Компакт-диск

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
Компакт-диск
Оптичний нос?й ?нформац?? . Процес запису та зчитування ?нформац?? зд?йсню?ться за допомогою лазера
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.

Сапф?ровий компакт-диск

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.

?стор?я [ ред. | ред. код ]

Джеймс Рассел [ ред. | ред. код ]

?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.

Philips ? Sony [ ред. | ред. код ]

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.

Привод CD-ROM: 1. д?одний лазер, 2. фокусувальний об'?ктив, 3. д?льник променя, 4. Дзеркало (направля? пром?нь лазера вгору), 5 . фотодавач? (фотод?оди), 6. Шина передавання даних, 7. пластикова кришка, 8. Магн?т, 9. котушка (використову?ться для перем?щення фокусно? л?нзи).

Збереження [ ред. | ред. код ]

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.

Див. також [ ред. | ред. код ]

Прим?тки [ ред. | ред. код ]

  1. Чугу?нко М. В. Моя Укра?на. ?люстрована енциклопед?я для д?тей. ? Харк?в: Веста: Видавництво ≪Ранок≫ , 2006. ? 128 с. ?л.
  2. CD, прообраз которого разработали киевские ученые, пришел в Украину с опозданием почти на четверть века [ Арх?вовано 27 грудня 2013 у Wayback Machine .] dpravda.org (рос.)
  3. Становление и перспективы развития производства компакт-дисков в Украине . Арх?в ориг?налу за 7 Березня 2016.
  4. Всесв?т ? на сапф?р? . Зеркало недели | Дзеркало тижня | Mirror Weekly . Арх?в ориг?налу за 6 Березня 2016 . Процитовано 5 березня 2016 .

Посилання [ ред. | ред. код ]