قرص مضغوط

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة
قرص مضغوط
قرص مضغوط تقليدي
نوع الوسائطالقرص البصري
الترميزمتنوع
سعة553–900 ميجابايت (12 سم)، 194 ميجابايت (8 سم)
 آلية القراءةصمام ثنائي ليزر 600-780 نانومتر، 150 كيلو بايت/ثانية (1×؛ 150 × 2 10 )، 10,800 كيلو بايت/ثانية (72×)
 آلية الكتابةقالب مضغوط
معيارISO/IEC 10149 [1]
الاستخدامتخزين البيانات
مطلق سراحه1985 ؛ منذ 39 سنة ( 1985 )
الأقراص الضوئية
عام
أنواع الوسائط البصرية
Standards
See also
  • v
  • t
  • e

قرص مضغوط للقراءة فقط ( / ˌsiːdiːˈrɒm / ، ذاكرة القراءة فقط للقرص المضغوط ) هو نوع من ذاكرة القراءة فقط تتكون من قرص مضغوط بصري مسبق الضغط يحتوي على بيانات يمكن لأجهزة الكمبيوتر قراءتها ، ولكن لا يمكن كتابتها أو مسحها. تحتوي بعض الأقراص المضغوطة، المسماة الأقراص المضغوطة المحسنة ، على بيانات الكمبيوتر والصوت مع إمكانية تشغيل الأخير على مشغل الأقراص المضغوطة ، بينما لا يمكن استخدام البيانات (مثل البرامج أو الفيديو الرقمي) إلا على الكمبيوتر (مثل أقراص الكمبيوتر المضغوطة بتنسيق ISO 9660 [2] ).

خلال تسعينيات القرن العشرين وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت أقراص CD-ROM تُستخدم على نطاق واسع لتوزيع البرامج والبيانات لأجهزة الكمبيوتر وأجهزة ألعاب الفيديو من الجيل الخامس . وبدأت أقراص DVD وكذلك التنزيل تحل محل أقراص CD-ROM في هذه الأدوار بدءًا من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، وأصبح استخدام أقراص CD-ROM للبرامج التجارية غير شائع الآن.

تاريخ

تم إجراء أقدم عمل نظري على تخزين الأقراص الضوئية بواسطة باحثين مستقلين في الولايات المتحدة بما في ذلك ديفيد بول جريج (1958) وجيمس راسل (1965-1975). على وجه الخصوص، تم استخدام براءات اختراع جريج كأساس لمواصفات LaserDisc التي تم تطويرها بشكل مشترك بين MCA و Philips بعد أن اشترت MCA براءات اختراع جريج، بالإضافة إلى الشركة التي أسسها، Gauss Electrophysics. [3] كان LaserDisc هو السلف المباشر للقرص المضغوط، وكان الاختلاف الأساسي هو أن LaserDisc قام بترميز المعلومات من خلال عملية تناظرية بينما استخدم القرص المضغوط الترميز الرقمي.

تم تنفيذ العمل الرئيسي لتحويل القرص الضوئي إلى صيغة رقمية بواسطة توشي دوي وكيز شوهامر إمينك خلال الفترة 1979-1980، واللذان عملا في فريق عمل لشركة سوني وفيليبس . [4] وكانت النتيجة هي القرص المضغوط الصوتي الرقمي (CD-DA)، الذي تم تعريفه في عام 1980. تم تصميم القرص المضغوط لاحقًا كامتداد للقرص المضغوط الرقمي، وتم تكييف هذا التنسيق لحمل أي شكل من أشكال البيانات الرقمية، بسعة تخزين أولية تبلغ 553 ميجا بايت . [5] أنشأت شركة سوني وفيليبس المعيار الفني الذي يحدد تنسيق القرص المضغوط في عام 1983، [6] فيما أصبح يسمى الكتاب الأصفر . تم الإعلان عن القرص المضغوط في عام 1984 [7] وقدمته شركة دينون وسوني في أول معرض كومديكس للكمبيوتر في اليابان عام 1985. [8] في نوفمبر 1985، اجتمع العديد من المشاركين في صناعة الكمبيوتر، بما في ذلك مايكروسوفت وفيليبس وسوني وأبل وديجيتال إكويبمنت كوربوريشن، لإنشاء مواصفات لتحديد تنسيق نظام الملفات للأقراص المضغوطة. [ 9] تم نشر المواصفات الناتجة، والتي تسمى تنسيق هاي سييرا، في مايو 1986. [9] تم توحيدها في النهاية، مع بعض التغييرات، كمعيار ISO 9660 في عام 1988. كان أحد أول المنتجات التي تم توفيرها للجمهور على القرص المضغوط هو موسوعة جرولييه الأكاديمية ، التي تم تقديمها في مؤتمر مايكروسوفت للأقراص المضغوطة في مارس 1986. [9]

بدأ استخدام أقراص CD-ROM في وحدات تحكم ألعاب الفيديو المنزلية بدءًا من PC Engine CD-ROM 2 (TurboGrafx-CD) في عام 1988، بينما أصبحت محركات الأقراص المضغوطة متاحة أيضًا لأجهزة الكمبيوتر المنزلية بحلول نهاية الثمانينيات. في عام 1990، عرضت شركة Data East لوحة نظام أركيد تدعم أقراص CD-ROM، على غرار ألعاب الفيديو LaserDisc في الثمانينيات ولكن ببيانات رقمية، مما يسمح بمرونة أكبر من ألعاب LaserDisc القديمة. [10] بحلول أوائل عام 1990، تم بيع حوالي 300000 محرك أقراص مضغوطة في اليابان، بينما تم إنتاج 125000 قرص مضغوط شهريًا في الولايات المتحدة. [11] تم تسمية بعض أجهزة الكمبيوتر التي تم تسويقها في التسعينيات بأجهزة كمبيوتر " الوسائط المتعددة " لأنها تضمنت محرك أقراص مضغوطة، مما سمح بتوصيل عدة مئات من الميجابايت من بيانات الفيديو والصورة والصوت. كان أول كمبيوتر محمول يحتوي على محرك أقراص مضغوطة مدمج كخيار هو CF-V21P من إنتاج شركة باناسونيك عام 1993 ؛ ومع ذلك، كان المحرك يدعم فقط الأقراص المضغوطة الصغيرة التي يصل قطرها إلى 3.5 بوصة. [12] : 111  وكان أول كمبيوتر محمول يدعم الأقراص القياسية التي يبلغ قطرها 4.7 بوصة هو ThinkPad 755CD من إنتاج شركة IBM عام 1994. [13]

في مشغلات الأقراص المضغوطة الصوتية المبكرة التي صدرت قبل ظهور القرص المضغوط، كانت البيانات الثنائية الخام للقرص المضغوط تُشغَّل على هيئة ضوضاء. ولمعالجة هذه المشكلة، تحتوي القناة الفرعية Q على علامة "بيانات" في مناطق القرص التي تحتوي على بيانات كمبيوتر بدلاً من الصوت القابل للتشغيل. تأمر علامة البيانات مشغلات الأقراص المضغوطة بكتم الصوت. [14] [15]

أقراص مضغوطة

وسائط

قرص مضغوط في درج محرك أقراص مضغوطة مفتوح جزئيًا.

تتشابه الأقراص المضغوطة في المظهر مع الأقراص المضغوطة الصوتية ، ويتم تخزين البيانات واسترجاعها بطريقة مشابهة جدًا (تختلف عن الأقراص المضغوطة الصوتية فقط في المعايير المستخدمة لتخزين البيانات). تصنع الأقراص من قرص بلاستيكي بسمك 1.2 مم ، مع طبقة رقيقة من الألومنيوم لتكوين سطح عاكس. الحجم الأكثر شيوعًا للأقراص المضغوطة هو 120 مم في القطر، على الرغم من وجود أقراص مضغوطة صغيرة قياسية أصغر بقطر 80 مم، بالإضافة إلى أقراص مضغوطة مُشكَّلة بأحجام وقوالب غير قياسية عديدة (على سبيل المثال، وسائط بحجم بطاقة العمل ).

يتم تخزين البيانات على القرص على هيئة سلسلة من التجاويف المجهرية تسمى "حفر"، مع المساحات غير المجوفة بينها تسمى "أراضي". يتم تسليط الليزر على السطح العاكس للقرص لقراءة نمط الحفر والأراضي. نظرًا لأن عمق الحفر يبلغ ربع إلى سدس الطول الموجي لضوء الليزر المستخدم لقراءة القرص، فإن طور الشعاع المنعكس يتحول بالنسبة للشعاع الوارد، مما يتسبب في تداخل مدمر ويقلل من شدة الشعاع المنعكس. يتم تحويل هذا إلى بيانات ثنائية.

معيار

تُستخدم عدة تنسيقات للبيانات المخزنة على الأقراص المضغوطة، والمعروفة باسم كتب قوس قزح . يحدد الكتاب الأصفر ، الذي تم إنشاؤه في عام 1983، [6] [16] مواصفات أقراص CD-ROM، والتي تم توحيدها في عام 1988 كمعيار ISO / IEC 10149 [1] وفي عام 1989 كمعيار ECMA -130 [17] . يعتمد معيار أقراص CD-ROM على معيار Red Book CD-DA الأصلي لأقراص CD الصوتية. تحدد معايير أخرى، مثل الكتاب الأبيض لأقراص الفيديو المضغوطة، التنسيقات بشكل أكبر بناءً على مواصفات أقراص CD-ROM. الكتاب الأصفر نفسه غير متاح مجانًا، ولكن يمكن تنزيل المعايير بالمحتوى المقابل مجانًا من ISO أو ECMA.

هناك العديد من المعايير التي تحدد كيفية هيكلة ملفات البيانات على قرص مضغوط. يحدد ISO 9660 نظام الملفات القياسي لقرص مضغوط. ISO 13490 هو تحسين على هذا المعيار الذي يضيف دعمًا للأقراص غير المتسلسلة للكتابة مرة واحدة وإعادة الكتابة مثل CD-R و CD-RW ، بالإضافة إلى جلسات متعددة . تم تصميم معيار ISO 13346 لمعالجة معظم أوجه القصور في ISO 9660، [18] وتطورت مجموعة فرعية منه إلى تنسيق UDF ، والذي تم اعتماده لأقراص DVD . تم إصدار مواصفات قرص مضغوط قابل للتمهيد، تسمى El Torito ، في يناير 1995، لجعل القرص المضغوط يحاكي القرص الصلب أو القرص المرن .

تصنيع

يتم إنتاج أقراص CD-ROM مسبقة الطباعة بكميات كبيرة من خلال عملية الختم حيث يتم إنشاء قرص رئيسي زجاجي واستخدامه لصنع "الختمات"، والتي تستخدم بدورها في تصنيع نسخ متعددة من القرص النهائي مع وجود الحفر بالفعل. يتم تصنيع الأقراص القابلة للتسجيل ( CD-R ) وإعادة الكتابة ( CD-RW ) بطريقة مختلفة، حيث يتم تسجيل البيانات عليها بواسطة ليزر يغير خصائص الصبغة أو مادة انتقال الطور في عملية يشار إليها غالبًا باسم " الحرق ".

تنسيق القرص المضغوط

تتبع البيانات المخزنة على أقراص CD-ROM تقنيات ترميز بيانات الأقراص المضغوطة القياسية الموضحة في مواصفات الكتاب الأحمر (والتي تم تعريفها في الأصل للأقراص المضغوطة الصوتية فقط). ويشمل ذلك ترميز ريد-سولومون المتداخل (CIRC)، والتعديل من ثمانية إلى أربعة عشر (EFM)، واستخدام الحفر والأراضي لترميز البتات في السطح المادي للقرص المضغوط.

تُشتق الهياكل المستخدمة لتجميع البيانات على قرص مضغوط أيضًا من الكتاب الأحمر . مثل الأقراص المضغوطة الصوتية (CD-DA)، يحتوي قطاع القرص المضغوط على 2352 بايت من بيانات المستخدم، تتكون من 98 إطارًا، يتكون كل منها من 33 بايتًا (24 بايتًا لبيانات المستخدم، و8 بايتات لتصحيح الأخطاء، وبايت واحد للرمز الفرعي). على عكس الأقراص المضغوطة الصوتية، تتوافق البيانات المخزنة في هذه القطاعات مع أي نوع من البيانات الرقمية، وليس عينات صوتية مشفرة وفقًا لمواصفات القرص المضغوط الصوتي. لتنظيم هذه البيانات ومعالجتها وحمايتها، يحدد معيار القرص المضغوط وضعين للقطاع، الوضع 1 والوضع 2، اللذين يصفان تخطيطين مختلفين للبيانات داخل القطاع. [ 2] يحتوي المسار (مجموعة القطاعات) داخل القرص المضغوط على قطاعات في نفس الوضع فقط، ولكن إذا كانت هناك مسارات متعددة موجودة في القرص المضغوط، فيمكن أن يكون لكل مسار قطاعاته في وضع مختلف عن بقية المسارات. يمكنهم أيضًا التعايش مع مسارات القرص المضغوط الصوتي، وهي حالة الأقراص المضغوطة ذات الوضع المختلط .

هيكل القطاع

يستخدم كل من القطاعين 1 و2 أول 16 بايتًا لمعلومات الرأس ، لكنهما يختلفان في البايتات المتبقية البالغ عددها 2336 بايتًا بسبب استخدام بايتات تصحيح الأخطاء . وعلى عكس القرص المضغوط الصوتي، لا يمكن للقرص المضغوط ROM الاعتماد على إخفاء الأخطاء عن طريق الاستيفاء ؛ حيث يلزم وجود موثوقية أعلى للبيانات المسترجعة. لتحقيق تصحيح واكتشاف أفضل للأخطاء، يضيف الوضع 1، المستخدم في الغالب للبيانات الرقمية، رمز فحص التكرار الدوري (CRC) المكون من 32 بتًا لاكتشاف الأخطاء، وطبقة ثالثة من تصحيح أخطاء ريد-سولومون [n 1] باستخدام رمز شبيه بمنتج ريد-سولومون (RSPC). وبالتالي، يحتوي الوضع 1 على 288 بايتًا لكل قطاع لاكتشاف الأخطاء وتصحيحها، مما يترك 2048 بايتًا لكل قطاع متاحًا للبيانات. لا يحتوي الوضع 2، وهو أكثر ملاءمة لبيانات الصور أو الفيديو (حيث قد تكون الموثوقية المثالية أقل أهمية قليلاً)، على بايتات إضافية لاكتشاف الأخطاء أو تصحيحها، وبالتالي يكون لديه 2336 بايتًا متاحًا للبيانات لكل قطاع. لا يزال كلا الوضعين، مثل الأقراص المضغوطة الصوتية، يستفيدان من الطبقات السفلية لتصحيح الأخطاء على مستوى الإطار. [19]

قبل تخزينها على قرص باستخدام التقنيات الموضحة أعلاه، يتم تشفير كل قطاع من قطاعات القرص المضغوط لمنع ظهور بعض الأنماط الإشكالية. [17] ثم تتبع هذه القطاعات المشفرة نفس عملية التشفير الموضحة في الكتاب الأحمر من أجل تخزينها أخيرًا على قرص مضغوط.

يوضح الجدول التالي مقارنة بين هيكل القطاعات في CD-DA وCD-ROM: [17]

شكل ← بنية قطاع 2,352 بايت →
قرص صوتي رقمي مضغوط: 2,352 (صوت رقمي)
وضع القرص المضغوط 1: 12 (نمط المزامنة) 3 (العنوان) 1 (الوضع، 0x01) 2,048 (بيانات) 4 (اكتشاف الخطأ) 8 (محجوز، صفر) 276 (تصحيح الخطأ)
وضع القرص المضغوط 2: 12 (نمط المزامنة) 3 (العنوان) 1 (الوضع، 0x02) 2,336 (بيانات)

معدل البايت الصافي لأقراص CD-ROM من النوع 1، بناءً على المقارنة بمعايير الصوت CD-DA، هو 44100 هرتز × 16 بت/عينة × 2 قناة × 2048 / 2352 / 8 = 150 كيلوبايت/ثانية (150 × 2 10 ). تُعرف هذه القيمة، 150 كيلوبايت/ثانية، بأنها "سرعة 1×". لذلك، بالنسبة لأقراص CD-ROM من النوع 1، يقرأ محرك أقراص CD-ROM 1× 150/2 = 75 قطاعًا متتاليًا في الثانية.

تبلغ مدة تشغيل قرص مضغوط قياسي 74 دقيقة، أو 4440 ثانية، متضمنة في 333000 كتلة أو قطاع . وبالتالي، فإن السعة الصافية لقرص مضغوط Mode-1 هي 650 ميجابايت (650 × 2 20 ). وبالنسبة لأقراص مضغوطة مدتها 80 دقيقة، تبلغ السعة 703 ميجابايت.

امتداد القرص المضغوط XA

يُعد CD-ROM XA امتدادًا لمعيار الكتاب الأصفر لأقراص CD-ROM الذي يجمع بين البيانات الصوتية والفيديو والبيانات الحاسوبية المضغوطة، مما يسمح بالوصول إلى كل ذلك في وقت واحد. [20] كان المقصود منه أن يكون بمثابة جسر بين CD-ROM و CD-i ( الكتاب الأخضر ) ونشرته شركة Sony و Philips ، وبدعم من Microsoft ، في عام 1991، [21] وتم الإعلان عنه لأول مرة في سبتمبر 1988. [22] "XA" تعني الهندسة المعمارية الممتدة.

يحدد قرص CD-ROM XA تخطيطين جديدين للقطاعات، يُطلق عليهما Mode 2 Form 1 وMode 2 Form 2 (وهما مختلفان عن Mode 2 الأصلي). يشبه XA Mode 2 Form 1 بنية Mode 1 الموضحة أعلاه، ويمكنه التداخل مع قطاعات Mode 2 Form 2 من XA؛ ويستخدم للبيانات. يحتوي XA Mode 2 Form 2 على 2324 بايت من بيانات المستخدم، وهو مشابه للوضع القياسي 2 ولكن مع إضافة بايتات اكتشاف الأخطاء (على الرغم من عدم تصحيح الأخطاء). ويمكنه التداخل مع قطاعات Mode 2 Form 1 من XA، ويُستخدم لبيانات الصوت/الفيديو. [ 19] تستخدم أقراص الفيديو المضغوطة وأقراص Super Video المضغوطة وأقراص الصور المضغوطة وأقراص الموسيقى المضغوطة المحسنة وأقراص CD-i أوضاع القطاعات هذه. [23]

يوضح الجدول التالي مقارنة بين بنية القطاعات في أوضاع CD-ROM XA:

شكل ← بنية قطاع 2,352 بايت →
قرص CD-ROM XA الوضع 2، النموذج 1: 12 (نمط المزامنة) 3 (العنوان) 1 (الوضع) 8 (عنوان فرعي) 2,048 (بيانات) 4 (اكتشاف الخطأ) 276 (تصحيح الخطأ)
قرص CD-ROM XA الوضع 2، النموذج 2: 12 (نمط المزامنة) 3 (العنوان) 1 (الوضع) 8 (عنوان فرعي) 2,324 (بيانات) 4 (اكتشاف الخطأ)

صور القرص

عند إنشاء صورة قرص من قرص مضغوط، يمكن القيام بذلك إما في وضع "خام" (استخراج 2352 بايت لكل قطاع، بغض النظر عن البنية الداخلية)، أو الحصول على البيانات المفيدة للقطاع فقط (2048/2336/2352/2324 بايت حسب وضع القرص المضغوط). يكون حجم ملف صورة القرص التي تم إنشاؤها في الوضع الخام دائمًا مضاعفًا لـ 2352 بايت (حجم الكتلة). [24] تتضمن تنسيقات صور القرص التي تخزن قطاعات القرص المضغوط الخام CCD/IMG و CUE/BIN و MDS/MDF . يعتمد حجم صورة القرص التي تم إنشاؤها من البيانات الموجودة في القطاعات على نوع القطاعات التي تستخدمها. على سبيل المثال، إذا تم إنشاء صورة وضع القرص المضغوط 1 عن طريق استخراج بيانات كل قطاع فقط، فسيكون حجمها مضاعفًا لـ 2048؛ وعادةً ما تكون هذه هي الحال بالنسبة لصور أقراص ISO .

على قرص CD-R مدته 74 دقيقة، من الممكن وضع صور قرص أكبر باستخدام الوضع الخام، حتى 333000 × 2352 = 783216000 بايت (~747 ميجابايت). هذا هو الحد الأقصى للصور الخام التي تم إنشاؤها على قرص CD Red Book مدته 74 دقيقة أو ≈650 ميجابايت . ترجع الزيادة بنسبة 14.8% إلى تجاهل بيانات تصحيح الأخطاء.

سعة

يمكن للقرص المضغوط (CD-ROM) تخزين مجمل كلمات وصور الموسوعة الورقية، بالإضافة إلى مقاطع الصوت والفيديو بسهولة.

يتم التعبير عن سعة أقراص CD-ROM عادةً باستخدام بادئات ثنائية ، مطروحًا منها المساحة المستخدمة لبيانات تصحيح الأخطاء. تعتمد سعة أقراص CD-ROM على مدى قرب مسار البيانات الخارجي من الحافة الخارجية للقرص. [25] يمكن لقرص CD-ROM القياسي مقاس 120 مم وسعة 700 ميجابايت أن يستوعب في الواقع حوالي 703 ميجابايت من البيانات مع تصحيح الأخطاء (أو 847 ميجابايت إجمالاً). وبالمقارنة، يمكن لقرص DVD-ROM أحادي الطبقة أن يستوعب 4.7 جيجابايت (4.7 × 10 9 بايت) من البيانات المحمية من الأخطاء، أي أكثر من 6 أقراص CD-ROM.

سعة أنواع الأقراص المضغوطة (الأقراص التي تبلغ مدتها 90 و99 دقيقة ليست قياسية)
يكتب القطاعات الحد الأقصى لحجم البيانات (الوضع 1) الحد الأقصى لحجم الصوت وقت
( ميجابايت ) تقريبًا (1 = 2 20 ) (ميغا بايت) ( دقيقة )
8 سم 94,500 193.536 184.570 222.264 21
553 ميجابايت 283,500 580.608 553.711 666.792 63
650 ميجابايت 333,000 681.984 650.391 783.216 74
700 ميجابايت 360,000 737.280 703.125 846.720 80
800 ميجابايت 405,000 829.440 791.016 952.560 90
900 ميجابايت 445,500 912.384 870.117 1,047.816 99
ملاحظة: قيم الميجابايت (MB) والدقيقة (min) دقيقة؛ وقيم (1 = 2 20 ) تقريبية.

محركات الأقراص المضغوطة

منظر لنظام الليزر المفكك لمحرك الأقراص المضغوطة
تتيح حركة الليزر إمكانية القراءة في أي موضع من القرص المضغوط.
نظام الليزر لمحرك الأقراص المضغوطة

تتم قراءة أقراص CD-ROM باستخدام محركات أقراص CD-ROM. يمكن توصيل محرك أقراص CD-ROM بالكمبيوتر عبر واجهة IDE ( ATA ) أو SCSI أو SATA أو FireWire أو USB أو واجهة خاصة، مثل واجهة Panasonic CD ومعايير LMSI/Philips وSony وMitsumi. يمكن لجميع محركات أقراص CD-ROM الحديثة تقريبًا تشغيل أقراص صوتية مضغوطة (وكذلك أقراص فيديو مضغوطة ومعايير بيانات أخرى) عند استخدامها مع البرنامج المناسب.

الليزر والبصريات

تستخدم محركات الأقراص المضغوطة صمام ثنائي ليزري قريب من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة 780 نانومتر . يتم توجيه شعاع الليزر إلى القرص عبر وحدة تتبع بصرية إلكترونية، والتي تكتشف بعد ذلك ما إذا كان الشعاع قد انعكس أو تشتت.

أسعار النقل

السرعة الأصلية

يتم تصنيف محركات الأقراص المضغوطة بعامل سرعة نسبي لأقراص الموسيقى المضغوطة. إذا تمت قراءة قرص مضغوط بنفس سرعة دوران قرص مضغوط صوتي ، فإن معدل نقل البيانات هو 150 كيلوبايت/ثانية، ويطلق عليه عادةً "1×" (بسرعة خطية ثابتة، اختصارًا "CLV" ). عند معدل البيانات هذا، يتحرك المسار أسفل بقعة الليزر بسرعة حوالي 1.2 متر/ثانية. للحفاظ على هذه السرعة الخطية مع تحرك الرأس البصري إلى مواضع مختلفة، يتم تغيير السرعة الزاوية من حوالي 500 دورة في الدقيقة عند الحافة الداخلية إلى 200 دورة في الدقيقة عند الحافة الخارجية. يختلف تصنيف السرعة 1× لأقراص CD-ROM (150 كيلوبايت/ثانية) عن تصنيف السرعة 1× لأقراص DVD (1.32 ميجابايت/ثانية).

التطورات في السرعة

عند زيادة السرعة التي يدور بها القرص، يمكن نقل البيانات بمعدلات أكبر. على سبيل المثال، يقوم محرك أقراص مضغوطة يمكنه القراءة بسرعة 8x بتدوير القرص بسرعة 1600 إلى 4000 دورة في الدقيقة، مما يعطي سرعة خطية تبلغ 9.6 متر/ثانية ومعدل نقل يبلغ 1200 كيلوبايت/ثانية. فوق سرعة 12x، تقرأ معظم محركات الأقراص بسرعة زاوية ثابتة (CAV، دورة في الدقيقة ثابتة) بحيث لا يتم تغيير المحرك من سرعة إلى أخرى حيث يبحث الرأس من مكان إلى آخر على القرص. في وضع CAV، يشير الرقم "×" إلى معدل النقل عند الحافة الخارجية للقرص، حيث يكون الحد الأقصى. كان يُعتقد أن 20x هي السرعة القصوى بسبب القيود الميكانيكية حتى قدمت شركة Samsung Electronics محرك الأقراص SCR-3230، وهو محرك أقراص مضغوطة 32x يستخدم نظام محمل كروي لموازنة القرص الدوار في المحرك لتقليل الاهتزاز والضوضاء. اعتبارًا من عام 2004، يبلغ أسرع معدل نقل متاح بشكل عام حوالي 52× أو 10400 دورة في الدقيقة و7.62 ميجابايت/ثانية. تقتصر سرعات الدوران الأعلى على قوة البلاستيك المصنوع من البولي كربونات. عند 52×، تبلغ السرعة الخطية للجزء الخارجي من القرص حوالي 65 مترًا/ثانية. ومع ذلك، لا يزال من الممكن الحصول على تحسينات باستخدام أجهزة التقاط الليزر المتعددة كما هو موضح بواسطة Kenwood TrueX 72× الذي يستخدم سبعة أشعة ليزر وسرعة دوران تبلغ حوالي 10×.

تم إصدار أول محرك 12 × في أواخر عام 1996. [26] فوق سرعة 12 ×، توجد مشاكل تتعلق بالاهتزاز والحرارة. توفر محركات CAV سرعات تصل إلى 30 × عند الحافة الخارجية للقرص بنفس سرعة الدوران مثل 12 × القياسية ( سرعة خطية ثابتة ، CLV)، أو 32 × مع زيادة طفيفة. ومع ذلك، نظرًا لطبيعة CAV (السرعة الخطية عند الحافة الداخلية لا تزال 12 × فقط، وتزداد بسلاسة بينهما) فإن الزيادة الفعلية في الإنتاجية أقل من 30/12؛ في الواقع، حوالي 20 × في المتوسط ​​لقرص ممتلئ تمامًا، وحتى أقل بالنسبة للقرص الممتلئ جزئيًا.

القيود الجسدية

إن المشاكل المتعلقة بالاهتزاز، بسبب القيود المفروضة على التماثل والقوة التي يمكن تحقيقها في الوسائط المنتجة بكميات كبيرة، تعني أن سرعات محرك الأقراص المضغوطة لم تزداد بشكل كبير منذ أواخر التسعينيات. وبعد أكثر من 10 سنوات، تتنوع المحركات المتاحة بشكل شائع بين 24 × (وحدات نحيفة ومحمولة، سرعة دوران 10 ×) و52 × (عادةً وحدات الأقراص المضغوطة والقراءة فقط، سرعة دوران 21 ×)، وكلها تستخدم CAV لتحقيق سرعاتها "القصوى" المزعومة، مع 32 × إلى 48 × الأكثر شيوعًا. ومع ذلك، يمكن أن تتسبب هذه السرعات في ضعف القراءة (حيث أصبح تصحيح خطأ المحرك متطورًا للغاية في الاستجابة) وحتى تحطيم الوسائط المصنوعة بشكل سيئ أو التالفة جسديًا، مع نمو الشقوق الصغيرة بسرعة إلى كسور كارثية عند الضغط عليها مركزيًا عند 10000-13000 دورة في الدقيقة (أي 40-52 × CAV). تنتج سرعات الدوران العالية أيضًا ضوضاء غير مرغوب فيها من اهتزاز القرص، والهواء المتدفق ومحرك المغزل نفسه. تسمح معظم محركات القرن الحادي والعشرين بأوضاع السرعة المنخفضة القسرية (باستخدام برامج المرافق الصغيرة) من أجل السلامة، أو القراءة الدقيقة أو الصمت، وستتراجع تلقائيًا إذا واجهت العديد من أخطاء القراءة المتسلسلة وإعادة المحاولة.

الحلول البديلة

تم تجربة طرق أخرى لتحسين سرعة القراءة مثل استخدام حزم ضوئية متعددة، وزيادة الإنتاجية حتى 72 × بسرعة دوران 10 ×، ولكن جنبًا إلى جنب مع تقنيات أخرى مثل الوسائط القابلة للتسجيل لمدة 90 ~ 99 دقيقة، ومسجلات GigaRec والأقراص المضغوطة ذات الكثافة المزدوجة ( معيار الكتاب الأرجواني )، تم إبطال فائدتها من خلال تقديم محركات أقراص DVD-ROM الاستهلاكية القادرة على سرعات CD-ROM مكافئة ثابتة 36 × (4 × DVD) أو أعلى. بالإضافة إلى ذلك، مع وجود قرص مضغوط سعة 700 ميجابايت قابل للقراءة بالكامل في أقل من 2.5 دقيقة بسرعة 52 × CAV، فإن الزيادات في معدل نقل البيانات الفعلي تؤثر بشكل متناقص على سرعة محرك الأقراص الفعالة الإجمالية عند أخذها في الاعتبار مع عوامل أخرى مثل التحميل / التفريغ، والتعرف على الوسائط، والدوران لأعلى / لأسفل وأوقات البحث العشوائي، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في العائدات على استثمار التطوير. ومنذ ذلك الحين، لوحظ تأثير مماثل للتقسيم الطبقي في تطوير أقراص DVD، حيث استقرت السرعة القصوى عند 16× CAV (مع حالات استثنائية بين 18× و22×) والسعة عند 4.3 و8.5 جيجابايت (طبقة واحدة وطبقة مزدوجة)، مع تلبية احتياجات السرعة والسعة الأعلى بدلاً من ذلك بواسطة محركات أقراص Blu-ray.

تصنيفات السرعة

غالبًا ما تُباع محركات الأقراص المضغوطة القابلة للتسجيل بثلاثة تصنيفات مختلفة للسرعة: سرعة واحدة لعمليات الكتابة مرة واحدة، وسرعة واحدة لعمليات إعادة الكتابة، وسرعة واحدة لعمليات القراءة فقط. وعادةً ما يتم سرد السرعات بهذا الترتيب؛ أي أن محرك الأقراص المضغوطة 12×/10×/32× يمكنه الكتابة على أقراص CD-R بسرعة 12× (1.76 ميجابايت/ثانية)، والكتابة على أقراص CD-RW بسرعة 10× (1.46 ميجابايت/ثانية)، والقراءة من الأقراص المضغوطة بسرعة 32× (4.69 ميجابايت/ثانية)، إذا كانت وحدة المعالجة المركزية وبرامج تشغيل الوسائط تسمح بسرعات عالية كهذه.

جدول السرعة

سرعات نقل البيانات الشائعة لمحركات الأقراص المضغوطة
سرعة النقل كيلو بايت/ثانية ميغابت/ثانية ميجا بايت/ثانية [n 2] RPM (الحافة الخارجية إلى الداخلية)
1× 150 1.2288 0.146 200–530 [27] [28]
2× 300 2.4576 0.293 400–1060
4× 600 4.9152 0.586 800–2120
8× 1200 9.8304 1.17 1600-4240
10× 1500 12.288 1.46 2000-5300
12× 1,800 14.7456 1.76 2400–6360
20× 1200-3000 حتى 24.576 حتى 2.93 4000 ( فارس )
24× 1,440–3,600 حتى 29.491 حتى 3.51 4,800 ( فارس )
32× 1,920–4,800 حتى 39.3216 حتى 4.69 6,400 ( فارس )
36× 2,160–5,400 حتى 44.2368 حتى 5.27 7,200 ( فارس )
40× 2400-6000 حتى 49.152 حتى 5.86 8000 ( فارس )
48× 2,880–7,200 حتى 58.9824 حتى 7.03 9,600 ( فارس )
52× 3,120–7,800 حتى 63.8976 حتى 7.62 10,400 ( فارس )
56× 3,360–8,400 حتى 68.8128 حتى 8.20 11200 ( فارس ) [29]
72× 6,750–10,800 حتى 88.4736 حتى 10.5 2700 (متعدد الحزم) [30] [31]

غالبًا ما يستخدم موزعو البرامج، وخاصة موزعو ألعاب الكمبيوتر، مخططات حماية النسخ المختلفة لمنع تشغيل البرامج من أي وسائط بخلاف أقراص CD-ROM الأصلية. يختلف هذا إلى حد ما عن حماية أقراص CD الصوتية في أنه يتم تنفيذه عادةً في كل من الوسائط والبرنامج نفسه. قد يحتوي قرص CD-ROM نفسه على قطاعات "ضعيفة" تجعل نسخ القرص أكثر صعوبة، وبيانات إضافية قد يكون من الصعب أو المستحيل نسخها إلى قرص CD-R أو صورة قرص، ولكن البرنامج يتحقق منها في كل مرة يتم تشغيلها للتأكد من وجود قرص أصلي وليس نسخة غير مصرح بها في محرك أقراص CD-ROM الخاص بالكمبيوتر. [ بحاجة لمصدر ]

تشجع صناعة الموسيقى مصنعي كاتبي الأقراص المضغوطة ( CD-R أو CD-RW ) على التأكد من أن كل محرك ينتجونه يحتوي على معرف فريد، والذي سيتم ترميزه بواسطة المحرك على كل قرص يسجله: RID أو رمز تعريف المسجل. [32] هذا نظير لرمز تعريف المصدر (SID)، وهو رمز مكون من ثمانية أحرف يبدأ بـ " IFPI " والذي يتم ختمه عادةً على الأقراص التي تنتجها مصانع تسجيل الأقراص المضغوطة.

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ لاحظ أن نظام تصحيح أخطاء CIRC المستخدم في تنسيق الصوت المضغوط يحتوي على طبقتين متداخلتين.
  2. ^ إلى ثلاثة أرقام مهمة .

مراجع

  1. ^ ab ISO (1995). "ISO/IEC 10149:1995 – تكنولوجيا المعلومات – تبادل البيانات على أقراص البيانات الضوئية للقراءة فقط مقاس 120 مم (CD-ROM)". مؤرشف من الأصل في 2019-01-15 . تم الاسترجاع في 2010-08-06 .
  2. ^ "معايير الكتاب الأصفر للأقراص المضغوطة". mediatechnics.com . مؤرشف من الأصل في 2019-05-21 . تم الاسترجاع في 2015-11-16 .
  3. ^ "القرص البصري الذي اخترعه ديفيد بول جريج في عام 1958". targettudy.com . تم الاسترجاع في 2020-07-06 .
  4. ^ "شانون، بيتهوفن، والقرص المضغوط". exp-math.uni-essen.de . مؤرشف من الأصل في 2015-03-18.
  5. ^ "تحديث أقراص الفيديو، المجلدات 1-3". 1982. ص 13.
  6. ^ ab "InfoWorld المجلد 16، العدد 23". InfoWorld . 6 يونيو 1994. ص 88. تم الاسترجاع في 25 مارس 2020 .
  7. ^ "1983 | الجدول الزمني لتاريخ الكمبيوتر | متحف تاريخ الكمبيوتر". computerhistory.org . تم الاسترجاع في 2020-07-06 .
  8. ^ أجهزة الكمبيوتر اليابانية (1985) (14:20)، سجلات الكمبيوتر
  9. ^ abc ماهر، جيمي (30 سبتمبر 2016). "ثورة بالتصوير البطيء".
  10. ^ "جديد! مزيد من الثورة". مجلة ريبلاي . المجلد 16، العدد 6. مارس 1991. ص 3.
  11. ^ "تقرير خاص: حقيقة من حقائق الحياة". مجلة ريبلاي . المجلد 15، العدد 5. فبراير 1990. ص 48-49.
  12. ^ أنتوني، روبرت س. (24 يناير 1995). "الأجهزة المحمولة الملونة: القدرة على الحركة". مجلة الكمبيوتر الشخصي . 14 (2). زيف ديفيس: 108-181 – عبر كتب جوجل.
  13. ^ Zimmerman, Michael R. (26 سبتمبر 1994). "سيتضمن جهاز ThinkPad الجديد قرصًا مضغوطًا مدمجًا". PC Week . 11 (38). Ziff-Davis: 6 – عبر Gale.
  14. ^ معيار ECMA-130 الإصدار الثاني – يونيو 1996 – تبادل البيانات على أقراص البيانات الضوئية مقاس 120 مم للقراءة فقط (CD-ROM) – 22.3 ضبط القناة q
  15. ^ IEC 60908-1999 تسجيل الصوت – نظام الصوت الرقمي للأقراص المضغوطة – قناة Q 17.5
  16. ^ "وقائع المؤتمر السنوي الخامس للمكتبات الفيدرالية الإيداعية". مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي. 15-18 أبريل 1996. ص. 11. تم الاسترجاع في 10 فبراير 2022 .
  17. ^ abc "تبادل البيانات على أقراص البيانات الضوئية للقراءة فقط مقاس 120 مم (CD-ROM)". ECMA. يونيو 1996. تم الاسترجاع في 2009-04-26 . {{cite journal}}: تتطلب المجلة الاستشهاد بها |journal=( مساعدة )
  18. ^ "إعلان الميلاد: ISO/IEC 13346 وISO/IEC 13490". Standards.com. 1996-02-09. مؤرشف من الأصل في 2018-09-14 . تم الاسترجاع في 2013-09-23 .
  19. ^ ab McFadden, Andy (2002-12-20). "ما هو XA؟ CDPLUS؟ CD-i؟ MODE1 مقابل MODE2؟ الكتاب الأحمر/الأصفر/الأزرق؟". الأسئلة الشائعة حول الأقراص المضغوطة القابلة للتسجيل . مؤرشف من الأصل في 2019-10-02 . تم الاسترجاع في 2008-05-04 .
  20. ^ ما هي أوضاع CD-ROM 1 و2 وXA؟ تم أرشفة 2013-01-26 على موقع Wayback Machine ، دعم تخزين Sony
  21. ^ "ما هو الكتاب الأصفر؟". Searchstorage.techtarget.com. مؤرشف من الأصل في 2018-10-17 . تم الاسترجاع 2013-09-23 .
  22. ^ "اللاعبون في الصناعة يتبنون مناهج متنوعة لتكنولوجيا الوسائط المتعددة". InfoWorld . 1989-01-16.
  23. ^ "Gateway Support - What is CD-ROM/XA؟". Support.gateway.com. مؤرشف من الأصل في 2003-01-24 . تم الاسترجاع في 2013-09-23 .
  24. ^ "الأسئلة الشائعة حول الوسائط البصرية" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2006-10-22 . تم الاسترجاع في 2007-01-06 .
  25. ^ Halfhill, Tom R. (أكتوبر 1996). "الأقراص المدمجة لعصر الجيجابايت" . تم الاسترجاع في 11 فبراير 2022 .
  26. ^ "Gadget". الجيل القادم . رقم 25. Imagine Media . يناير 1997. ص 30. ها هو Diamond يأتي بأول قرص مضغوط 12X.
  27. ^ "قرص مضغوط واحد". encyclopedia2.thefreedictionary.com .
  28. ^ مبادئ وتطبيقات تصميم بنية الحاسوب والتنظيم . تاتا ماكجرو هيل. 2004. ص 547. ISBN 978-0070532366.
  29. ^ "الأسئلة الشائعة حول الأقراص المضغوطة القابلة للتسجيل - القسم 5". cdrfaq.org .
  30. ^ "أقراص CD 72X من Kenwood لا تستطيع مواكبة أقراص CD-RW 24X". GCN . 7 أغسطس 2000. مؤرشف من الأصل في 4 ديسمبر 2021. تم الاسترجاع في 7 سبتمبر 2020 .
  31. ^ "Kenwood Technologies تصدر محرك الأقراص المضغوطة Kenwood 72x TrueX". www.infotoday.com .
  32. ^ شون، سيث (2007-06-20). "هاري بوتر والبصمات الرقمية". مؤسسة الحدود الإلكترونية. مؤرشف من الأصل في 2017-11-07 . تم الاسترجاع في 24 أكتوبر 2007 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CD-ROM&oldid=1255341098"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate