Компакт-диск
|
Тип нос?я
|
оптичний диск
|
---|
?мн?сть
|
650-700
МБ
|
---|
Зчитувальний механ?зм
|
лазер
, довжина хвил? 650 нм (червоний), 10.5 Мб?т/c (1×)
|
---|
Записуючий механ?зм
|
10.5 Мб?т/c (1×)
|
---|
М?жнародний стандарт
|
Червона Книга
|
---|
Розроблено
|
Sony
,
Philips
|
---|
Розм?ри
|
д?аметр 120 мм, товщина 1,2 мм
|
Компа?кт-ди?ск
(
англ.
compact disc
) (CD) ? переносний
оптичний диск
для збер?гання
?нформац??
(даних) у цифровому вигляд?, тобто формату збер?гання даних. Цей формат було спочатку розроблено для записування та в?дтворення лише
звукозапис?в
, але п?зн?ше, його було пристосовано для збер?гання даних: (CD-ROM). П?зн?ше, були додатково отриман? к?лька ?нших
формат?в диск?в
, у тому числ?: одноразового запису ауд?о та збереження даних (CD-R), перезаписуваний нос?й (CD-RW), в?део компакт-диск (VCD), супер-в?део компакт-диск (SVCD), Photo CD, Picture CD, Enhanced Music CD. Ауд?о CD та ауд?о програвач? компакт-диск?в, стали комерц?йно доступними, починаючи з
жовтня
1982 року.
Стандартн? компакт-диски мають
д?аметр
120 мм та можуть вм?стити близько 80
хвилин
нестисненого ауд?о або близько 700 Мбайт даних. Mini CD ма? р?зн? д?аметри в ?нтервал? в?д 60 до 80 мм; вони ?нод? використовуються для CD?
сингл?в
, запису до 24 хвилин
ауд?о
-
файл?в
, або використовуються для установки
драйвер?в
пристро?в.
П?д час впровадження ц???
технолог??
1982 року, компакт-диск мав б?льшу ?мн?сть, н?ж жорсткий диск
персонального комп'ютера
. До 2010 року, жорстк? диски вже перевершували можливост? компакт-диск?в у к?лька тисяч раз?в.
2004 року у всьому
св?т?
, продаж? ауд?о компакт-диск?в, CD-ROM ? CD-R склали близько 30 м?льярд?в штук. До 2007 року вже 200
м?льярд?в
компакт-диск?в було продано по всьому св?ту. Зараз
[
коли?
]
компакт-диски все част?ше зам?нюються ?ншими формами цифрового збер?гання та розпод?лу, через що, темпи продаж?в CD, наприклад у США, знизилися приблизно на 50 % в?д свого п?ку. Проте, вони залишаються одним з основних засоб?в розповсюдження для музично? ?ндустр??. У стосунку до
музики
, компакт-диск, принципово в?др?зня?ться в?д довгогрально?
грамофонно? плат?вки
. Виготовляються з
пол?акрилату
?з прозорим пластиковим покриттям.
Металевий
диск знаходиться п?д ним. З поверхн? диска з м?кроскоп?чних канавок зчиту?ться
лазерним променем
цифровий код, яким закодовано
звуки
та створю?ться ауд?о-сигнал, що практично не в?др?зня?ться в?д звучання ориг?налу.
Подальшим розвитком компакт-диск?в стали
DVD
?
Blu-ray Disc
.
Укра?на й оптичн? нос?? даних
[
ред.
|
ред. код
]
Перший прообраз сучасного компакт-диску було розроблено у середин?
60-х
рок?в
ХХ стол?ття
,
асп?рантом
Ки?вського ?нституту к?бернетики
Петровим В'ячеславом Васильовичем
на основ? скляно? п?дкладки.
[1]
[2]
Скло
це багатокомпонентний
сил?катний
матер?ал ?з
температурою плавлення
близько 600?700
°C
, ? досить х?м?чно активний. Тому на його поверхн? ре?струвальний матер?ал не може довго збер?гати дан? високо?
щ?льност?
.
В Укра?н?
[3]
виробництво компакт-диск?в почало розгортатися у середин? 90-х рок?в минулого
стол?ття
. Активну участь у цьому процес? взяли
компан??
, як? входили до складу АК ≪Росток≫. Орган?зац?я випуску нового виду продукц??, вимагала вибору таких технолог?чних р?шень, як?-б забезпечували як виготовлення компакт-диск?в високо?
якост?
та можливост? переходу до випуску нових вид?в компакт-диск?в, так ? виробництво
конкурентно-здатно?
, доступно? за ц?ною для мешканц?в Укра?ни,
продукц??
. Випуск в?тчизняних компакт-диск?в було розпочато з осво?ння технолог??
?нжекц?йного лиття
п?дкладок компакт-диск?в та пристосування ?? до наявних умов виготовлення вироб?в з
пол?мерних матер?ал?в
.
2014 року, вчен?
?нституту проблем ре?страц??
?нформац?? при
Нац?ональн?й академ?? наук Укра?ни
, у сп?впрац? з
?нститутом монокристал?в
НАНУ, розробили сапф?ров? оптичн? диски, ?нформац?я на яких може збер?гатися десятки тисяч рок?в.
Сапф?р
ма? ун?кальн? ф?зико-х?м?чн? властивост?: високу
температуру
плавлення (понад 2000 °C),
тверд?сть
, що поступа?ться лише твердост?
алмазу
,
витривал?сть
. В?н чудово п?дходить для оптичних в?кон, що використовуються в екстремальних умовах у
в?йськов?й
,
науков?й
та цив?льн?й сферах, де матер?ал працю? тривалий час, ? не зм?ню? сво?х властивостей. Завдяки таким властивостям ?нформац?я на його поверхн? може збер?гатися набагато довше, н?ж на будь-яких ?нших нос?ях.
[4]
П?дкладкою левово? частки ус?х сучасних нос??в ?нформац?? слугу?
пол?карбонат
. Цей матер?ал ?
пластмаса
, з температурою плавлення, що трохи перевищу? 200 °C, ? ма? терм?н збер?гання (оск?льки використовуються не дуже як?сн? ре?струвальн?
середовища
) ? в?д 1 до 15 рок?в. Тому у широкому вжитку сьогодн? нос?? ?нформац??, котр? не можуть похвалитися тривалим терм?ном збер?гання даних. Наприклад, звичайний CD / DVD диск теоретично придатний до використання лише 30 рок?в.
USB-флешки
здатн? збер?гати
дан?
до 5-10 рок?в.
Твердот?льний накопичувач
SSD ? до 40 рок?в. Звичайн?
тверд? диски
, теоретично, до 100 рок?в, але м?стять у соб? рухом?
механ?чн?
частини, як? можуть не витримати випробування ? набагато меншим часом.
Укра?нським
науковцям
вдалося створити оптику, яка компенсу?
поляризац?йн?
спотворення сапф?ру та да? можлив?сть, кр?зь сапф?рову п?дкладку, записувати ? зчитувати ?нформац?ю з максимально допустимою для
оптики
щ?льн?стю. Для реал?зац?? ц??? ?де?, не потр?бно було створювати нов?
технолог??
, тому вдалося за короткий терм?н випустити перший оптичний диск на сапф?р?. Його д?аметр 80 мм,
щ?льн?сть запису
в?дпов?да? стандартному диску CD-ROM ? на його поверхн? запису?ться 210 Мбайт даних. Плану?ться зд?йснити запис ? збер?гання ?нформац?? на дисках
д?аметром
не лише 80 мм, а й 120 мм (стандарт CD). Також ? можлив?сть виготовляти оптичн? диски д?аметром до 200?300 м?л?метр?в.
Не лише, науков? знання потребують над?йного довготривалого збер?гання. Дуже важлив? для
нац?онально? безпеки
техн?чна й
технолог?чна документац?я
, дан? про
рад?оактивн? в?дходи
,
еколог?чно
- небезпечн? об'?кти тощо. Ще один пласт для дбайливого збер?гання ?
культурна спадщина
. До реч?, збереження та в?дтворення скарб?в народно? творчост?, пам'яток писемно? й художньо? культури Укра?ни ? не менш ц?кавий напрямок д?яльност?
?нституту проблем ре?страц?? ?нформац??
. У с?чн? 2014 року у ст?нах НАНУ, де проходило зас?дання презид?? Академ?? наук, звучала фонограма виступу В?ктора Михайловича
Глушкова
на зас?данн? презид?? АН УРСР, записана на першому у св?т? сапф?ровому оптичному дисков?, розробленому ? виготовленому ?нститутом проблем ре?страц?? ?нформац?? та НТК
≪?нститут монокристал?в≫
. У цьому виступ? ген?альний
[
джерело?
]
к?бернетик
передбачав во?стину фантастичн? перспективи розвитку
оптичного запису
?нформац?? для комп'ютерно? техн?ки та ?нформац?йних технолог?й.
?сну? думка про те, що компакт-диск винайшли, зовс?м не
Philips
?
Sony
, а
американський
ф?зик Джеймс Рассел. Винах?дник компакт-диска, який працював у компан?? Optical Recording, не заробив на ньому н? цента. Вже
1971 року
в?н продемонстрував св?й винах?д для збер?гання даних. Робив в?н це з ≪особистою≫ метою, оск?льки бажав запоб?гти дряпанню сво?х в?н?лових плат?вок голками звукозн?мач?в. За в?с?м рок?в под?бний
пристр?й
було ≪незалежно≫ винайдено компан?ями Philips ? Sony.
Прототипи компакт-диск?в було розроблено компан?ями Philips ? Sony незалежно одна в?д одно?, наприк?нц? 1970-х рок?в. 1979 року, Sony ? Philips створили сп?льну робочу групу
?нженер?в
для розробки нового цифрового ауд?о диску. П?сля року
експеримент?в
? обговорення, стандарт Red Book CD-DA було оприлюднено 1980 року. Коли почався
комерц?йний випуск
1982 року, компакт-диски та ?х
програвач?
, були надзвичайно популярн?. Хоча ?х варт?сть, становила до $ 1000, понад 400 тисяч програвач?в компакт-диск?в було продано, наприклад, лише у
США
у пром?жок з 1983 по 1984 роки. Усп?х компакт-диск?в було зараховано на користь сп?впрац? м?ж Philips ? Sony, як? прийшли разом, щоб узгодити ? розробити сум?сн?
апаратн? забезпечення
.
Ун?ф?кована
конструкц?я компактного диска, дозволила споживачам придбати будь-який диск або пле?р в?д будь-яко? компан??.
1974 року Л. Оттенс, директор ауд?о п?дрозд?лу Philips, заснував невелику групу задля розробки аналога оптичного ауд?о диска з д?аметром 20 см, щоби як?сть звуку перевершувала
в?н?лову плат?вку
. Тим не менш, через незадов?льну роботу аналогового формату, два ?нженери Philips, радили цифровий формат, тож 1977 року у Philips створили
лаборатор?ю
з завданням створення цифрового ауд?о диска. Д?аметр прототипу компакт-диска Philips було встановлено на р?вн? 11,5 см.
Хе?таро Накадз?ма, який розробив ранн?й цифровий ауд?о-рекордер, у рамках нац?онально? орган?зац?? сусп?льного мовлення
Япон??
, 1970 року став
генеральним директором
ауд?о в?дд?лу
компан??
Sony. 1971 року, його команда розробила цифровий PCM
адаптер
ауд?о магн?тофона. У вересн? 1976 року, Sony показала прес? 30 см диск, який може з?грати 60 хвилин
цифрового звуку
(частота дискретизац?? 44100 Гц ? дозволом 16 б?т). У вересн? 1978 року, компан?я показала оптичний цифровий ауд?о диск з 150 хвилинами ?грового часу, з
частотою дискретизац??
44056 Гц.
1979 року, Sony ? Philips створили сп?льну робочу групу ?нженер?в, задля розробки нового цифрового ауд?о диска. П?д кер?вництвом ?нженер?в К??са Схаухамера ?мм?нка ? Тош?тада До?, в?дбувалися
досл?дження
з просування
лазера
для технолог?? оптичних диск?в. П?сля року досл?д?в та обговорення, ц?льова група п?дготувала
стандарт
Red Book CD-DA. Цей стандарт було оф?ц?йно прийнято
МЕК
як
м?жнародний стандарт
1987 року.
Philips вв?в терм?н компакт-диск, в?дпов?дно до ?ншо? ауд?о продукц??,
компакт-касети
, та зробив внесок у загальний
виробничий процес
, заснований на технолог?? в?део Laser Disc. Philips також, внесли св?й вклад у технолог?ю
модуляц??
(EFM), яка нада? певну ст?йк?сть до пошкоджень, таких як подряпини чи в?дбитки пальц?в, у той час як Sony, сприяв просуванню методу виправлення похибок, CIRC.
Конструктивн? особливост?
[
ред.
|
ред. код
]
Компакт-диск виготовля?ться з 1,2 мм,
пол?карбонатного
пластику та важить 15-20
грам
. Площа внутр?шньо? програми, пос?да? рад?ус в?д 25 до 58 мм.
Тонкий шар
алюм?н?ю
або, р?дше,
золото
наноситься на поверхню, що робить ?? в?дбивальною для
св?тлових промен?в
.
Метал
захищено пл?вкою
лаку
, зазвичай, з покриттям безпосередньо на в?дбивному шар?.
Етикетка
друку?ться на лаковому шар?, як правило, за допомогою трафаретного або
офсетного друку
.
Для збер?гання даних, компакт-диск ма? крих?тн? заглиблення (ямки), у вигляд?
сп?рал?
у шар? пол?карбонату. Кожна ямка ?, приблизно 100
нм
завглибшки та в?д 500 нм завширшки, ? досяга? в?д 850 нм до 3,5 мкм у
довжину
. В?дстань м?ж дор?жками, становить 1,6 мкм (прост?р).
Двигун
усередин? програвача компакт-диск?в, розкручу? диск до швидкост? сканування 1,2-1,4 метри на секунду (пост?йна л?н?йна швидк?сть) ? в?дпов?да? приблизно 500 обертам на хвилину для внутр?шньо? частини диска, а також приблизно 200 обертам на хвилину, для зовн?шнього краю. Диск, який в?дтворю?ться з початку до к?нця, поступово упов?льню? швидк?сть обертання п?д час в?дтворення.
Компакт-диск зчиту?ться за
фокусування
780 нм (у ближн?й
?нфрачервон?й област?
) нап?впров?дникового лазера, що розм?щу?ться усередин? програвача компакт-диск?в, кр?зь дно пол?карбонатного шару. Зм?на висоти м?ж ямками ? просторами, призводить до р?зниц? на шляху
св?тла
, котре в?дбива?ться. Шляхом вим?рювання зм?ни ?нтенсивност? за допомогою
фотод?ода
, дан? може бути знято з диска. Для того, щоби пристосуватися до сп?рально? структури даних,
нап?впров?дниковий лазер
пом?ща?ться на поворотний
кронштейн
у лоток для диск?в будь-якого програвача компакт-диск?в. Цей поворотний
кронштейн
дозволя? лазеру зчитувати ?нформац?ю в?д центру до краю диска, без потреби переривання.
Ямки та простори, сам? по соб?, безпосередньо, не являють нул? й одиниц? вих?дних даних. Зам?сть цього, для повернення до нуля, використову?ться перевернуте кодування: зм?на в?д ямки до простору ? навпаки, вказу? на одиницю, у той час як в?дсутн?сть зм?н вказу? на низку нул?в. Там повинно бути не менше двох ? не б?льше десяти нул?в м?ж кожною канавкою (ямкою), ? це визнача?ться довжиною заглиблення. Ц? дан?, у свою чергу, декодують задн?м ходом
модуляц??
в?д восьми до чотирнадцяти, яку використано у формат? (конструкц??) диска.
Компакт-диски схильн? до пошкоджень п?д час використання та в?д впливу
довк?лля
. Ямки знаходяться набагато ближче до боку диска з
етикеткою
, що може призвести до
дефект?в
та забруднень, як? можуть бути у
фокус?
лазерного променя п?д час в?дтворення. Отже, компакт-диски б?льш ?мов?рно пошкодити з боку етикетки. Подряпини на прозорому боц? можна усунути шляхом повторного заповнення
пластиком
з аналог?чним показником заломлення або шляхом ретельного
пол?рування
. Кра? компакт-диск?в ?нод? не повн?стю закрито, що дозволя? газам ? р?динам викликати короз?ю металу в?дбивного шару. У Бел?з? було виявлено грибок Geotrichum candidum, що спожива? пол?карбонатний пластик та алюм?н?й, з яких склада?ться компакт-диск.