یک یا چند آهنگ بعدی در همان جلسه ضبط می شود. این آهنگ ها نیز در حالت 2 فرم 2. جلسه پس از ضبط تمام آهنگ ها بسته می شود.

کتاب آبی

کتاب آبی مشخصات CD Music پیشرفته را برای دیسک های فشرده چند جلسه ای (یعنی دیسک های غیرقابل ضبط) حاوی جلسات صوتی و داده تعریف می کند. دیسک ها را می توان بر روی هر سی دی پخش کننده صوتی و رایانه شخصی پخش کرد. کتاب آبی شامل موارد زیر است:

• مشخصات دیسک و فرمت داده، شامل دو جلسه (صوتی و داده).
• ساختار دایرکتوری (ISO 9660)، شامل دایرکتوری هایی برای اطلاعات اضافی، تصاویر و داده های CD. فرمت فایل اطلاعات سی دی پلاس، فرمت های فایل تصویری و سایر کدها و فرمت های فایل نیز تعریف شده است.
• فرمت داده های تصویر ثابت MPEG.

لوح های فشرده که با مشخصات کتاب آبی مطابقت دارند CD-Extra یا CD-Plus نیز نامیده می شوند. آنها حاوی ترکیبی از داده ها و صدا هستند که در جلسات جداگانه ضبط شده اند تا از پخش آهنگ های داده و آسیب احتمالی به سیستم های استریوی خانگی با کیفیت بالا جلوگیری کنند.

پل CD-I

CD-I Bridge یک مشخصات فیلیپس و سونی برای دیسک هایی است که برای پخش در پخش کننده های CD-I و رایانه های شخصی در نظر گرفته شده است. این شامل موارد زیر است:

• فرمت دیسکی که دیسک های CD-I Bridge را مطابق با مشخصات CD-ROM XA تعریف می کند.
• ساختار بازیابی داده ها مطابق با ISO 9660. برنامه کاربردی CD-I مورد نیاز است و در فهرست CDI ذخیره می شود.
• کدگذاری صوتی که شامل ADPCM و MPEG است.
• کدگذاری ویدیو برای سازگاری CD-I و CD-ROM XA.
• ساختار دیسک چند جلسه ای، از جمله آدرس دهی بخش و فضای حجم.
• داده برای CD-I، زیرا همه پخش کننده های CD-I باید داده های CD-I Bridge را بخوانند.

سی دی عکس

مشخصات CD Photo توسط کداک و فیلیپس بر اساس مشخصات CD-I Bridge تعریف شده است. این شامل موارد زیر است:

• فرمت کلی دیسک، از جمله طرح‌بندی ناحیه برنامه، جدول فهرست، توصیفگر حجم، ناحیه داده، انحراف زیرکد کانال Q، کلیپ‌های CD-DA و بخش‌های قابل خواندن توسط میکروکنترلر.
• ساختارهای بازیابی داده، از جمله ساختار دایرکتوری، فایل INFO.PCD، و سیستم بخش قابل خواندن توسط میکروکنترلر.
• رمزگذاری داده های تصویر، از جمله توضیحات رمزگذاری تصویر و بسته های تصویر.
• فایل های ADPCM برای پخش همزمان صدا و تصاویر.

اطلاعات زیادی در مورد درایوهای CD-ROM در وب سایت وجود دارد http://www.cd-info.com/.

درایو CD-ROM چگونه کار می کند؟

اصل عملکرد یک درایو CD-ROM مشابه درایوهای فلاپی دیسک معمولی است. سطح دیسک های نوری(CD-ROM) نسبت به هد لیزر با سرعت خطی ثابت حرکت می کند و سرعت زاویه ای بسته به موقعیت شعاعی هد متفاوت است. پرتو لیزر روی مسیر هدایت می شود و با استفاده از یک سیم پیچ متمرکز می شود. پرتو به لایه محافظ پلاستیک نفوذ کرده و به لایه بازتابنده آلومینیوم روی سطح دیسک برخورد می کند. هنگامی که پرتو به برآمدگی برخورد می کند، به آشکارساز منعکس می شود و از یک منشور عبور می کند، که آن را به یک دیود حساس به نور منحرف می کند. اگر پرتو به گودال برخورد کند، پراکنده می شود و تنها بخش کوچکی از تابش به عقب منعکس شده و به دیود حساس به نور می رسد. در دیود، پالس های نور به پالس های الکتریکی تبدیل می شوند: تابش روشن به صفر، تابش ضعیف به یک تبدیل می شود. بنابراین، حفره ها توسط درایو به عنوان صفرهای منطقی و یک سطح صاف به عنوان صفرهای منطقی درک می شوند.

عملکرد درایو CD-ROM

عملکرد یک CD-ROM معمولاً با ویژگی‌های سرعت آن در طول انتقال مداوم داده در یک دوره زمانی مشخص و میانگین زمان دسترسی به داده‌ها که به ترتیب بر حسب KB/s و ms اندازه‌گیری می‌شود، تعیین می‌شود. درایوهای یک، دو، سه، چهار، پنج، شش و هشت سرعته وجود دارد که به ترتیب سرعت خواندن اطلاعات را با سرعت های 150، 300، 450، 600، 750، 900، 1200 کیلوبایت بر ثانیه ارائه می کنند. در حال حاضر، پیشرانه های دو و چهار سرعته رایج هستند. به طور کلی، درایوهای سرعت 4 برابر بیشتر است عملکرد بالا، اما ارزیابی سود خالص یک درایو با سرعت 4x نسبت به یک درایو با سرعت 2x می تواند مشکل باشد. اول از همه، بستگی به چه چیزی دارد سیستم عاملو با چه نوع برنامه ای کار می کنید. در شدت بالادسترسی مکرر به یک CD-ROM و خواندن مقدار کمی داده (هنگام کار با پایگاه داده)، سرعت "پالس" خواندن اطلاعات می شود. پراهمیت. به عنوان مثال، طبق مجله InfoWorld، درایوهای با سرعت 4x (در مقایسه با درایوهای با سرعت 2x) در هنگام دسترسی به پایگاه داده به طور متوسط ​​دو برابر سریعتر عمل می کنند. در مورد کپی ساده داده ها، بهره بین 10 تا 30 درصد است. با این حال، بیشترین مزیت هنگام کار با ویدیوی تمام طول به دست می آید.

برای افزایش عملکرد درایوهای دیسک، آنها به حافظه بافر (اندازه های کش استاندارد: 64، 128، 256، 512، 1024 کیلوبایت) مجهز شده اند. بافر درایو حافظه ای است برای ذخیره سازی کوتاه مدت داده ها پس از خواندن از روی CD-ROM، اما قبل از ارسال آن به برد کنترلر و سپس به CPU. این بافر به دستگاه دیسک اجازه می‌دهد تا داده‌ها را در تکه‌های کوچک به پردازنده منتقل کند، نه اینکه زمان خود را با ارسال آهسته جریان ثابتی از داده‌ها صرف کند. به عنوان مثال، استاندارد MPC Level 2 ایجاب می کند که یک درایو CD-ROM با سرعت 2 برابر بیش از 60٪ از منابع CPU را مصرف کند.

ویژگی مهمدرایو سطح پر شدن بافر است که بر کیفیت پخش تصاویر و فیلم های متحرک تأثیر می گذارد. این مقدار به عنوان نسبت تعداد بلوک های داده منتقل شده به بافر از درایو و ذخیره شده در آن تا شروع خروجی آنها به گذرگاه سیستم، به تعداد کل بلوک هایی که بافر قادر به نگه داشتن آن است، تعریف می شود. پر شدن بیش از حد ممکن است باعث تاخیر در خروجی از بافر به گذرگاه شود. از سوی دیگر، بافری که خیلی کم است، نیاز به توجه بیشتر پردازنده دارد. هر دوی این موقعیت ها منجر به پرش و لکنت در حین پخش می شود.

ویژگی های طراحیدرایوهای CD-ROM

همانطور که می دانید اکثر درایوها اکسترنال و داخلی (داخلی) هستند. درایوهای سی دی نیز از این نظر مستثنی نیستند. اکثر درایوهای CD-ROM ارائه شده در حال حاضر داخلی هستند. ذخیره سازی خارجیهزینه های قابل توجهی بیشتر است توضیح این موضوع آسان است، زیرا در این مورد درایو دارای محفظه و منبع تغذیه خاص خود است. ضریب شکل یک درایو CD-ROM تعبیه شده مدرن با دو پارامتر تعیین می شود: ارتفاع نیمه (HH) و اندازه افقی 5.25 اینچ.

پانل جلویی هر درایو دسترسی به مکانیزم بارگذاری سی دی را فراهم می کند. یکی از متداول ترین آنها مکانیسم بارگذاری CD-ROM با استفاده از caddy است. کیدی یک ظرف پلاستیکی شفاف است که دیسک قبل از بارگیری مستقیم در درایو در آن قرار می گیرد. راه دیگر بارگیری با استفاده از مکانیزم سینی است. مکانیسم سینی شبیه به سینی است که پس از فشار دادن دکمه "Eject" از درایو خارج می شود. یک دیسک روی آن نصب شده است، پس از آن "سینی" به صورت دستی به درایو فشار داده می شود. انواع مکانیزم سینی، به عنوان مثال پاپ آپ وجود دارد. در این حالت، بارگیری دیسک در "سینی" به صورت نیمه اتوماتیک و پس از لمس کردن آن انجام می شود.

علاوه بر این، در پانل جلویی درایو وجود دارد:

نشانگر عملکرد دستگاه (مشغول)؛

جک برای اتصال هدفون یا سیستم استریو (برای گوش دادن به CD صوتی)؛

کنترل حجم صدا (برای سی دی صوتی).

سیستم caddy همچنین دارای یک سوراخ است که به شما امکان می دهد سی دی را حتی در داخل آن جدا کنید موقعیت اضطراریبه عنوان مثال، اگر دکمه "Eject" کار نمی کند.

دستگاه و تکنولوژی تولید CD-ROM

تمامی CD-ROM ها دارای فرمت ساخت فیزیکی یکسان و ظرفیت 650 مگابایت هستند. دیسک با قطر 120 میلی متر، ضخامت 1.2 میلی متر و سوراخ مرکزی به قطر 15 میلی متر. ناحیه مرکزی اطراف سوراخ با عرض 6 میلی متر، ناحیه گیره نامیده می شود. بلافاصله پس از آن یک سرب در ناحیه حاوی فهرست محتویات دیسک قرار می گیرد. بعد، یک ناحیه عرض 33 میلی متری است که برای ذخیره سازی داده ها در نظر گرفته شده است و به صورت فیزیکی یک مسیر واحد را نشان می دهد. ناحیه نهایی، ناحیه خروجی سرب به عرض 1 میلی متر است. لبه بیرونی دیسک 3 میلی متر عرض دارد.

منطقه ذخیره سازی داده ها به طور منطقی می تواند شامل 1 تا 99 آهنگ باشد، اما اطلاعات متفاوت را نمی توان در یک مسیر ترکیب کرد. اطلاعات دیجیتال بر روی یک CD-ROM به شکل حفره هایی که در امتداد مارپیچ متناوب هستند، روی سطح پلاستیک پلی کربنی ذخیره می شوند. گودال توسط پرتو لیزر به عنوان یک صفر منطقی و سطح صاف به عنوان یک صفر منطقی درک می شود.

CD-ROM با مهر زنی تولید می شود. یک پایه پلاستیکی از یک ماتریس شیشه ای ساخته شده است، پس از آن یک لایه آلومینیوم در بالای پلاستیک اعمال می شود تا پرتو لیزر را منعکس کند، که با یک لایه محافظ از لاک پوشانده شده است. در CD-R برای افزایش انعکاس پرتو لیزر، یک لایه طلا به پلاستیک می زنند که با رنگ پوشانده می شود، سپس یک لایه محافظ لاک بر روی رنگ اعمال می شود.

اطلاعات در زمان ساخت روی CD-ROM ثبت می شود، یعنی مهر. اطلاعات بر روی CD-R با استفاده از ضبط کننده CD ضبط می شود. پرتو لیزر سوراخی به شکل زنگ روی "صفحه" می سوزاند که این مزیت را نسبت به CD-ROM معمولی دارد، زیرا در چنین سوراخی پرتو لیزر با شدت بیشتری پراکنده می شود و تابش کمتری به گیرنده برخورد می کند. با این حال، پس از ضبط اطلاعات بر روی یک CD-R، به یک CD معمولی تبدیل می شود.

اتصال درایوهای CD-ROM. رابط های دیجیتال

در حال حاضر، رایج ترین رابط های SCSI و IDE هستند. علاوه بر این رابط ها، استانداردهای زیادی از تولید کنندگان خاص مانند سونی، پاناسونیک، میتسومی، ماتسوشیتا وجود دارد، اما نقش آنها بسیار کم است. رابط های SCSI و IDE نسخه های بهبود یافته ای دارند. برای SCSI اینها SCSI-2 و Fast SCSI-2 هستند، برای IDE - رابط EIDE. دومی از دو کانال موازی پشتیبانی می کند و از نظر ویژگی ها، یک موقعیت میانی بین SCSI و IDE را اشغال می کند. رابط SCSI از نظر سرعت بالقوه تبادل داده با دیسک سریعتر است، اما در واقع این مزیتی ایجاد نمی کند، زیرا حتی درایوهای CD-ROMبا سرعت چهار برابر نمی تواند داده ها را سریعتر از 700 کیلوبایت بر ثانیه انتقال دهد. با این حال، با توجه به اینکه مفهوم کلی محاسبات به تدریج به سمت یک محیط چندوظیفه ای تغییر می کند، زمانی که دسترسی به دیسک سخت و یک دستگاه CD-ROM به طور همزمان مورد نیاز است، استفاده از رابط SCSI ممکن است در آینده ترجیح داده شود.

اتصال درایوهای CD-ROM

امروزه راه های مختلفی برای اتصال درایوهای CD-ROM وجود دارد. روش اول مبتنی بر این واقعیت است که یک کانال رابط IDE می تواند دو دستگاه تعبیه شده را پشتیبانی کند. درایو CD-ROM از طریق رابط IDE به همراه هارد بر اساس اصل master/slave به برد I/O متصل می شود. اما در این صورت سرعت تبادل اطلاعات با هارد کاهش می یابد. یکی از راه های حل این مشکل، اتصال دستگاه های CD-ROM به کانال های مختلف یک رابط EIDE یا به دو کنترلر IDE مختلف است. اگر CD-ROM دارای رابط SCSI باشد، بر این اساس به کنترلر SCSI متصل می شود. روش دیگر استفاده از درایورهای درایو CD-ROM 32 بیتی به جای درایورهای 16 بیتی فعلی است. همچنین امکان اتصال درایوهای CD-ROM از طریق کنترلر کارت صدا وجود دارد. همچنین نباید فراموش کرد که مدرن است مادربردهامی تواند شامل کنترلرهای داخلی SCSI و IDE باشد که نیاز به استفاده را از بین می برد هزینه های اضافی I/O برای اتصال درایوهای CD-ROM.

اتصال کانال های صوتی

تقریباً هر درایو CD-ROM دارای یک مبدل دیجیتال به آنالوگ داخلی (DAC) و همچنین یک جک خروجی برای خروجی سیگنال های استریو است. علاوه بر این، درایوهای CD-ROM (هر دو خارجی و داخلی) دارای جک هدفون در پانل بیرونی هستند. اگر اطلاعات صوتی روی سی دی وجود داشته باشد، DAC آن را به شکل آنالوگ تبدیل می کند و سیگنال را به جک هدفون و همچنین جک های خروجی صوتی درایو می دهد که از آن سیگنال به تقویت کننده می رود و سیستم صوتیمستقیم یا از طریق کارت صدا. مزیت خروجی فعال این است که سیگنال صوتی از CD-ROM علاوه بر این توسط کارت صدا پردازش می شود.

یکی از مشکلات اصلی که هنگام کار با سیگنال های صوتی با آن مواجه می شود، ناسازگاری فیزیکی کانکتورهای صوتی برای درایو CD-ROM داخلی و کارت صدا است. به طور معمول، هر دو درایو و کارت صدادارای جک های صوتی چهار پین (دو کانال استریو و یک پایه زمین برای هر کدام). تخصیص پین ها در هر دو نوع دستگاه یکسان است، اما مشکل این است که این کانکتورها می توانند اندازه های مختلفی داشته باشند. مشکل دیگر این است که اگر DAC از نظر ساختاری در داخل خود درایو قرار گرفته باشد، این می تواند بر کیفیت پخش صدا تأثیر منفی بگذارد. با جدا کردن فیزیکی درایو CD-ROM از DAC که با آن کار می کند، از نویز اضافی جلوگیری می شود.

استانداردهای روی سی دی

همه استانداردهای CD با رنگ کتابخانه هایی که در آنها توضیح داده شده است، بهتر شناخته می شوند. در سال 1980 مجموعه ای از استانداردهای کتاب قرمز مربوط به سی دی های صوتی به تصویب رسید. بر اساس این سند، فرکانس نمونه برداری هنگام خواندن سیگنال های صوتی از دیسک CD-ROM باید برابر با 44.1 کیلوهرتز باشد. وضوح دامنه به عنوان یک مقدار 16 بیتی نشان داده می شود. از آنجایی که استاندارد صدای استریو را تعریف می کند، نه یک، بلکه دو مقدار 16 بیتی باید در هر ثانیه خوانده شود.

اولین استاندارد به نام کتاب زرد برای سی دی های دارای اطلاعات ناهمگن در سال 1985 به تصویب رسید. این یکی از اولین گام های صنعت کامپیوتر به سمت فناوری چند رسانه ای بود. طبق این استاندارد تمامی دیسک ها به دو دسته Mode1 و Mode2 تقسیم می شدند. رسانه های متعلق به دسته اول با بیت های تصحیح خطا و سرعت انتقال ضبط شدند اطلاعات مفید 150 کیلوبایت بر ثانیه بود. برای دیسک های گروه دوم به دلیل عدم وجود بیت های تصحیح، بیشتر از 170 کیلوبایت بر ثانیه بود.

Mode2 هرگز به شکل اصلی خود پیاده سازی نشد. اطلاعات صوتی و تصویری در آن ذخیره شد بخش های مختلفدیسک، در نتیجه پرتو لیزر مجبور شد به طور مداوم از یک ناحیه دیسک به منطقه دیگر "اجرا شود". اگرچه این استاندارد فرآیند تصحیح خطا را که هنگام خواندن داده‌ها از یک CD-ROM استفاده می‌شود، تعریف می‌کند، اما مشخصات کافی در مورد ساختار فایل ذخیره‌شده، که با استاندارد ISO 9660 1988 با وضوح بیشتری تعریف شده بود، ارائه نمی‌دهد.

استاندارد کتاب سبز، که در سال 1986 تصویب شد، به CD-i (CD-interactive) اختصاص داده شده است. مفهوم عناوین را برای ساده‌سازی کار با اطلاعات ویدیویی و صوتی که دائماً در هم می‌پیچد، معرفی کرد. در استاندارد کتاب سبز، ایده ساخت Mode2 به طور رسمی دوباره کار شد. دیسک های Mode2 به دو زیر گروه تقسیم شدند: Form1 و Form2. اولی، مانند رده Mode1 استاندارد کتاب زرد، فرآیند تصحیح خطا را به دلیل بیت های اضافی تعیین کرد و دارای سرعت انتقال اطلاعات 150 کیلوبایت بر ثانیه بود. زیرگروه دوم به دلیل عدم وجود کدهای تصحیح خطا، سرعت خواندن 170 کیلوبایت بر ثانیه را مجاز دانست.

استاندارد XA (معماری توسعه یافته) در سال 1990 به طور مشترک توسط فیلیپس، سونی و مایکروسافت ایجاد شد و معیارهای سازگاری بین CD-ROM هایی را که استانداردهای کتاب سبز و کتاب زرد را برآورده می کنند، ایجاد کرد. این روش نمایه سازی اطلاعات چندرسانه ای را مشخص می کند: گرافیک، متن، تصاویر شطرنجی، صدا. یک دیسک سازگار با XA را می توان روی یک دیسک خوان تعاملی CD-i سازگار با کتاب سبز یا درایو CD-ROM سازگار با کتاب زرد که از عملیات XA پشتیبانی می کند و یک نرم افزار درایور اختصاصی را اجرا می کند، پخش کرد.

سرانجام در سال 1991 استاندارد Orange Book ظاهر شد که به سی دی های قابل بازنویسی اختصاص داشت.

تصاویر پویا و استاندارد کتاب سفید

گروه تخصصی استانداردسازی (MPEG - Moving Picture Expert Group) استاندارد MPEG-1 را توسعه داده است که به مسائل فشرده سازی ویدیوهای تمام حرکتی (فول حرکت ویدیو) می پردازد. لازم به ذکر است که این استاندارد فرمت ذخیره سازی داده را تعریف نمی کند. داده های موجود در آن را می توان روی یک دیسک خوان تعاملی CD-i که مجهز به رمزگشای MPEG است پخش کرد. گزینه دیگر این است که ویدیوی تمام طول فشرده شده با MPEG را در دستگاه CD-ROM کتاب زرد ذخیره کنید.

استاندارد کتاب سفید، که در سال 1993 به تصویب رسید، برخی از قابلیت های تعاملی را معرفی کرد که اجازه می دهد جستجوی سریعاطلاعات مربوط به فریم های جداگانه در حالت دسترسی مستقیم. اولین دیسک های کتاب سفید به نام Video-CD در سال 1994 ظاهر شد. در حال حاضر، در صورت نصب کارتی که تبدیل MPEG را در سخت افزار انجام می دهد، برخی از دیسک های این نوع را می توان از طریق فشرده سازی MPEG روی رایانه های شخصی IBM و رایانه های مکینتاش پخش کرد. با این حال، بسیاری از درایوهای CD-ROM اطلاعات را به طور مداوم نمی خوانند، که مانع از پخش این دیسک ها حتی پس از نصب کارت MPEG می شود.

تمام سی دی ها برای سیستم های مدرنچند رسانه ای، از جمله CD-i و Video-CD، در استاندارد Mode2/Form2 ضبط می شوند، یعنی بدون استفاده از اصلاح. افزایش سرعت حاصل از 20 کیلوبایت بر ثانیه برای بهبود کیفیت تصویر ویدئویی استفاده می شود. در این دسته از برنامه ها، عدم تصحیح خطا بر کیفیت تأثیر نمی گذارد.

سی دی عکس و چند جلسه

یکی از انواع CD-ROM ها با قابلیت افزودن اطلاعات اضافی، به اصطلاح Photo-CD می باشد. ضبط یکباره اطلاعات روی دیسک جلسه نامیده می شود. چندین بار ضبط را چند جلسه می گویند. باید در نظر گرفت که هر جلسه فهرست مطالب خاص خود را می خواهد، پس چه مقدار زیادجلسات استفاده می شود، اطلاعات کمتری روی دیسک وجود دارد. در حال حاضر، درایوهای دیسکی وجود دارند که چند جلسه را پردازش می‌کنند و به شما امکان پخش Photo-CD را می‌دهند.

کداک دستگاه های Photo-CD را توسعه داده است که به شما امکان می دهد تا 100 فریم از عکس های گرفته شده بر روی فیلم 35 میلی متری را ذخیره کنید. ایده این است که مصرف کننده می تواند تصاویر گرفته شده با استفاده از تجهیزات کداک را اسکن کند و سپس آنها را روی هر دیسک درایو پخش کند. در واقع، یک دیسک می تواند پنج عدد را ذخیره کند نسخه های مختلفهمان اسلاید رزولوشن های مختلفپالت 24 بیتی

با استفاده از فشرده سازی (بدون کاهش وضوح)، این پنج تصویر را می توان در یک فایل 6 مگابایتی بسته بندی کرد. بنابراین، تا 100 عکس را می توان در یک سی دی 600 مگابایتی ذخیره کرد.

آینده درایوهای CD-ROM و CD

در حال حاضر ظرفیت CD-ROM برای محصولات چندرسانه ای نسل بعدی کافی نیست. برای افزایش ظرفیت CD-ROM با قابلیت ذخیره داده های بسته بندی شده بر اساس استاندارد MPEG-2، بیشتر سرعت های بالاخواندن فرمت جدید CD-ROM که در حال حاضر در حال توسعه است (HD-CD یا CD با چگالی بالا) قادر است بدون هیچ ترفند فنی خاصی، ظرفیت سی دی را تا پنج برابر افزایش دهد. در همان زمان، الزامات برای علامت گذاری فیزیکی دیسک سخت تر می شود، به عنوان مثال، فاصله بین مسیرهای مجاور و اندازه گودال ها در حال کاهش است. طول موج پرتو خواندن از 780 نانومتر به 635 نانومتر کاهش می‌یابد، اما امکان استفاده از همان لیزرهای ارزان قیمت که در ناحیه قرمز طیف کار می‌کنند، باقی می‌ماند. ساختار داده به دلیل سیستم تصحیح خطای منطقی پیشرفته تر کارآمدتر می شود که ظرفیت اطلاعات دیسک را 10 تا 15 درصد افزایش می دهد. ترکیب این نوآوری ها حجم اطلاعات ثبت شده را به 3.7 گیگابایت می رساند.

فناوری HD-CD نیز مفهوم سرعت متغیر خواندن اطلاعات از سی دی را معرفی می کند. به جای قرار دادن مقداری فیلم ضبط شده کوتاه روی دیسک، مقدار زیادی از آن باقی می ماند فضای خالی، امکان ثبت داده ها با تراکم کمتری وجود خواهد داشت. در عین حال امکان تنظیم دینامیکی این فرآیند فراهم شده است. به عنوان مثال، چگالی ضبط را می توان برای توالی بیت های مختلف در صورت پیچیدگی متفاوت رمزگذاری اطلاعات تغییر داد.

به گفته کارشناسان، فرآیند تولید HD-CD تفاوت کمی با تولید سی دی های معمولی دارد، به استثنای تلورانس های بسیار پیچیده تر. بزرگترین مشکل احتمالاً تولید ماتریس سی دی خواهد بود تراکم بالا.

در حال حاضر، کار بر روی یک CD-ROM چند سطحی در حال انجام است. ماهیت این فناوری وجود دو لایه حاوی داده های ثبت شده و قرار گرفته بر روی یکدیگر است. پرتو لیزر را می توان بر روی هر دو لایه پایین و بالا متمرکز کرد. اولین نسخه از چنین سیستم هایی که توسط 3M منتشر شده است، تا 7.8 گیگابایت اطلاعات را با ضبط دو لایه ذخیره می کند، اگرچه هیچ مانعی وجود ندارد که مانع از افزایش بیشتر تعداد لایه ها شود.

اطلاعات با استفاده از روش صنعتی روی یک دیسک CD-ROM نوشته می شود و نمی توان دوباره نوشت. پرکاربردترین آنها درایوهای CD-ROM 5 اینچی با ظرفیت 670 مگابایت هستند. ویژگی های آنها کاملاً مشابه سی دی های موسیقی معمولی است. داده های روی دیسک به صورت مارپیچ نوشته می شوند (برخلاف هارد دیسک که داده ها به صورت دایره های متحدالمرکز روی آن قرار گرفته اند). از نقطه نظر فیزیک، پرتو لیزر دنباله دیجیتالی یک ها و صفرهای ثبت شده بر روی سی دی را با شکل حفره های میکروسکوپی (گودال) روی مارپیچ آن تعیین می کند. اصل خواندن اطلاعات از یک دیسک نوری تقریباً به چهار مرحله تقسیم می شود.

1. یک پرتو لیزر ضعیف از دیود لیزر درایو CD-ROM ساطع می شود. با عبور از سیستمی از لنزها، بر روی مناطقی از مارپیچ داده CD تمرکز می کند و در امتداد مسیرهای تعیین شده توسط یک سروو حرکت می کند. سروو درایو برای حرکت دادن لنز راهنما استفاده می شود.

2. پرتو با انعکاس با شدت های مختلف از لایه گودال سی دی قرائت می کند.

3. پرتو منعکس شده برمی گردد و در گروهی از منشورها قرار می گیرد. در آنجا شکسته شده و بر روی یک آشکارساز نوری منعکس می شود.

4. آشکارساز نور شدت شار نور را تعیین می کند و این اطلاعات را به ریزپردازنده درایو دیسک ارسال می کند، که تجزیه و تحلیل آن را کامل می کند و آن را به یک دنباله دیجیتال تبدیل می کند.

اساس سی دی با قطر 12 سانتی متر و ضخامت 1.2 میلی متر از یک لایه پلاستیک پلی کربنات خالص نوری تشکیل شده است - این لایه پشتی است. یک لایه نازک از آلومینیوم روی آن اعمال می شود و به دیسک خاصیت بازتابی لازم می دهد. با لاک زدن از اکسیداسیون و آسیب مکانیکی محافظت می شود. برچسب دیسک در بالای لایه لاک چاپ می شود.

ویژگی اصلی یک درایو CD-ROM سرعت خواندن اطلاعات است که تنها به یک روش می توان آن را افزایش داد - با افزایش سرعت چرخش دیسک. از آنجایی که CD-ROM در ابتدا یک سرعت خواندن خطی ثابت (سرعت خطی ثابت - CLV) را اتخاذ کرد، سرعت چرخش دیسک یک مقدار متغیر است که به طور معکوس با فاصله سر خوانده تا مرکز متناسب است. برای نسل اول دستگاه‌هایی با سرعت خواندن 150 کیلوبایت بر ثانیه (تک سرعت یا 1X)، از 200 دور در دقیقه برای قسمت بیرونی مسیر دیسک تا 530 دور در دقیقه برای قسمت داخلی متغیر است. در نسل‌های بعدی، فرکانس‌های چرخش و همراه با آن‌ها سرعت خواندن به سادگی با تعداد صحیحی برابر افزایش می‌یابد (دو سرعت - 2X، چهار سرعت - 4X و غیره).

این برای مدت طولانی ادامه داشت، تا زمانی که سرعت مدل های پیشرفته به 12X (1800 کیلوبایت بر ثانیه) و مدل های انبوه به 8X (1200 کیلوبایت بر ثانیه) رسید. برای مدل های 12 سرعته، محدوده سرعت از 2400 تا 6360 دور در دقیقه است. واضح است که 6360 دور در دقیقه سرعت بسیار بالایی برای رسانه های قابل جابجایی است که از نظر فنی حفظ آن دشوار است. اگر هد به عنوان مثال از قسمت بیرونی دیسک به قسمت داخلی برای خواندن اطلاعات بعدی بپرد، چرخاندن سریع دیسک به این سرعت حتی دشوارتر است. زمان باز شدن با زمان جابجایی همپوشانی دارد و برای دسترسی سریع باید حداقل باشد. هنگام تلاش برای افزایش بیشتر سرعت، دشواری چندین برابر افزایش می یابد، بنابراین 12 برابر سرعت حد مجاز برای حالت CLV است.

افزایش بیشتر سرعت خواندن تنها با رها کردن حالت CLV امکان پذیر است، بنابراین، در مدل های بعدی درایوهای CD-ROM، همه تولید کنندگان پیشرو، به جای CLV "خالص"، شروع به استفاده از سرعت زاویه ای ثابت کردند. حالت CAV) که در آن سرعت چرخش ثابت (و نزدیک به حداکثر ممکن) است و سرعت خواندن متناسب با شعاع است. حالت CAV یا برای کل سطح دیسک استفاده می شود یا با CLV ترکیب می شود. حالت ترکیبی زمانی که از CAV برای قسمت مرکزی دیسک و CLV برای قسمت محیطی استفاده می شود، CAV| CLV، جزئی CAV یا P-CAV.

مدل های جدید درایوهای CD-ROM بر اساس حداکثر سرعت خواندن 32-50 قرار می گیرند، که با این حال، ایده کافی از عملکرد واقعی را ارائه نمی دهد.

در مورد چیدمان اطلاعات روی دیسک باید در نظر گرفت که اولاً پر کردن دیسک از مرکز شروع می شود و ثانیاً اکثر دیسک ها به طور کامل پر نمی شوند (به طور متوسط ​​فقط نصف). یعنی سرعت خواندن در قسمت داخلی دیسک برای عملکرد کلی تعیین کننده است. به عنوان مثال، تست محبوب CD-TACH، هنگام ارزیابی سرعت، بخش داخلی (0-215 مگابایت) دیسک را با ضریب وزنی 60٪، وسط (1215-430 مگابایت) - 30٪ و خارجی (430-615 مگابایت) - 10٪.

درایوهای CD-ROM پیشرفته دارای سرعت خواندن برای قسمت داخلی دیسک 12X هستند، مدل های انبوه - 8-10X. سرعت خواندن قسمت خارجی در برخی مدل ها به 50 برابر می رسد.

انتقال از حالت CLV به حالت های P-CAV و CAV نیازی به هزینه های خاصی از طرف سازندگان نداشت، زیرا حداکثر سرعت افزایش نیافته و قسمت مکانیکی، از جمله موتور، دستخوش تغییرات قابل توجهی نشد. بنابراین، قیمت دستگاه های جدید، با وجود بهبود قابل توجه پارامترها، در همان سطح بسیار پایین باقی ماند.

و خرید کنید دستگاه های بهتربا سرعت هایی که از 24 برابر شروع می شود. علیرغم افزایش جزئی در عملکرد واقعی، فقط آنها از استاندارد MultiRead پشتیبانی می کنند که خواندن دیسک های CD-RW قابل بازنویسی را ممکن می کند.

CD-ROM های 24 سرعته ای که در سال 1997 در بازار ظاهر شدند با استفاده از فناوری CAV کامل با سرعت چرخش دیسک 5000 دور در دقیقه کار می کردند و سرعت خواندن اطلاعات آنها بین 1.8 تا 3.6 مگابایت بر ثانیه بود. سرعت چرخش با سرعت 50 برابر جدیدترین هاردها به 12 هزار دور در دقیقه می رسد که حتی در مدرن ترین هارد دیسک ها هنوز از آن استفاده نمی شود. جریان داده 7.2 مگابیت بر ثانیه است.

با این حال، سر و صدای منتشر شده توسط درایو در چنین سرعتی در برابر انتقاد قرار نمی گیرد. کار به جایی رسید که برخی از کاربران شروع به انتخاب درایوهای 24-32x کردند. شاید کمی کندتر، اما آرام. علاوه بر این، برنامه های خاصی ظاهر شده است که به شما امکان می دهد سرعت هر درایو را به بیش از مورد دلخواه محدود کنید.

درایوهای CD-ROM می توانند رابط های مختلفی داشته باشند. اکثریت قریب به اتفاق به خروجی IDE معمولی روی مادربرد متصل می شوند.

اگرچه فرآیند نصب درایو CD-ROM IDE بسیار ساده است، اما توجه به نکات زیر خالی از لطف نیست. همانطور که می دانید، هر آداپتور Enhanced IDE دارای دو کانکتور 40 پین است که دو دستگاه به آنها متصل هستند: Primary Master و Slave و Secondary Master و Slave. به دلایل واضح، Primary Master همیشه هارد دیسک بوت (C:) است. بنابراین درایو CD-ROM می تواند Primary Slave، Secondary Master یا Secondary Slave باشد. بنابراین، قبل از اتصال کابل های برق، رابط و صدا در دیواره پشتی درایو، باید جامپرهای Master و SLave را بر اساس آن تنظیم کنید (اما باز هم بهتر است CD-ROM را با یک کابل جداگانه به IDE دوم وصل کنید).

آیا خرید درایوهای 50x منطقی است؟ آیا واقعاً انتخابی وجود دارد؟ اولاً، درایوهای کندتر ممکن است دیگر در فروش نباشند، و ثانیاً، با خرید یک درایو سریع و استفاده از آن با سرعت کمتر، عملاً می توانید از شر نویز خلاص شوید، زیرا در هنگام طراحی درایوهای سریع، سازندگان در نهایت به فکر بی صدا بودن و شروع به ایجاد مکانیسم های کاهش لرزش و نویز در محصولات خود کردند. درایو مورد بحث از نسل دوم سیستم سرکوب صدا و لرزش ایسوس استفاده می کند. امروزه خرید یک درایو DVD فقط برای تماشای فیلم های DVD بر روی مانیتور منطقی است. سهم محصولات نرم افزاری منتشر شده بر روی دی وی دی ها در مقایسه با بازار محصولات روی CD-ROM ها هنوز بسیار ناچیز است. از این نظر، ارزش آن را دارد که به قانون طلایی پایبند باشید - زمانی که واقعاً به آن نیاز دارید خرید کنید. خرید تجهیزات برای رشد، هدر دادن پول است. علاوه بر این، درایوهای DVD-ROM نمی توانند به سرعت درایوهای CD-ROM رده بالا، سی دی ها را مدیریت کنند. و هزینه درایوهای DVD-ROM هنوز بسیار بالاتر از هزینه همتایان CD-ROM آنها است. با جمع بندی تمام موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که یک درایو CD-ROM مدرن با سرعت بالا با زمان دسترسی کوتاه، توانایی کاهش سرعت، عملکرد بی صدا و رفتار خنک هنوز کاملاً رقابتی است.

تجهیزات

• درایو ASUS S500/A، سیستم عامل v3.4H.
• کابل برای اتصال درایو به کارت صدا.
• دستورالعمل های کاربر (زبان ها شامل روسی است).
• درایور فلاپی دیسک.
• کیسه با 4 پیچ نصب.

ویژگی های کلیدی

مشخصات کامل را می توانید در وب سایت ایسوس بخوانید.

نیمکت آزمون

نگاه کنید و احساس کنید

من طرفدار سرسخت بسته بندی خرده فروشی نیستم زیرا محصولات بسته بندی شده در جعبه های رنگارنگ همیشه گرانتر از همتایان عمده خود هستند. اما در مورد ASUS S500/A، من واقعاً انتخاب زیادی نداشتم. درایو فقط به صورت خرده فروشی عرضه می شود. از جعبه کابل صدا، کیسه پیچ ها، فلاپی دیسک نصب و دفترچه راهنمای کاربر را تکان دادم.

نمای جلویی

1. جک هدفون؛
2. کنترل سطح صدا؛
3. نشانگر حضور دیسک؛
4. سوراخ خروج اضطراری؛
5. دکمه های کنترل (پخش/پرش/سرعت و باز/بستن/توقف).

وقتی دیسکی در درایو وجود دارد، چراغ حضور سبز است و زمانی که خواندن در حال انجام است چشمک می زند. دکمه سمت چپ، علاوه بر عملکردهای اصلی Play/Skip، می تواند سرعت را کنترل کند. اگر یک دیسک داده در درایو وجود دارد، هر بار فشار دادن دکمه آن را به ترتیب تغییر می دهد - 40/32/24/8x. برای بازیابی حداکثر سرعت، باید سینی درایو را باز و بسته کنید. برخی از افراد دقیقاً به دلیل این ویژگی درایوهای دیسک ایسوس را خریداری کردند.

نمای پشتی

1. تغذیه؛
2. اتصال IDE؛
3. جامپرهای پیکربندی (Master/Slave)؛
4. خروجی آنالوگ؛
5. خروجی دیجیتال؛
6. جامپرهای رزرو شده

هیچ مشکلی در نصب وجود نداشت، به جز اینکه درایو با برد textolite ماژول DIMM برخورد کرد، اما به احتمال زیاد این مشکل از عرض ناکافی کیس است و مادربرد دو پردازنده از حد معمول عریض تر است. در حالت DOS ویندوز 98، برنامه درایورها را نصب کرد، config.sys را به روز کرد و همه چیز کار کرد. نکته جالب این است که درایورهای درایو قدیمی هیتاچی 4x با ایسوس بدتر از نمونه های اصلی کار نمی کردند. در اینجا هیچ چیز شگفت انگیزی وجود ندارد - پروتکل ATAPI توسط سیستم برای برقراری ارتباط استفاده می شود درایوهای CD-ROMبرای همه یکسان است من سینی را دوست داشتم. به سرعت و واضح با صدایی دلپذیر بیرون می‌رود، مانند بسیاری از درایوهای بی‌نام، هیچ شلی یا لرزش دنده‌ها وجود ندارد. درایو دیسک را با یک سوت توربین مشخص می چرخاند. صدای اجرا بسیار زیاد است. 60 دسی بل به راحتی قابل باور است. تقریبا هیچ لرزشی وجود ندارد. فقط با لمس سینی می توانید آن را احساس کنید. در سرعت های 32 برابر و کمتر، لرزش به طور کامل از بین می رود. پس از استفاده طولانی مدت، درایو کمی گرم می شود.

CD-R

تست پاک کردن در ویندوز 98 به سادگی جواب نداد. طبق نمودار (خط سفید) ابتدا فکر کردم با وجود علامت زدن در ویژگی های درایو، حالت DMA غیرفعال شده است. با این حال، برداشتن علامت کادر، نتایج حتی کمتری را به همراه داشت (خط نارنجی). معلوم شد که مشکل اجرای مشمئز کننده رانندگان busmaster است. علاوه بر این، ویندوز Me و ویندوز 2000 دیگر چنین مشکلاتی ندارند.

Windows 98، CD Speed ​​99 v0.8b، TDK CD-R80 Reflex، طول 79:35،
DMA خاموش (نارنجی)، DMA روشن (سفید).

Windows 2000 SP2، CD Speed ​​99 v0.8b، TDK CD-R80 Reflex، طول 79:35.

در ویندوز 2000 منحنی ها شکل مناسب خود را گرفتند. خط سبز کامل است. خط زرد نشان می دهد که سرعت چرخش تقریباً در سراسر دیسک ثابت می ماند. در انتهای دیسک سرعت بالاتر از 53 برابر بود، اما این تنها به این دلیل است که حداکثر سرعت بر اساس یک دیسک استاندارد 650 مگابایت محاسبه می‌شود. در دیسک های 800 مگابایتی سرعت حتی بالاتر خواهد بود. درست است، S500/A تنها قادر به خواندن اولین 748 مگابایت داده است، همانطور که از مشخصات فنی آن نشان داده شده است.

Windows 2000 SP2، CD Speed ​​99 v0.8b، TDK CD-R80 Reflex، طول 79:35.
نتایج به صورت جدول

میانگین	40.23x
شروع کنید	23.73x
پایان	53.11x
زمان چرخش	5.14 ثانیه
زمان چرخش به پایین	6.78 ثانیه
جستجوی تصادفی	85 میلی‌ثانیه
زمان خروج دیسک	1.83 ثانیه
زمان بارگذاری دیسک	1.32 ثانیه
زمان تشخیص دیسک	5.61 ثانیه
نوع خواندن	CAV

سی دی رام

Windows 2000 SP2، CD Speed ​​99 v0.8b، 3D Studio MAX 1.2، طول 73:49.

Windows 2000 SP2، CD Speed ​​99 v0.8b، 3D Studio MAX 1.2، طول 73:49.
نتایج به صورت جدول:

میانگین	38.34 برابر
شروع کنید	22.93x
پایان	50.45 برابر
زمان چرخش	5.66 ثانیه
زمان چرخش به پایین	6.37 ثانیه
جستجوی تصادفی	82 میلی‌ثانیه
زمان خروج دیسک	1.84 ثانیه
زمان بارگذاری دیسک	1.32 ثانیه
زمان تشخیص دیسک	5.53 ثانیه
نوع خواندن	CAV

همه چیز مطابق انتظار است - سرعت های اولیه و نهایی کمتر. برنامه همچنان بی عیب و نقص است. حداکثر سرعت 50 برابر با حاشیه کمی است، همانطور که باید باشد.

CD-RW

Windows 2000 SP2, CD Speed ​​99 v0.8b, That's Write! CD-RW74، طول 74:02.

Windows 2000 SP2, CD Speed ​​99 v0.8b, That's Write! CD-RW74، طول 74:02.
نتایج به صورت جدول

میانگین	10.66x
شروع کنید	6.39x
پایان	14.01x
زمان چرخش	2.80 ثانیه
زمان چرخش به پایین	2.95 ثانیه
جستجوی تصادفی	131 میلی‌ثانیه
زمان خروج دیسک	2.15 ثانیه
زمان بارگذاری دیسک	1.33 ثانیه
زمان تشخیص دیسک	5.52 ثانیه
نوع خواندن	P-CAV

سرعت خواندن CD-RW به 8 برابر محدود شده است. مدت زمانی که طول می کشد تا یک دیسک بچرخد و متوقف شود، نصف یک CD-ROM و CD-R است، زیرا دیسک لازم نیست با سرعت کامل بچرخد.

همچنین لازم به ذکر است که زمان تعیین موقعیت سر تقریباً یک و نیم برابر افزایش یافته است که باز هم با کاهش بیش از سه برابری سرعت چرخش دوک توضیح داده می شود. بنابراین خواندن CD-RW بهترین کار نیست نقطه قوتدرایو فلاپی

با توجه به CD Speed ​​99، نوع خواندن دیسک های CD-RW P-CAV (سرعت زاویه ای ثابت جزئی) است. با این حال، نمودار ارائه شده تصور یک نوع خواندن CAV (سرعت زاویه‌ای ثابت) را بدون هیچ اشاره‌ای به فلات در انتهای دیسک نشان می‌دهد. سرعت در انتهای دیسک به 14 برابر می رسد فقط به این دلیل که درایو یک چیز می گوید (P-CAV) اما کار کاملاً متفاوتی انجام می دهد (CAV).

کپی دیجیتالی موسیقی

هنگام انجام آزمایشی بر روی استخراج تراک های صوتی، از دیسک های مارک DDT - Plastun و Queen - Greatest Hits II استفاده کردم. دیسک DDT به عنوان یک دیسک با طول معمولی یا کمی کوتاهتر از حالت عادی - 43:34 در نظر گرفته شد. دیسک کوئین جالب است زیرا در حد ظرفیت ضبط شده است. طول آن به سادگی خارق العاده است - 75:58، که اتفاقاً تقریباً دو دقیقه بیشتر از 74 دقیقه صدای مورد نیاز است. درایو باید حداکثر سرعت استخراج خود را روی دیسک کوئین نشان می داد. CDDAE 99 بلافاصله من را ناامید کرد - معلوم شد که حداکثر سرعت استخراج آهنگ ها نمی تواند بیش از 20x باشد. نیازی به گفتن نیست که در این تست ASUS 50x بسیار کندتر از برادر کوچکتر خود ASUS 34x بود که این محدودیت را ندارد.

من یک تست WinDAC32 اضافه کردم زیرا در دیسک Queen CDDAE 99 نتایج با EAC متفاوت بود. ظاهراً مشکل هنوز در CDDAE است، زیرا نتایج EAC و WinDAC32 یکسان هستند. سرعت استخراج تراک های صوتی کاملا رضایت بخش است. من فکر می کنم می توان آن را به این صورت در نظر گرفت که رمزگذاری آهنگ ها در mp3. بیشتر از استخراج آنها طول بکشد. در سیستم خاص من، گلوگاه پردازنده است.

آنالایزر درایور CDROM

در تست کیفیت خواندن از یکی از آخرین نسخه های CDROM Drive Analyzer v2.2.0 استفاده کردم. نسخه‌های قدیمی‌تر فاقد مقیاس برای نمایش سرعت درایوهای مدرن و بیشتر بودند آخرین نسخه 2.3.1 انتقالی را در انتهای دیسک نزدیک به 160 مگابیت بر ثانیه نشان داد، که نمی تواند درست باشد، اگر فقط به دلیل محدودیت های Ultra DMA/33 باشد. همانطور که خود نویسنده در مستندات برنامه CDROM Drive Analyzer می نویسد، این برنامه در درجه اول برای آزمایش بسیاری از درایوها با استفاده از یک دیسک در نظر گرفته شده است. بر اساس نمودارهای خواندن، تعیین درایوی که بهتر از سایرین با خطاهای خواندن مقابله می کند، آسان است. از آنجایی که هدف مقاله در نهایت است بررسی ایسوس S500/A، و آن را با سایر درایوها مقایسه نمی کنم، من نمودارهای CDROM Drive Analyzer را صرفاً برای اینکه ببینم منحنی های صاف CD Speed ​​99 می تواند به چه چیزی تبدیل شود را ارائه می دهم.

CD-R

Windows 2000 SP2، CDROM Drive Analyzer v2.2.0، TDK CD-R80 Reflex، طول 79:35.

همانطور که می بینید، منحنی به هیچ وجه به اندازه نمودارهای CD Speed ​​99 صاف نیست، اما با این وجود تا انتهای دیسک رشد می کند، بنابراین دلیلی برای نگرانی وجود ندارد.

سی دی رام

Windows 2000 SP2، CDROM Drive Analyzer v2.2.0، 3D Studio MAX 1.2، طول 73:49.

همان پرش می کند، بنابراین مشکل در اینجا در دیسک معیوب نیست، بلکه در خود درایو است. جالب اینجاست که در مورد دیسک های CD-R و CD-ROM، اندازه و تعداد ناچ ها به تدریج به سمت انتها افزایش می یابد. چی میتونه باشه؟

CD-RW

Windows 2000 SP2، CDROM Drive Analyzer v2.2.0، همین رایت! CD-RW74، طول 74:02.

و در اینجا، سرانجام، چیزی جالب ظاهر شد - نمودار به طور معجزه آسایی صاف شد. بریدگی ها فقط در انتهای دیسک احساس می شوند. به نظر می رسد مشکل در سیستم تثبیت کننده دیسک است که در سرعت خواندن نزدیک به 16 برابر و بالاتر آنطور که ما می خواهیم مؤثر نیست. خواندن CD-RW کند اما مطمئن است.

دیسک آسیب دیده

بالاخره بدترین دیسک من کاربرد داشت. دیسک تعادل ضعیفی داشت - هنگام چرخش به سمت بالا، صدای اضافی از داخل برخی درایوها شنیده می شد. خراش، خراش، لکه و بریدگی عمیق؟ بخور از جمله اینکه پوشش کاری آلومینیومی حتی از داخل آسیب دیده است. من حتی نمی خواهم به شرایطی که این دیسک در آن ساخته شده است فکر کنم. میزان کل آسیب دیسک هنوز آنقدر زیاد نیست که برای هر درایو با کیفیتی مشکل جدی ایجاد کند.

Windows 2000 SP2، CDROM Drive Analyzer v2.2.0، CD #2، طول 73:18.

دیسک با اطمینان خوانده می شود. پس از وسط دیسک، تمام تلاش ها برای بازگرداندن سرعت بیهوده است.

کنترل سرعت

چه درایو پرسرعتی می تواند بدون عملکرد نرم افزاری کاهش سرعت انجام دهد؟ هنگام تماشای فیلم از روی دیسک CD-ROM یا پخش فایل‌های mp3، اصلاً لازم نیست اسپیندل درایو را دائماً در حداکثر سرعت نگه دارید. بنابراین، اگر درایو به غیر از 50x سرعت دیگری نمی شناسد، در عمل می تواند بسیار کندتر از درایو 8x دیگر باشد، تنها به این دلیل که زمانی که کاربر به اطلاعات جدیدی نیاز دارد، دیسک را دوباره و دوباره می چرخاند. درایو ASUS S500/A از این نظر منحصربه‌فرد است که سرعت آن را می‌توان روی هر مقداری در محدوده 4x - 50x در گام‌های 1x تنظیم کرد. پس از مدت ها جستجو برای یک برنامه مناسب برای کنترل سرعت درایو، روی CDSlow قرار گرفتم

استانداردها و دستگاه های مدرن برای ذخیره اطلاعات روی دیسک های لیزری. ویژگی های ضبط اطلاعات روی دیسک های نوری.

در سال 1995، اولین درایو دیسک نوری در پیکربندی اولیه رایانه شخصی ظاهر شد - سی دی رام(دیسک فشرده حافظه فقط خواندنی، CD-ROM). این دستگاه از سی دی های چند لایه با قطر 120 میلی متر و ضخامت 1.2 میلی متر با ظرفیت دیسک 650 - 700 مگابایت استفاده می کرد.

درایو CD-ROM شامل:

- یک موتور الکتریکی که دیسک را می چرخاند.

- یک سیستم نوری متشکل از یک فرستنده لیزر، لنزهای نوری و حسگرها و طراحی شده برای خواندن اطلاعات از سطح دیسک.

- یک ریزپردازنده که مکانیک درایو، سیستم نوری را کنترل می کند و اطلاعات خوانده شده را به کد باینری رمزگشایی می کند.

ویژگی های اصلی CD-ROM:

– سرعت انتقال داده – بر حسب چند برابر سرعت یک پخش کننده سی دی صوتی (150 کیلوبایت بر ثانیه) اندازه گیری می شود و حداکثر سرعتی را که درایو اطلاعات را به آن ارسال می کند مشخص می کند. رمبه عنوان مثال، یک کامپیوتر 2 سرعته CD-ROM (2x CD-ROM) داده ها را با سرعت 300 کیلوبایت در ثانیه، یک 50 سرعت (50x) - 7500 کیلوبایت در ثانیه می خواند.

– زمان دسترسی – زمان مورد نیاز برای جستجوی اطلاعات روی دیسک که بر حسب میلی ثانیه اندازه گیری می شود. درایو CD-RW

این دستگاه برای ضبط اطلاعات روی دیسک های CD-R (یک بار نوشتن) و CD-RW (CD-ReWritable - قابل بازنویسی دیسک) استفاده می شود.

یک دیسک CD-RW (CD-ReWritable) برای ضبط قابل استفاده مجدد داده ها استفاده می شود، و شما می توانید به سادگی اطلاعات جدیدی را به فضای آزاد اضافه کنید یا به طور کامل دیسک را با اطلاعات جدید بازنویسی کنید (بعد از اینکه ابتدا کل دیسک را پاک کنید). سرعت ضبط درایوهای CD-RW مدرن 2x-24x است.

درایوهای DVD-ROMو DVD±RW

ظرفیت دی وی دینسل اول 4.7 گیگابایت بود و نام رسمی را دریافت کرد DVD-5، استاندارد DVD-9شامل استفاده از دیسک های دو لایه است. استاندارد دیسک DVD-9قابلیت ذخیره اطلاعات تا 8.54 گیگابایت. توسعه بیشتر استانداردهای DVD-5 و DVD-9 استانداردهایی برای دیسک های دو طرفه بود DVD-10(9.4 گیگابایت) و DVD-18(17.08 گیگابایت).

بعداً استاندارد DVD با مشخصات قابل ضبط و بازنویسی تکمیل شد دیسک های DVD-Rو DVD-RW.

دیسک ها نیز وجود دارد DVD-RAM، که یک دیسک یک یا دو طرفه است که در یک کارتریج پلاستیکی قرار می گیرد. برای کار با آنها به یک درایو مخصوص نیاز دارید.

فرمت دیسک نیز در سال 1999 توسعه یافت DVD+RW. تفاوت در قالب ارائه اطلاعات در DVD+RWخیر یکی از ویژگی های خاص فرمت این است که دقت موقعیت یابی بالاتر پرتو لیزر امکان تصحیح داده ها را "در حال پرواز"، بازنویسی بخش های بد منفرد دیسک در زمان واقعی، یعنی. V DVD+RWیک الگوریتم تصحیح خطا پیشرفته‌تر پیاده‌سازی شده است. روی دیسک ها DVD+Rیک لایه بازتابنده ویژه با افزایش بازتاب استفاده می شود. درایوهای Blu-Ray و HD

در سال 2002، نمایندگان 9 شرکت پیشرو با فناوری پیشرفته سونی، ماتسوشیتا (پاناسونیک)، سامسونگ، ال‌جی، فیلیپس، تامسون، هیتاچی، شارپ و پایونیر در یک کنفرانس مطبوعاتی مشترک از ایجاد و تبلیغ فرمت دیسک نوری جدید با ظرفیت بالا خبر دادند. تماس گرفت دیسک بلوری. با توجه به مشخصات اعلام شده دیسک Blu-Ray (یا BD-Rو BD-RE) یک دیسک قابل بازنویسی نسل بعدی با اندازه استاندارد CD/DVD 12 سانتی متر با حداکثر ظرفیت ضبط در هر لایه و یک طرف تا 27 گیگابایت است.