آشنایی با ساختار و عملکرد لوح های فشرده

در حال حاضر ارزان ترین و مطلوب ترین ابزار انتقال غیر شبكه ای اطلاعات، لوح فشرده (CD) است. از زمان تولد این دیسك های شگفت آور زمان چندانی نمی گذرد اما با این حال امروزه بدون آنها دنیا برای برنامه نویسان كامپیوتری، طرفداران بازی های كامپیوتری، ناشران، گرافیست ها و بسیاری دیگر احتمالاً غیر قابل تحمل می بود! دیسك های نازنینی كه در ازای چند صد تومان، حاضرند میلیاردها بیت را منتقل كنند.
• در آغاز
CD_ROM كوته نوشت كلمات Only Memory Compact Disk Reas است و به معنای دیسك های فقط خواندنی. اولین نمود سی دی رام در بازار تجارت در سال ۱۹۸۵ بود.
تا پیش از آن بهترین ابزار حمل فیزیكی اطلاعات دیسك های لرزان یا همان فلاپی ۵/۳ اینچی بود. فلاپی دیسك های ۵/۳ اینچی ، دارای ظرفیت های ۷۲۰ كیلو بایت و ۴۴/۱ مگابایت بودند. (كه امروزه فقط گونه پرظرفیت آن باقی مانده).سی دی رام های اولیه۵۵۰ مگابایت ظرفیت داشتند. یعنی ۵/۱ برابر هارد دیسك های كامپیوتر های زمان خود! این بدان معناست كه یك دیسك نوری، می تواند یك دایره المعارف چند جلدی و یا یك واژه نامه با صدها هزار واژه را در خود جای دهد.
به عبارت دیگر، ظرفیت یك دیسك نوری ۲۵۰دست كم هزار صفحه كاغذ A۴ است .فن آوری سی دی رام بسیار زود مورد توجه قرار گرفت به طوری كه تعداد ژورنال هایی كه موضوع آنها سی دی رام بود، تا نیمه اول سال ۱۹۹۲ به شش عنوان و تعداد كتب منتشر شده در این موضوع به ۶۵ عنوان رسید.تعداد سی دی رام های منتشر شده در سال ،۱۹۸۶ چهل و هشت عنوان و در سال ۱۹۹۲ دو هزار و دویست و دوازده عنوان ۱۰ بود. (البته فقط دیسك های علمی و فنی)
كمپانی بوكر (Bowker ) در سال ۱۹۸۹ مشهورترین كتابشناسی ها و مجله شناسی های دنیا را بر روی دیسك نوری منتشركرد. دیكشنری آكسفورد، یكی از اولین كتاب های مرجعی بود كه بر روی سی دی رام منتشر شد. اندك مدتی بعد برخی بانك های اطلاعاتی نیز ، تعدادی از فایل های خود را بر روی دیسك منتشركردند.
• شگفت آور بود
نكات بسیار ساده ای كه امروزه ذكر آنها كم فایده و بدیهی می نماید، در زمان اختراع و رواج اولیه سی دی رام هیجان آور بودند. گذشته از حجم ذخیره سازی بالا و حجم فیزیكی كم، مثلا برای استفاده از آن جز یك كامپیوتر شخصی و برد مربوطه احتیاج به چیز دیگری نبود و استفاده از سی دی رام از طریق منوهای موجود در دیسك و به اصطلاح …Menu drive » صورت می گرفت.جستجوگر سی دی رام، تحت فشار مسئله ای به نام «سرعت» نبود. او می توانست با حوصله و بدون عجله، موضوع را بررسی كرده ، اشتباه ها را مرتفع ساخته و دوباره جستجو را انجام دهد .
• دنیای دایروی
CDهای معمولی كنونی، هر یك قادرند تا بیش از ۶۰۰ مگابایت را در خود ذخیره كنند و با توجه به اینكه شعاع هر CD چیزی در حدود ۱۲ سانتی متر است، در نتیجه باید روش فشرده سازی اطلاعات برای ذخیره بر روی CD بسیار پیشرفته باشد. یكی از دلایل دستیابی به چنین فناوری ای جنس CD است. CD از پلاستیك محتوی پلی كربنات ساخته شده و پلاستیك ماده ای بسیار منعطف است و به همین خاطر است كه در ضخامت اندك هر CD، یعنی ۲/۱ میلی متر، می توان شیارهای نامحدودی با قطرهای متفاوت ایجاد كرد. در كارخانه های سازنده نیز خراش های میكروسكوپی پیوسته ای بر روی هر CD حك می شود كه توانایی ذخیره و حمل داده ها را دارد. پس از آن لایه ای از آلومینیوم بر روی CDها كشیده می شود و پس از آن لایه ای از آكریلیك بر روی CD پلاستیكی پاشیده می شود تا از شیارها محافظت كند. معمولاً بر روی طرف دیگر CD كه استفاده ای از آن نمی شود برچسب، تبلیغات یا دستورالعمل كارخانه سازنده چاپ می شود.تمام داده ها بر روی یك شیار مارپیچی (یا حلزونی) كه از نزدیك مركز CD شروع شده و تا نزدیكی محیط آن ادامه دارد، حمل می شوند. این شیار به صورت دایروی نوشته و در نتیجه خوانده می شود. به همین دلیل CDها را می توان در ابعاد و اندازه های مختلف تولید كرد، اما فقط میزان مساحت دایروی آنها مفید محسوب می شود. مثلاً برای یك CD كه به شكل كارت ویزیت (مستطیلی) تولید شده است، فقط مركز دایروی آن به عنوان حجم مفید تلقی شده و در نتیجه چنین CDای نمی تواند بیش از ۲ مگابایت داده حمل كند.شیار اصلی CD در حدود نیم میكرون عرض دارد و با امتداد قبلی و بعدی خود در حدود ۶/۱ میكرون فاصله دارد. (هر میكرون تا یك میلیونیم متر است)وقتی شیار اصلی نیم میكرون باشد، تكلیف خراش ها روشن است! آنها حداكثر نیم میكرون عرض، ۸۳/۰ میكرون طول و ۱۲۵ نانو متر ارتفاع دارند. (هر نانو متر، یك میلیاردیم متر است) در نتیجه یك خراش می تواند با عرض فقط نیم میكرون، با حضور پیوسته بر روی شیار CD، ۵ كیلومتر طول داشته باشد و خواندن نواری كه نسبت بین طول و عرض آن چنین است، احتیاج به فناوری پیچیده ای خواهد داشت.CD وقتی در سی دی پلیر قرار می گیرد نور لیزری روی سی دی تابیده می شود. CD خوان یا درایو CD همان ابزاری است كه وظیفه دارد تا در عرض زمانی كوتاه، حجم حیرت آوری از اطلاعات را از روی CD بخواند. این ابزار از سه بخش كلی تشكیل شده است:
۱- موتور CDخوان كه وظیفه دارد در سرعتی مابین ۲۰۰ تا ۵۰۰ دور در دقیقه (بسته به تراكی كه خوانده می شود) دیسك فشرده ای را حول مركز خود بچرخاند.
۲- یك لنز كه با سیستم لیزری، بر روی شیار تنظیم و متمركز شده است.
۳ - مكانیسم ردگیری (tracking mechanism) این مكانیسم هدایت كننده مجموعه نور لیزری است كه مسیر حلزونی trackها را دنبال می كند. اینجا یك موضوع پیچیده وجود دارد چون شعاع دوایر مسیر trackها از مركز به خارج یكنواخت نیست سرعت گردش سی دی هنگام خواندن اطلاعات یكنواخت نیست. متناسب عمل كردن مكانیسم ردگیری با سرعت موتور درایو از پیچیدگی های خاص خود برخوردار است. زمانی كه نور لیزری به بخش های بیرونی تر (دورتر از مركز سی دی) تابیده می شود، وظیفه موتور درایو این است كه سرعت گردش سی دی را كندتر كند. به عبارت دیگر برای آنكه مكانیسم ردگیری با سرعت یكنواخت عمل كند لازم است كه سرعت چرخش سی دی متغیر باشد. خروجی این درایو اطلاعاتی است از جنس همان داده هایی كه درایوهایی مثل دیسك سخت یا فلاپی از خود خارج می كند.
• اینجا و اكنون
از اواسط دهه ۹۰ برخی مجلات با سی دی رام ویژه خود منتشر می كردند و اكنون این روال شتاب گرفته است. استفاده از این دیسك ها ، با توجه به بازیابی مطلب از طرق گوناگون موضوع، عنوان، كلیدواژه، IDBN , ISSN،سال انتشار و …. موثرتر و با صرفه تر از استفاده از بانك های اطلاعاتی است افزون بر آنكه بعضاً این سی دی ها با نرم افزارهای رایگان همراه هستند .در ایران تخمین زده می شود هر سال نزدیك به دو میلیون سی دی به فروش می رسد كه درصدی از آنها سی دی های با قابلیت نوشتن دوباره هستند. اكثر سی دی های بازار ایران چینی و بهای آنها بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ تومان است. پیش بینی تحلیل گران آن است كه تا چند سال آینده سی دی ها پیشتاز خواهند بود و سپس جای خود را به دی وی دی ها خواهند داد.