Wszystko o...CD  

No i mamy następną część "Wszystko o..." Dzisiaj zajmiemy się napędami CD. 
Któż z nas nie miał do czynienia z płytą CD. Jest to teraz jeden z najbardziej popularnych nośników danych. Nie wiem jak Was, ale mnie kiedyś zastanawiało, na jakiej zasadzie działa taka płyta? Jak można na czymś takim zapisać informacje i je potem odczytać? Dziś właśnie zajmiemy się wyjaśnieniem zasady przechowywania i odczytywania danych z płyty CD. No to zaczynamy :)

Jak to działa?
Zasada działania napędów CD nie zmieniła się od czasu skonstruowania pierwszych urządzeń tego typu (Prawie - HAPOL). Każdy czytnik składa się z ramy, na której osadzona jest obudowa. Wewnątrz znajduje się blok napędowy zawierający zwykle trzy silniki. Pierwszy z nich wprawia w ruch obrotowy płytę, drugi za pozycjonowanie głowicy odczytującej, a trzeci do wsuwania i wysuwania tacki, na której umieszczamy krążek. Ramię z układem optycznym przesuwane jest po dwóch metalowych prowadnicach. Następnym bardzo ważnym elementem są układy elektroniczne, które mają za zadanie sterować silnikami, oraz elektroniczny mechanizm korekcji błędów i interfejs komunikacyjny. 
Aby poznać jak działa nasz napęd musimy zapoznać się z budową płytki CD. Ma ona 12 centymetrów średnicy (zdarzają się też płytki 8 cm, najczęściej nagrywana jest na nich muzyka) i 1-1,2 milimetra grubości. Wykonana jest z kilku warstw. Promień lasera przenika przez dolną poliwęglanową powłokę nośnika i dociera do warstwy, na której zapisane są dane. Odczyt odbywa się bez kontaktu z płytą za pomocą promienia lasera diodowego, który odbija się od dolnej, aluminiowej powłoki. Warstwa danych ma strukturę spiralnej ścieżki, w której wytłoczone są małe zagłębienia, tzw. pits. Gdy promień lasera trafi na obszar bez zagłębień, odbija się, a mały pryzmat kieruje go do fotodiody, w której zmieniany jest na prąd elektryczny. Jeżeli laser trafi w obszar z wgłębieniem, zostaje rozproszony i nie powraca do odbiornika sygnału. Impulsy prądowe tworzone w ten sposób przez fotodiodę tworzą zakodowany ciąg informacji, zostaje on przesłany do specjalnego układu elektronicznego. Kolejne zmiany obszarów zagłębionego(pits) oraz bez zagłębień(land) nie oznaczają jednak sekwencji pojedynczych bitów. Dane na płycie CD-ROM odczytywane są trochę inaczej. Fotokomórka przechwytująca odbity sygnał rozpoznaje przejście ze stanu jasnego do ciemnego. Nośnikiem informacji nie jest, więc sama wartość, lecz jej zmiana. Normalną sytuacją na płycie CD jest ciągła zmiana pomiędzy obszarami pit i land. Jedynie odstępstwo od tej reguły oznacza logiczną jedynkę. Regularne następowanie po sobie kolejnych wartości pit i land mechanizm odczytujący interpretuje natomiast jako ciąg zer. Logiczna jedynka stanowi, zatem zamierzoną nieprawidłowość w regularnym ciągu pit-land (Kto rozumie ręka do góry. A ty Jasiu znowu nie rozumiesz? Proszę opuścić klasę. No wszyscy rozumieją;) - HAPOL). 

Jak to jest z prędkością?
Aby zapewnić stałą prędkość odczytu danych przez napędy CD-ROM, płyta obraca się ze zmienną prędkością. W momencie, gdy dane odczytywane są z wewnętrznego obszaru nośnika, płyta obraca się znacznie szybciej niż podczas odczytu informacji za skrajnych sektorów. Technologia ta nosi nazwę stałej prędkości liniowej (CLV - Constant Linear Velocity). Rozwiązanie to ma szereg istotnych wad. Silnik napędu musi stale zwiększać i zmniejszać obroty w zależności od tego, która ścieżka odczytywana jest przez promień lasera (Przez co silnik się szybciej niszczy - HAPOL). Mechanizm taki wprowadza dodatkowe wibracje (To już wiem, czemu mój CD-ROM tak wibruje;) - HAPOL) i niepożądany czas oczekiwania na uaktywnienie głowicy odczytującej dane dopiero wtedy, kiedy szybkość obrotowa krążka jest optymalna. Z tych powodów szybko rozpowszechniła się technologia stałej prędkości kątowej - CAV (Constant Angular Velocity). W tym przypadku napęd pracuje z tą samą prędkością obrotową. Skutkiem tego jest większa prędkość odczytu danych z zewnętrznych obszarów płyty CD. Gdy prędkości obrotowe są duże, pojawia się jeszcze jeden problem. Jeżeli w napędzie umieścimy płytkę wykonaną niezbyt dokładnie (wystarczą niewielkie różnice grubości nośnika) (Jeżeli zakupimy u byle, jakiego pirata;) - HAPOL) , urządzenie może wpaść w silne wibracje, które w znacznym stopniu utrudniają pracę układu optycznego. W skrajnych przypadkach może to nawet doprowadzić do poważnego uszkodzenia napędu. Mechanizmy zapobiegające występowaniu takiego efektu są dość proste. Umieszczony w obudowie układ mechaniczny wyposażony został w dodatkowe elementy (np. gumowe złączki), tłumiące drgania. Producenci nowych napędów postarali się ponadto o mechanizm centrujący oś wirowania płyty (A później zwiększają ceny napędów tłumacząc się nową technologią, która nie jest tyle warta - HAPOL). 

Korekta błędów.
Każdy wie jak ważnym zagadnieniem jest korekcja błędów. Każdy, kto próbował odczytać dane z porysowanego, zabrudzonego lub zakurzonego krążka. Niestety, trudno uruchomić płyty od czytników nieuchronnie prowadzących do ich powolnego niszczenia. Wystarczy, bowiem, iż płyta wykorzystywana jest stosunkowo często-nawet sam proces umieszczania nośnika w napędzie może doprowadzić do drobnego uszkodzenia jego powierzchni. 
Wszystkie modele napędów CD podczas odczytywania porysowanych płyt zwalniają pracę. Zdarza się, że niektóre nie chcą wcale czytać takich płyt. Jeszcze do niedawna większość napędów nie czytała płyt "oryginalnych inaczej". Najlepszymi napędami na rynku radzącymi sobie z korekcją bardzo dobrze, według mnie są Toshiba SD-M1402 oraz napędy PHILIPS (choć tu zdarzają się defekty fabryczne :(). Jednymi z najpopularniejszych są teraz napędy firmy LG. Są dość dobre i tanie.
Jako, że jesteśmy przy temacie rodzajów CD-ROMów to pozwolę sobie zaznaczyć, że nie warto kupować czytników o zawrotnych prędkościach typu 50x. Powód?. Bardzo prosty. Producenci zwiększają prędkości obrotowe swoich urządzeń, ale bardzo słabo poprawiają korekcję błędów (jeżeli w ogóle ją poprawiają;). Przez to płyta lekko porysowana może nie chodzić w tych hiper szybkich napędach. Dodatkowym mankamentem jest hałas wydzielany przez te napędy, a płyty CD-R i CD-RW mogą pęknąć (nie wszystkich producentów, ale niektóre tak), u kolegi nawet pękła oryginalna płyta (na szczęście nie z grą i programem tylko z materiałami dozwolonymi od 18 lat;)). Więc zapytacie, jakie prędkości wybrać. Ja polecam nie szybsze niż 40x (choć te czasami też są za szybkie). Optymalną prędkością na dzień dzisiejszy jest chyba 32x. Ja sam mam 10x i oryginalna płyta okropnie porysowana (dzięki mojej młodszej siostrze) u kolegi, który ma 24x nie chodzi:). Trzeba się też liczyć z tym, że producenci zawyżają osiągi swoich napędów. Np. niektóre 50 są tak naprawdę 48 lub nawet 42. 

Jest jedno, ale dla napędów CD. Czy jest sens na dzień dzisiejszy kupować CD-ROM skoro zaraz i tak standardem będzie DVD? To już zależy od was. Jeżeli chcecie oglądać filmy w Extra jakości i mieć bardzo szybki dostęp do danych to kupcie lepiej DVD. Jeżeli macie trochę więcej kasy to też kupcie DVD (tylko 200-300 zł więcej). W przeciwnym wypadku sami zdecydujcie czy kasę przeznaczyć na więcej RAMu, szybszy procesor lub większy dysk, czy może DVD. Wybór należy do was.

Na koniec opiszę wam śmieszną/dziwną historię, która wydarzyła się na informatyce w naszej szkole. Otóż pewnego dnia informatyk coś zgrywał z płyty. W swoim serwerze miał napęd o prędkości 46x (lub 40x już nie pamiętam). W pewnym momencie nastąpił huk! Wszyscy się przestraszyli. Okazało się, że CD-ROM wyrzucił tackę (zaznaczam TACKĘ nie sam krążek CD) wraz z kompaktem z czytnika (dosłownie wyleciała z napędu). Tacka roztrzaskała się o ścianę wraz z krążkiem. Jeszcze jest słaby ślad na ścianie. A to jeszcze nie koniec. Jak informatyk poszedł do sklepu z reklamacją (był to nowy napęd) to w sklepie się w cale nie zdziwili. Jeszcze się zapytali "Znowu?"!!!! Okazało się, że były już takie wypadki wcześniej!!! Podałbym producenta tego napędu, ale niestety nie pamiętam (obecnie przewinęły się 4 napędy przez ten komputer).
Ja nie będę gorszy i też opowiem historię:). Pewnego czasu firma XX(nie chcę zadzierać z producentem), wypuściła na rynek swój dość ciekawy produkt: napędy CD 40x. Wszystko było by OK gdyby nie miały jednej małej wady. Napędy te miały wadliwy programator. Zdarzało się, że po rozpędzeniu płyty, wysuwała się tacka i można było obserwować niezidentyfikowane obiekty latające:). Niestety jeden taki seans zakończył się tragicznie dla 13 letniego chłopca. Lecąca płyta rozerwała się i pokaleczyła mu twarz. Dlatego apeluję do was by przed zakupem zastanowić się. Czasami warto dołożyć te parę złotych i być pewnym, że nic takiego się nie zdarzy. Przepraszamy, że tak ponuro kończymy (Jakoś trzeba;) - HAPOL). 

DreameR dreamer@poczta.pnet.pl
   &
HAPOL hapollo@poczta.fm 

Już niedługo otwieramy serwis Informatyk http://informatyk.kip.pl  Zapraszamy.