Что такое компакт диск. Какой класс карты памяти лучше выбрать — обзор SD форматов

Для большинства людей microSD - это лишь форм-фактор, но на самом деле это не так. Вы без проблем сможете вставить любую microSD-карту в стандартный слот, но далеко не каждая из них будет работать, поскольку карты различаются по множеству признаков.

Формат

Всего существует три различных формата SD, доступных в двух форм-факторах (SD и microSD):

• SD (microSD ) - накопители объёмом до 2 ГБ, работают с любым оборудованием;
• SDHC (microSDHC ) - накопители от 2 до 32 ГБ, работают на устройствах с поддержкой SDHC и SDXC;
• SDXC (microSDXC ) - накопители от 32 ГБ до 2 ТБ (на данный момент максимум 512 ГБ), работают только на устройствах с поддержкой SDXC.

Как видите, обратной совместимости у них нет. Карты памяти нового формата на старом оборудовании работать не будут.

Объём

Заявленная производителем поддержка microSDXC не означает поддержку карт этого формата с любым объёмом и зависит от конкретного устройства. Например, HTC One M9 работает с microSDXC, но официально поддерживает только карты до 128 ГБ включительно.

С объёмом накопителей связан ещё один важный момент. Все карты microSDXC используют по умолчанию файловую систему exFAT. Windows поддерживает её уже более 10 лет, в OS X она появилась начиная с версии 10.6.5 (Snow Leopard), в Linux-дистрибутивах поддержка exFAT реализована, но «из коробки» работает далеко не везде.

Высокоскоростной интерфейс UHS

К логотипу карты с поддержкой UHS добавляется I или II в зависимости от версии

Карты форматов SDHC и SDXC могут поддерживать интерфейс Ultra High Speed, который при наличии аппаратной поддержки на устройстве обеспечивает более высокие скорости (UHS-I до 104 МБ/с и UHS-II до 312 МБ/с). UHS обратно совместим с более ранними интерфейсами и может работать с не поддерживающими его устройствами, но на стандартной скорости (до 25 МБ/с).

2. Скорость

Luca Lorenzelli/shutterstock.com

Классификация скорости записи и чтения microSD-карт так же сложна, как их форматы и совместимость. Спецификации позволяют описывать скорость карт четырьмя способами, и, поскольку производители используют их все, возникает большая путаница.

Скоростной класс

Маркировка класса скорости для обычных карт представляет собой цифру, вписанную в латинскую букву C

К классу скорости (Speed Class) привязана минимальная скорость записи на карту памяти в мегабайтах в секунду. Всего их четыре:

• Class 2 - от 2 МБ/с;
• Class 4 - от 4 МБ/с;
• Class 6 - от 6 МБ/с;
• Class 10 - от 10 МБ/с.

По аналогии с маркировкой обычных карт, класс скорости UHS-карт вписывается в латинскую букву U

У карт, работающих на высокоскоростной шине UHS, пока всего два класса скорости:

• Class 1 (U1) - от 10 МБ/с;
• Class 3 (U3) - от 30 МБ/с.

Поскольку в обозначении класса скорости используется минимальное значение записи, то теоретически карта второго класса вполне может быть быстрее карты четвёртого. Хотя, если это будет так, производитель, скорее всего, предпочтёт более явно указать этот факт.

Максимальная скорость

Класса скорости вполне достаточно для сравнения карт при выборе, но некоторые производители помимо него используют в описании максимальную скорость в МБ/с, причём чаще даже не скорость записи (которая всегда ниже), а скорость чтения.

Обычно это результаты синтетических тестов в идеальных условиях, которые недостижимы при обычном использовании. На практике скорость зависит от многих факторов, поэтому не стоит ориентироваться на эту характеристику.

Множитель скорости

Ещё один вариант классификации - это множитель скорости, подобный тому, который использовался для указания скорости чтения и записи оптических дисков. Всего их более десяти, от 6х до 633х.

Множитель 1х равен 150 КБ/с, то есть у простейших 6х-карт скорость равна 900 КБ/с. У самых быстрых карт множитель может быть 633х, что составляет 95 МБ/с.

3. Задачи

StepanPopov/shutterstock.com

Правильно выбирать карту с учётом конкретных задач. Самая больша́я и самая быстрая не всегда лучшая. При определённых сценариях использования объём и скорость могут оказаться избыточными.

При покупке карты для смартфона объём играет большую роль, чем скорость. Плюсы большого накопителя очевидны, а вот преимущества высокой скорости передачи на смартфоне практически не ощущаются, поскольку там редко записываются и считываются файлы большого объёма (если только у вас не смартфон с поддержкой 4K-видео).

Камеры, снимающие HD- и 4K-видео, - это совсем другое дело: здесь одинаково важны и скорость, и объём. Для 4K-видео производители камер рекомендуют использовать карты UHS U3, для HD - обычные Class 10 или хотя бы Class 6.

Для фото многие профессионалы предпочитают пользоваться несколькими картами меньшего объёма, чтобы минимизировать риск потери всех снимков в форс-мажорных обстоятельствах. Что до скорости, то всё зависит от формата фото. Если вы снимаете в RAW, есть смысл потратиться на microSDHC или microSDXC класса UHS U1 и U3 - в этом случае они раскроют себя в полной мере.

4. Подделки

jcjgphotography/shutterstock.com

Как бы банально это ни звучало, но купить подделку под видом оригинальных карт сейчас проще простого. Несколько лет назад SanDisk заявляла, что треть карт памяти SanDisk на рынке является контрафактной. Вряд ли ситуация сильно изменилась с того времени.

Чтобы избежать разочарования при покупке, достаточно руководствоваться здравым смыслом. Воздерживайтесь от покупки у продавцов, не заслуживающих доверия, и остерегайтесь предложений «оригинальных» карт, цена которых значительно ниже официальной.

Злоумышленники научились подделывать упаковку настолько хорошо, что порой её бывает очень сложно отличить от оригинальной. С полной уверенностью судить о подлинности той или иной карты можно лишь после проверки с помощью специальных утилит:

• H2testw - для Windows;

Если вы уже сталкивались с потерей важных данных из-за поломки карты памяти по той или иной причине, то, когда дело дойдёт до выбора, вы, скорее всего, предпочтёте более дорогую карту известного бренда, чем доступный «ноунейм».

Помимо большей надёжности и сохранности ваших данных, с брендовой картой вы получите высокую скорость работы и гарантию (в некоторых случаях даже пожизненную).

Теперь вы знаете об SD-картах всё, что необходимо. Как видите, есть много вопросов, на которые вам придётся ответить перед покупкой карты. Пожалуй, наилучшей идеей будет иметь различные карты для различных нужд. Так вы сможете использовать все преимущества оборудования и не подвергать свой бюджет лишним расходам.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ: Что нужно знать о записи CD-R и CD-RW дисков.

1. Что необходимо иметь для записи компакт дисков?

Вам необходим компьютер с установленным в нем устройством, которое называется CD-writer. Данное устройство подключается к компьютеру несколькими возможными путями. Большинство дисководов для записи дисков имеет интерфейс IDE и подсоединяются так же, как и обычные CD-ROM-ы или жесткие диски и имеют внутреннее исполнение. Однако существуют и другие исполнения, как внешние, так и внутренние - с интерфейсом SCSI, подключающиеся к параллельному порту или к шине USB.
Второй необходимой частью для записи дисков является программное обеспечение . Его выбор очень велик - от популярнейших коммерческих пакетов фирмы Adaptec (Easy CD Creator, Easy CD Deluxe, Easy CD Pro) до условно-бесплатных программ типа Nero или CDRWin.
И, наконец, Вам необходим пустой диск CD-R или CD-RW

2. Что можно записывать на диски CD-R или CD-RW?

Традиционно на диски можно записывать, как звук, так и данные. Данные сохраняются на компакт-дисках в том привычном виде, в каком они хранятся на жестком диске. Также нельзя не отметить, что имеется возможность создавать смешанные диски, совмещая звук с данными.

3. В чем отличие дисков CD-R и CD-RW?

CD-R означает CD-recordable, то есть "записываемый". Это значит, что записанная на такой диск информация не может быть оттуда удалена. Основным отличием дисков CD-RW (CD-rewritable) является то, что информация с них может быть удалена и записана вновь. Как следствие, более гибкие в применении диски CD-RW стоят несколько дороже обычных дисков с однократной записью.

4. Сколько информации можно записать на CD-R диск?

5. Почему стандартная длительность составляет 74 минуты?

По общему мнению, такая длительность была выбрана, потому что разработчики CD хотели иметь формат, в котором помещалась бы девятая симфония Бетховена, Они определяли, какой использовать диаметр, и длительность некоторых исполнений решила этот вопрос.

Записанные диски можно использовать на следующих устройствах:

Бытовой проигрыватель компакт-дисков Учитывая то, что бытовые проигрыватели компакт-дисков появились раньше, нежели устройства для записи дисков CD-R, то не имеется гарантии того, что все записанные музыкальные CD будут воспроизводиться в аудио-плэйерах. Однако для достижения лучшего результата рекомендуется использовать диски CD-R, так как по спецификации они куда ближе к традиционным музыкальным дискам, нежели чем CD-RW. Дисковод DVD-ROM или DVD-плэйер Подавляющее большинство DVD плэйеров и все дисководы DVD-ROM (за исключением первых образцов данных устройств) в состоянии считывать информацию с дисков CD-R и CD-RW. Дисководы CD-ROM

Все современные дисководы CD-ROM превосходно читают, как диски с однократной записью, так и диски CD-RW. Нюансы существуют лишь со старыми дисководами, которые в ряде случаев не читают диски CD-R, или читают эти диски, но не читают диски CD-RW. Если Ваш старый дисковод помечен, как обладающий функцией Multiread, то это означает, что с его помощью вы сможете справиться с этой задачей. Хорошим признаком того, что дисковод в состоянии работать с записываемыми дисками является скорость считывания данных этим дисководом. Если скорость составляет 24-х и выше, то как правило такой дисковод вполне годится для работы с CD-R и CD-RW дисками.

7. Почему отражающая сторона дисков имеет разные цвета?

Разные компании, производящие компакт-диски имеют патенты на различные химические схемы, использующиеся ими при производстве дисков. Некоторые компании сами производят диски, некоторые просто лицензируют им свои технологии. Как результат, отражающая сторона компакт-дисков получается разного цвета. Существуют CD-R следующих комбинаций состава: золотой/золотой, зеленый/золотой, серебряный/синий, и серебряный/серебряный, и их многочисленные оттенки. Видимый цвет определяется цветом отражающего слоя (золотой или серебристый) и цветом красителя (синий, темно-синий или бесцветный). Например, диски зеленый/золотой состоят из золотого отражающего слоя и синего красителя, поэтому со стороны этикетки диск золотого цвета, а со стороны записи - зеленого. Многие пришли к заключению, что "серебряные" диски изготовлены из серебра, и, на основании этого допущения, пытались размышлять о коэффициенте отражения и долговечности носителей. До тех пор, пока представитель производителя не выступит с заявлением о реальном составе диска, неразумно предполагать что-то конкретное. У некоторых CD есть дополнительное покрытие (например, у "Infoguard" от Kodak), которое делает CD более устойчивым к царапинам, но не влияет на способ хранения информации. О верхней (этикеточной) стороне диска стоит беспокоиться больше всего, поскольку именно тут "живут" данные, а ее легче всего повредить на CD-R. Обезопасить диск от царапин позволяет наклеивание на всю его площадь круглой наклейки для CD. Диски CD-RW имеют совершенно другую структуру. Сторона данных (в отличие от стороны этикетки) серебристо темно-серого цвета, который трудно описать. Также можно привести краткий список того, какие компании производят те или иные диски:

Фирма Taiyo Yuden изготовила первые "зеленые" CD. Сейчас они также изготавливаются TDK, Ricoh, Kodak, и, вероятно, некоторыми другими фирмами.

Фирма Mitsui Toatsu Chemicals (MTC) изготовила первые "золотые" CD. Сейчас они также изготавливаются Kodak и, возможно, другими.

Фирма Verbatim изготовила первые "серебряные/синие" CD.

Многие марки CD-R (например, Yamaha и Sony) являются OEM-версиями одного из основных производителей. По большому счету, трудно определить, кто что производит, поскольку построены новые предприятия, а продавцы могут менять поставщиков.

8. Что означают цифры скоростей (например, 6x4x32) в параметрах устройств для записи компакт-дисков?

Обычные аудио-проигрыватели проигрывают музыкальные компакт-диски за 74 минуты. Данная скорость принята за базу при измерении скоростей проигрывания и записи компакт-дисков и названа однократной скоростью (1-х). Однократная скорость соответствует передачи 150 Килобайт в секунду. Дисковод CD-ROM имеющий двух кратную скорость (2-х) передает данные со скоростью 300 Килобайт в секунду.

Три числа в параметрах CD-writer-ов означает скорости, с которой данное устройство может писать диски CD-R, диски CD-RW и соответственно читать эти диски.
Например, 6х4х32 означает то, что данное устройство записывает диски CD-R со скоростью 6-х (900 КБ/сек), записывает диски CD-RW со скоростью 4-х (600КБ/сек) и читает любые типы компакт-дисков со скоростью 32-х (4800 КБ/сек)

9. Какие существуют форматы при записи дисков CD-R?

Это наиболее сложный для ответа вопрос, учитывая, что за последние несколько лет появилось немало самых разнообразных форматов компакт-дисков, и это притом, что по-прежнему существуют исторически сложившиеся форматы, которые существуют давно и находят применение в специализированных приложениях. Ниже приводится обзор основных форматов:

Музыкальные диски (Audi o CD) или CD-DA или "Красная книга"

Для записи обычных музыкальных компакт-дисков Вам нужно, чтобы записанный диск соответствовал стандарту CD-DA. При записи используются, в качестве источника файлы стандартного типа WAV (или AIFF - Apple Audio Interchange File Format)

ISO9660 Data CD

Данный стандарт определяет вид, в котором обычные данные записываются на CD-R диски. Этот стандарт имеет много ограничений, а именно - максимальное число вложенных директорий не может превышать 8, имена файлов не могут иметь длину большую, нежели чем 8 символов и 3 символа отводится на расширение имени файла. Однако, данный стандарт совместим с большим количеством компьютеров и операционных систем.

Формат, предложенный фирмой Microsoft одновременно с появлением операционной системы Windows"95. Длина имени файла ограничена в этом стандарте 64 символами, и данный формат поддерживается теперь, как в среде Windows, так и в MacOS и Linux. Joliet основывается на стандарте ISO9660 и диски, записанные в этом формате могут быть прочитаны практически на любом компьютере. Однако имена файлов будут обрезаться до схемы 8+3.

Данный формат строго относится к компьютерам Macintosh. HFS CD могут быть прочитаны только на компьютерах этого типа.

UDF или Pocket Writing

UDF (Universal Disk Format) радикальное расширение стандарта ISO9660, в чем-то напоминающее Joliet. Программа Adaptec DirectCD (поставляющаяся в составе пакета Easy CD Creator Deluxe, или продающаяся отдельно для платформы Mac) и, например, программа CeQuadrat PacketCD позволяют записывать диски в этом формате. UDF отличается от других форматов тем, что вы можете работать с компакт-диском, как с большой дискетой, копируя файлы на него с помощью стандартных средств Windows или MacOS. Однако этот формат плохо подходит для передачи дисков другим людям, ибо чтобы прочитать диски этого формата им понадобится установить специальное программное обеспечения для чтения таких дисков.

ISO 9660 Rock Ridge

Расширение стандарта ISO9660, используемое исключительно в операционных средах Linux и UNIX.

ISO Level 2

Несколько модернизированный формат ISO9660, упрощенный в плане ограничений. Например, длина имени файла в нем ограничена 31 символом. Однако низкий уровень совместимости данного стандарта не позволяет применять его так широко, как, например, применяется формат Joliet.

VideoCD или VCD или "Белая Книга"

Формат VideoCD был разработан в середине 90-х годов и был ориентирован на использование в таком устройстве, как проигрыватель Philips CD-I. Диски VideoCD содержит видеоизображение и звук, сжатый по стандарту MPEG1. Несмотря на то, что Philips CD-I плэйер давно не производится, данные диски могут быть использованы на подавляющем большинстве DVD плэйеров, если они поддерживают чтение дисков CD-R или CD-RW.

8. Какой формат мне необходимо использовать, если я хочу ….

…. обмениваться данными с друзьями, которые используют сходную с моей операционную систему?

Тут все просто. Пользователи операционной системы Windows должны использовать формат Joliet, пользователи Mac - формат HFS.

…. обмениваться данными с людьми, которые используют различные операционные среды и платформы?

Для максимальной совместимости рекомендуется использовать формат ISO9660. Однако, если вам необходимо сохранить длинные имена файлов на диске, то вы должны попробовать использовать формат Juliet. Современные Mac-и и большинство операционных систем сейчас имеют возможность считывать диски, записанные в таком формате.

…. слушать музыку на обычном аудио проигрывателе?

Тогда вы должны записать диск в формате CD-DA, что обеспечит наибольший уровень совместимости с аудио-проигрывателем.

10. Как записывать диски со смешанным содержимым?

Существует две возможности записывать такие диски:

Mode I - при использовании данного формата данные записываются в начале диска (в любом известном формате), затем следуют записанные звуковые трэки. Если вам надо совмещать звук и данные, то использование этого режима обеспечит необходимый уровень совместимости с различными устройствами и операционными средами.
СD-XA (Mode II) - данный режим отличается от предыдущего тем, что данные и звук могут быть записаны в произвольном порядке. Однако эта гибкость отрицательно сказывается на совместимости, записанных дисков.

11. Что такое мультисессионный CD?

Данная технология позволяет вам добавлять данные или звук на диск, на котором уже что-то записано до тех пор пока не будет произведена процедура "закрытия" диска. Это было очень актуально в начале 90-х годов, когда стоимость пустого диска CD-R доходила до $12, дисков CD-RW не существовало, а жесткие диски имели маленький объем.

Диски, записанные по такой технологии, имеют некоторые проблемы с совместимостью, и оттого не рекомендуется использовать ее без веских причин. Формат UDF делает эту технологию ненужной; c помощью Direct CD и подобного программного обеспечения вы можете записывать данные, не беспокоясь о совместимости. Если же вам нужно передать диск другим людям, то просто запищите его за раз в формате Joliet

12. Что такое "закрытие" диска?

"Закрытие" диска означает, что после выполнения этой процедуры что-либо на данный диск CD-R будет невозможно. Если вы никогда не пользуетесь возможностью "multisession", то вам не имеет смысл задумываться об этом, ибо диск будет закрываться автоматически после окончания записи информации на диск. Многие старые дисководы CD-ROM и аудио-плэйеры имеют проблемы с чтением незакрытых дисков, так что для большей совместимости имеет смысл "закрывать" диск.

Если вы хотите записать что-либо на "закрытый" диск CD-RW просто выполните функцию "очистить" и вы сможете записывать данные на этот диск снова. Если же вы используете формат UDF, то в нем нет понятия "закрытия" диска в традиционном смысле этого слова - просто копируйте и удаляйте файлы с такого диска, как с простой дискеты.

В середине 90-х годов в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма (120 мм), а на этом месте стали устанавливать дисководы CD-ROMтакого же размера. АббревиатураCD - ROM (Compact Disc Read - Only Memory ) переводится на русский язык как: Посто­янное запоминающее устройство на основе компакт-диска.

Стандартный компакт-диск может хранить от 650 до 800 Мбайт данных. Используются также диски диаметром 80 миллиметров, то есть трехдюймовые, объемом около 180-210 Мб. Их преимущество – меньшие размеры (но не стоимость). Иногда встречаются диски, называемые business card CD - компакт-диск, похожий на визитную карточку, как по внешнему виду, так и по размеру. Фактически это обрезанные с двух сторон трехдюймовые диски. На такой диск записывается от 10 до 70 Мб, в зависимости от степени обрезания краев диска.

Компакт-диск – это самый экономичный вид памяти. Объем памяти компакт-диска в сотни раз превышает память гибкой дискеты, а стоимость больше чем у дискеты всего лишь в несколько раз. Популярность этого вида памяти выросла с появлением дисков однократной (CD - R ) и многократной (CD - RW ) записи. Однако полностью вытеснить другие внешние носители оптическая память не смогла из-за сложностей, возникающих в процессе записи, а именно:

на компакт-диске нельзя отредактировать или удалить отдельный файл, можно только очистить весь диск;

добавлять информацию можно только на так называемые мультисессионные диски;

компакт-диски специальных форматов (например, Audio) способны к чтению/записи только файлов определенного типа – выбрав неудачный формат при первом форматировании, и записав не те данные, вы уже не сможете ничего ни прочитать, ни записать – фактически испортите диск.

Строение компакт-дисков.

В компакт-диске двоичный код считывается с помощью лазерного луча, отражающегося от поверх­ности диска. Код записывается на спиральной дорожке, идущей от центра диска к его периферии.

Информация на компакт-диск может быть записана тремя путями (см. рисунок 6).

Методом штамповки микроскопических углублений на верхнюю часть нижнего защитного слоя. Углубления, называемые также питами образуют информационный узор. Это CD -диски , в них фабричная запись никаким изменениям не поддается, но качество записи – самое высокое.

Диски однократной записи или CD - R . Здесь между основой и отражающим слоем расположен регистрирующий слой из специального органического вещества, который необратимо темнеет при нагревании лазерным лучом.

Диски многократной записи или CD - RW . Здесь в регистрирующем слое находятся неорганические кристаллы, они в одном режиме освещения лазером темнеют, а в другом темные места опять превращаются в светлые. Таким образом, можно создать запись, а потом стереть ее и многократно повторить этот процесс. Но качество записи на CD-RW ниже, чем на CD-R.

Рис. 6. Участки поперечного разреза компакт-дисков: а – верхний слой из пластмассы или лакового покрытия; б – светоотражающий слой из алюминия или золота; в – информационный узор компакт-диска; г – регистрирующий слой записывающих дисков; д – нижний пластмассовый слой

Во всех вариантах при считывании лазерный луч в углублениях или в непрозрачных местах изменяет свою интенсивность, что фиксируется фотоэлементом и преобразуется в цифровой код.

Наиболее уязвима не нижняя, а верхняя часть компакт-диска. Слой лака и металлической фольги может повредиться, если на нем с нажимом написать что-то ручкой или карандашом. Диск становится неработоспособным. Следует писать только фломастером или маркером. А нижний слой нужно очищать от грязи и не царапать.

Многие дисководы имеют на передней панели небольшое отверстие для аварийного извлечения диска. Разогнув канцелярскую скрепку и вставив ее конец в отверстие, вы приоткроете дисковод, после чего сможете вручную достать диск.

Запись информации на CD-R и CD-RW.

Для записи дисков требуется специальный записывающий (Re-Writable) дисковод, способный как читать, так и записывать диски.

Память компакт-диска может быть разбита на несколько самостоятельных участков (сессий),тогда диск называетсямультисессионным . В связи с таким разбиением, возможно несколько вариантов:

на мультисессионные CD-R и CD-RW можно добавлять новые записи;

новые файлы на CD-RW с одной сессией можно записать только после полной очистки диска.

диск CD-R с одной сессией для записи закрыт;

При записи файлов на компакт-диски сектор данных (то есть наименьшая единица хранения) равен двум килобайтам. Но на запись первой сессии дополнительно требует 22 мегабайта, а на запись каждой последующей сессии ­– 13 мегабайт. То есть, после каждой записи емкость диска немного уменьшается. Но по сравнению со всем объемом диска (650-800 Мб) это не так много.

Старые дисководы могут неправильно работать с мультисессионными дисками. На них может быть видна только первая сессия, или не видна последняя. И наоборот, многие старые диски могут не читаться на новых дисководах, такое тоже случается.

При записи компакт-диска лазер включается на повышенную мощность. Лазер перемещается вдоль дорожки, записывая нужную информацию. Прервать этот процесс невозможно. Если компьютер не успеет передать очередную порцию информации для записи, процесс будет прерван и используемая заготовка испорчена. Для защиты прерывания потока информации в современных устройствах имеется буфер размером в несколько мегабайт.

В современных моделях CD-ROMможет использоваться специальная технология, которая позволяет временно прервать запись и возобновить ее после поступления очередной порции данных. Но все же надежнее процесс записи диска не прерывать.

Форматы записи на компакт-диски.

К распространенным форматам относятся следующие.

Data CD – компакт-диск, содержащий различные файлы, без каких-либо ограничений. Это обычное средство хранения данных для компьютера.

Audio CD – музыкальный компакт-диск, который можно прослушать не только на компьютере, но на CD-плеере. В этом формате на компакт-диски записываются wma-файлы, используемые для высококачественной записи звука.

Mp3-диски. На них записывается музыка в сжатом, архивированном звуковом формате mp3. Звук, записанный в этом формате, обладает худшим качеством, чем в wma, но зато занимает намного меньше места. На один mp3 диск можно записать содержимое нескольких Audio CD дисков.

Каждый вид музыкальных дисков находит своего потребителя. Для прослушивания на высококачественном музыкальном центре, конечно, требуются Audio CD. А для карманного плеера разница в качестве все равно не ощущается, дешевле и удобнее использовать диски mp3.

Mixed-mode CD (компакт-диски смешанного типа). На компакт-диск записываются данные и музыка, причем музыка может быть воспроизведена на обычном музыкальном проигрывателе компакт-дисков, а данные вместе с музыкой можно прочитать на компьютере. Такая запись часто используются в мультимедийных играх.

Video CD, записанный на этот диск видеофильм может быть просмотрен на компьютере и на цифровом видеомагнитофоне.

Kodak CD-PROM – формат разработан компанией Kodak для хранения высококачественной графики: фотографий, рисунков и пр. Эти диски обладают оригинальной гибридной технологией: на одних участках заштампован неизменный программный код, на другие можно записывать графику. Проявив фотопленки, служба Kodak может передать клиенту компакт-диск с фотографиями, снабженный сервисным программным обеспечением.

Кроме KodakCD-PROM, существуют и другие фирменные компакт-диски.

Специальные форматы CD(все кромеData-CD) настроены на запись и воспроизведение файлов определенного формата. Диск, созданный как специальный, воспринимает записанные на нем данные как музыку, или фильм, или изображение. Если на такой диск записать, скажем, текстовый файл, тоCD-ROMзаписанный двоичный код как текст не воспримет, а будет пытаться его воспроизвести как музыку или видео. Не найдя нужной для воспроизведения информации, компьютер зависает.

Скорость чтения/записи данных.

Это основной параметр, характеризующий как компакт-диск, так и дисковод. Скорость измеряется в кратных долях. За единицу измерения (1х) принята скорость чтения в первых серийных образцах (созданных в 70-х годах ХХ века), составлявшая 150 Кбайт/сек.

При тогдашним стандартном объеме памяти в 650 Мбайт это обеспечивало прослушивание диска за 74 минуты. Первые диски были чисто музыкальными, и такое время позволяло целиком записать на диск симфоническое произведение классической музыки.

В настоящее время наибольшее распрост­ранение имеют устройства чтения CD-ROMс производительностью 32х-48х. Максимальная применяемая скорость составляет 56х. Легко определить время чтения/записи данных для разных скоростей:

для 8х оно составит 9 минут 15 секунд;

для 32х – примерно 2 минуты 20 секунд;

для 52х – около 1 минуты 25 секунд.

Современные CD-ROMобладают средствами, позволяющими еще больше уменьшить это время, вплоть до 30 секунд. Но все равновремя чтения дисков на CD - ROM в миллионы раз больше времени доступа к данным на жестком диске, не говоря уже об оперативной памяти.

Некачественные компакт-диски могут портить механизм привода CD-ROM. Несбалансированный, бракованный диск в дисководе будет гудеть, при более высокой скорости дисковод может начать вибрировать. Некачественный диск внутриCD-ROMможет даже «взорваться» – разорваться на части. ПриводыCD-ROMустойчивы к такому разрыву, но придется дисковод разбирать и удалять остатки диска. На дискахCDскорость чтения не указывается,CD-ROMсам ее определяет.

На дисках CD-Rобычно указывают максимальную скорость чтения и набор скоростей, при которых можно осуществлять запись. Для дисков CD-RW указываются три различных скорости. Первой принято указывать максимальную скорость первичной записи компакт-дисков, затем идет скорость перезаписи, и последней указывается скорость чтения. Таким образом, дискCD-RWс обозначением 24/10/40 может записывать диски на скорости до 24x150=3600 Кбайт/сек, перезаписывать на скорости до 10x150=1500 Кбайт/сек, а читать компакт-диски со скоростью 40x150=6000 Кбайт/сек.

Если на заготовках написано, что они поддерживают скорости выше 10х, то очень вероятно, на второй или на четвертой скорости они не будут надежно работать. Если же у вас заготовка поддерживает скорости до 8х, то на десятой скорости вы записывать не сможете, даже при наличии соответствующего устройства. Все же для гарантии качества записи лучше высокой скоростью не увлекаться, ограничиться минимальной, лучше всего 4-8х.

Скорость чтения и записи зависит не только от заготовок, но и от используемого устройства CD-ROM. Устаревшие читающие дисководы могут не поддерживать современные форматы, особенно на дискахCD-RиCD-RW, они для современных дисков непригодны и их лучше заменить. Низкоскоростной записывающий дисковод может оказаться непригодным для дисков с высокой скоростью записи.

DVD- диски (Digital Versatile Disk).

Versatile– значит многосторонний, универсальный. А первоначальноDVDзначило: цифровой видео диск, поскольку он создавался как замена видеокассетам.DVD-технология является дальнейшим развитиемCD-технологии, поэтому у дисковDVDиCDмного общего. Далее в основном будут описаны отличия.

Таблица 2. Виды DVD.

Физическая основа DVD-дисков та же, что и уCD, только питы мельче и меньше длина волны света лазерного луча, используемого для чтения и записи. Длина волны светового потока лазера уCD-дисководов составляет 0,76 мкм, уDVD-дисководов – 0,65-0,635 мкм, это снижение дало возможность уменьшить площадь пита в несколько раз. За счет более тонкой структуры емкость дисковDVDдостигает гигабайтных величин.

DVD может иметь одну или две рабочие стороны, и один или два рабочих слоя на каждой стороне. В двухслойных дисках лазерный луч сначала считывает информацию на нижнем, более глубоком слое, а затем перефокусируется на верхний, полупрозрачный слой.

В зависимости от числа слоев и сторон имеется несколько вариантов (табл 1). Цифра в названии получается путем округления емкости диска до целого числа в большую сторону. Вместимость можно определить на глаз: определить количество рабочих сторон и обратить внимание на их цвет: двухслойные стороны обычно имеют золотистый цвет, а однослойные – серебряный. Разумеется, наиболее распространен односторонний однослойный DVD.

На DVDможно записать примерно те же данные, что и наCD:

DVD-Video – записывают видео на одну дорожку, звук – на другую;

DVD-Audio – содержит неархивированные аудиоданные высокого качества;

DVD-Data – содержит любые данные, читаемые компьютером;

смешанное содержимое.

Эти данные записываются в одной файловой системе, и, в отличие от CD, нет фундаментальных различий в аудиозаписи и записи данных. А значит, на аудиоDVD-RWвпоследствии можно будет записывать данные.

У DVDнамного выше скорость чтения/записи данных: единица скорости равна 1,32 Мб/сек, это в 8,8 раз больше, чем у компакт-диска. То есть, цифры скорости 4х, 10х и др. означают скорость примерно в 9 раз большую, чем уCD.

У DVDесть два стандарта записи:DVD-R(W) иDVD+R(W). Первоначально, в 1997 году появилсяDVD-R(W). Но цена лицензии на эту технологию была слишком велика, и поэтому несколько производителей объединились и в 2002 году разработали стандартDVD+R(W). Разгорелась «война форматов». Но сейчас накал борьбы снизился, поскольку приводыDVDв основном переориентировались на чтение/запись обоих форматов. Однако старые или дешевые плееры могут поддерживать только один стандарт, в основном этоDVD-R(W), появившийся на 5 лет раньше.

Образ оптического диска , ISO-образ

Программное обеспечение для работы с файловыми системами оптических дисков

Технологии записи

Типы оптических дисков

• Компакт-диск /Compact disc (CD): Audio CD , 5.1 Music Disc, Super Audio CD , Photo CD , CD-R , CD-ROM , CD-RW , CD Video (CDV), Video CD (VCD), Super Video CD , CD+G, CD-Text , CD-ROM XA , CD-Extra , CD-i Bridge, CD-i
• Мини-диск /MiniDisc : Hi-MD
• DVD : DVD-Audio , DVD-R , DVD+R , DVD-R DL , DVD+R DL , DVD-RW , DVD+RW , DVD-RW DL, DVD+RW DL, DVD-RAM , DVD-D, DVD-ENAV
• Blu-ray Disc (BD): BD-R , BD-RE , BD-ROM
• Голографическая память : HVD

Форматы

• Файловые системы
  • Rock Ridge
    • Amiga Rock Ridge Extensions
  • Apple ISO9660 Extensions
• Universal Disk Format

Технологии защиты

• AACS , HDCP , MMC

Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т. н. CD-ROM - англ. Compact Disc Read Only Memory , компакт-диск с возможностью только чтения , или КД-ПЗУ - «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство »). В дальнейшем появились компакт-диски с возможностью не только чтения однократно занесённой на них информации, но и записи (CD-R - англ. Compact Disc-Recordable , записываемый компакт-диск) и перезаписи (CD-RW - англ. Compact Disc-ReWritable , перезаписываемый компакт-диск).

Первым компакт-диском, попавшим на прилавки музыкальных магазинов, был альбом Билли Джоэла 1978 года 52nd Street . Продажи CD с этой записью начались в Японии 1 октября 1982 года .

По данным Philips, за 25 лет в мире было продано более 200 млрд CD. Несмотря на то, что всё больше людей предпочитают приобретать музыкальные файлы через Интернет , по данным IFPI продажи компакт-дисков в 2007 году составляли около 70 % всех продаж музыки .

Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer . В 1987 году Джон Скалли , на тот момент CEO Apple Computer, сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров . Одним из первых массовых мультимедийных компьютеров/развлекательных центров, использующих CD, была Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), позже компакт-диски стали использовать в игровых приставках Panasonic 3DO и Amiga CD32 .

Девятая симфония Бетховена

Очевидцы и участники переговоров о формате CD свидетельствуют, что в Philips и Sony до мая 1980 года не было единого мнения о внешнем диаметре диска. С точки зрения инженеров Sony, был достаточен диаметр в 100 мм, поскольку он позволяет миниатюризировать портативный проигрыватель. От высшего руководства Philips исходила идея сделать диск не более диагонального размера стандартной аудиокассеты (115 мм), имевшей на рынке большой успех. Кроме того, в этом случае диск соответствует нормальным рядам линейных размеров системы DIN .

Вице-президент корпорации Sony Норио Ога , музыкант , в свою очередь полагал, что диск должен быть в состоянии вместить Симфонию № 9 Бетховена. В этом случае, по его мнению, на дисках можно будет распространять до 95 % классических произведений . Дальнейшие исследования показали, что, например, девятая симфония в исполнении берлинского филармонического оркестра под руководством Герберта фон Караяна имела продолжительность 66 минут. Наиболее продолжительным исполнением стала симфония под руководством Вильгельма Фуртвенглера , исполненная на байрейтском фестивале - 74 минуты. Это и послужило решающим аргументом при принятии решения о ёмкости диска .

«Как и в большинстве случаев, красивая история не имеет ничего общего с реальной жизнью. Эта история вышла из-под пера пиарщиков Philips», - считает бывший инженер Philips Кеес Имминк . Реальность же, по его мнению, была иной. Под Ганновером Philips уже подготовил производственную линию по выпуску компакт-дисков на заводе PolyGram . В минимальные сроки можно было запустить производство дисков размером 115 мм. Выпуск дисков размером 120 мм требовал значительных затрат денег и времени, поскольку был связан с заменой оснастки. По мнению Имминка, Sony не захотела смириться ситуацией, что Philips получит преимущество по выходу на рынок .

Как бы то ни было, в мае 1980 года росчерком пера высшего руководства фирм был установлен окончательный размер диска в 120 мм с ёмкостью в 74 минуты аудиозаписи и частотой дискретизации в 44,1 кГц. Все прочие технические параметры пересчитывались, исходя из согласованных данных.

Объём хранимых данных

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мбайт информации (или 74 минуты звукозаписи). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 Мбайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объёмом 650 Мбайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также синглы диаметром 8,9 см [ ] (не путать с минидисками диаметром 8 см), на которые вмещается около 140 или 210 Мбайт данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

Увеличение ёмкости хранимой информации стало возможным благодаря полному использованию допусков на изготовление дисков. Так, например, расстояние между дорожками по стандарту ECMA-130 составляет 1,6 ± 0,1 микрометра , линейная скорость вращения диска 1,2 или 1,4 м/с ± 0,01 м/с с пропускной способностью 4,3218 Мбит/с. Ёмкость в 650 Мбайт соответствует скорости 1,41 м/с и расстоянию между дорожками, равному 1,7 мкм, а ёмкость в 800 Мбайт - скорости в 1,39 м/с [ ] и расстоянию между дорожками в 1,5 мкм.

Тип	Длительность, минуты	Секторов	Макс. размер CD-DA		Макс. размер данных
			байты	МиБ	байты	МиБ
	21	94 500	222 264 000	212,0	193 536 000	184,6
	63	283 500	666 792 000	635,9	580 608 000	553,7
«650MB»	74	333 000	783 216 000	746,9	681 984 000	650,3
«700MB»	80	360 000	846 720 000	807,4	737 280 000	703,1
800MB	90	405 000	952 560 000	908,4	829 440 000	791,0
900MB	99	445 500	1 047 816 000	999,3	912 384 000	870,1

Технические детали

Геометрия диска

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий , золото , серебро и др.), защищенного слоем лака, на который обычно наносится графическое представление содержания диска. Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм (диаметр пальца человека). Вес диска без коробки составляет ~15,7 г. Вес диска в обычной jewel-коробке (не slim) равен ~74 г.

Кодирование информации

Формат хранения данных на диске, известный как Red Book («Красная книга»), был разработан компанией Sony . В соответствии с ним на компакт-диск можно записывать звук в два канала с 16-битной импульсно-кодовой модуляцией (PCM) и частотой дискретизации 44,1 кГц. Благодаря коррекции ошибок с помощью кода Рида - Соломона лёгкие радиальные царапины не влияют на читаемость диска. В случае возникновения ошибочных значений ИКМ -сигнала, которые не могли быть исправлены системой коррекции ошибок, они заменяются на приблизительные значения, полученные с помощью интерполяции верных данных. Philips также владеет всеми правами на знак «Compact disc digital audio», логотип формата аудио-компакт-дисков.

Информационная структура

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из питов (англ. pit - углубление), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм . Промежутки между питами называются лендом (англ. land - пространство, основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм. Питы рассеивают или поглощают падающий на них свет, а подложка - отражает. Поэтому записанный компакт-диск - пример отражательной дифракционной решётки с периодом 1,6 мкм. Для сравнения, у DVD период - 0,74 мкм.

Различают диски только для чтения («алюминиевые»), CD-R - для однократной записи, CD-RW - для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих приводах. В некоторых CD-плеерах и музыкальных центрах такие диски могут не воспроизводиться (в последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD-плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW).

Считывание информации

Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, излучаемого полупроводниковым лазером . Принцип считывания информации лазером для всех типов носителей заключается в регистрации изменения интенсивности отражённого света . Лазерный луч фокусируется на информационном слое в пятно диаметром ~1,2 мкм. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то приёмный фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую интенсивность света.

Различие между дисками только для чтения (CD) и перезаписываемыми дисками (CD-R/RW) заключается в способе формирования питов. В диске только для чтения питы представляют собой некую рельефную структуру (фазовую дифракционную решётку), причём оптическая глубина каждого пита чуть меньше четверти длины волны света лазера, что приводит к разнице фаз в половину длины волны между светом, отражённым от пита и светом, отражённым от ленда. В результате в плоскости фотоприёмника наблюдается эффект деструктивной интерференции и регистрируется снижение уровня сигнала. В случае CD-R/RW пит представляет собой область с бо́льшим поглощением света, нежели ленд (амплитудная дифракционная решётка). В результате фотодиод также регистрирует снижение интенсивности отражённого от диска света. Длина пита изменяет как амплитуду, так и длительность регистрируемого сигнала.

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 Кб/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения или записи, равную 48 × 150 = 7200 Кб/с (7,03 Мб/с).

Чистящий диск

Также существуют чистящие компакт-диски, на рабочую поверхность которого прикреплено чистящее устройство для чистки линзы сенсора (см. фото).

Защита от копирования

Спецификация компакт-дисков не предусматривает никакого механизма защиты от копирования - диски можно свободно размножать и воспроизводить. Однако начиная с 2002 года различные западные звукозаписывающие компании начали предпринимать попытки создать компакт-диски, защищённые от копирования. Суть почти всех методов сводится к намеренному внесению ошибок в данные, записываемые на диск, так, чтобы на бытовом CD-плеере или музыкальном центре диск воспроизводился, а на компьютере - нет. В итоге такие диски читаются далеко не на всех бытовых плеерах, а на некоторых компьютерах - читаются; выходит программное обеспечение, позволяющее копировать даже защищённые диски и т. д. Тем не менее, звукозаписывающая индустрия продолжает испытывать всё новые методы.

Philips заявила, что на подобные диски, не соответствующие спецификациям «Red book», запрещается наносить знак «Compact disc digital audio».

Для дисков с данными существуют разнообразные методы защиты от копирования, например, метод измерения позиции данных , технологии StarForce , SecurDisc и др.

Формат CD-Audio (до появления программ cd-грабберов) являлся своеобразной защитой авторских прав и не позволял осуществить извлечение аудиофайлов с диска, например, с помощью приложения «Проводник Windows».

Этапы производства компакт-дисков

1. Мастеринг - процесс подготовки данных для запуска в серию. (также см. SPARS-код)
2. Фотолитография - процесс изготовления штампа диска. На стеклянный диск наносится слой фоторезиста , на который производится запись информации. Фоторезист - полимерный светочувствительный материал , который под действием света изменяет свои физико-химические свойства.
3. Запись информации. Запись производится лазерным лучом, мощность которого модулируется записываемой информацией. Для создания пита мощность лазера повышается, что приводит к разрушению химических связей молекул фоторезиста, в результате чего он «задубевает».
4. Проявка фоторезиста. Поверхность фоторезиста подвергается травлению (кислотному, щелочному, плазменному), при котором удаляются те области фоторезиста, которые не были экспонированы лазерным лучом.
5. Гальванопластика . Проявленный стеклянный мастер-диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность производится электролитическое осаждение тонкого слоя никеля .
6. Штамповка дисков методом литья под давлением с использованием полученного штампа .
7. Напыление зеркального металлического (алюминий , золото , серебро и др.) слоя на информационный слой.
8. Нанесение защитного лака .
9. Нанесение графического изображения - лейбла (от англ. Label ).

Запись на компакт-диски

Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной записи. В таких дисках используется специальный активный материал, позволяющий производить запись/перезапись информации. Различают диски с органическим (в основном, диски CD-R-типа) и неорганическим (в основном, CD-RW-диски) активным материалом.

При использовании органического активного материала запись осуществляется путём разрушения химических связей материала, что приводит к его потемнению (изменению коэффициента отражения материала). При использовании неорганического активного материала запись осуществляется изменением коэффициента отражения материала в результате его перехода из аморфного агрегатного состояния в кристаллическое , и наоборот. И в том, и в другом случае запись производится модуляцией мощности лазера.

В просторечии такие записываемые диски называются «болванками». Процесс записи называется «прожигом» (от англ. to burn ) диска.

Технология HD-BURN

Суть технологии записи высокой плотности заключается в применении двух новых принципов, которые позволяют записывать вдвое больше информации на обычном носителе - диске CD-R.

1. Длина пита на диске уменьшается до 0,62 мкм. [ ] Длина пита обычного CD составляет 0,83 мкм. [ ] Это означает, что HD-BURN увеличивает ёмкость диска в 1,35 раза. Длина пита 0,62 мкм была выбрана для того, чтобы все существующие DVD Video-плееры и приводы DVD-ROM смогли считывать HD-BURN-диски после незначительной модернизации.
2. Применяется иная система коррекции ошибок: вместо CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code - перемежающийся код Рида - Соломона) используется RS-PC (RS-PRODUCT Code) с модуляцией 8-16. Это позволило увеличить ёмкость ещё в 1,49 раза. По сообщению Sanyo, система коррекции ошибок RS-PC не только более компактна, но и эффективней, чем CIRC. [ ]

В итоге ёмкость одного CD, записанного в режиме HD-BURN, в два раза превышает ёмкость компакт-диска, записанного в обычном режиме.

Компакт-диск — оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере. С развитием mp3 производители бытовых CD-плееров и музыкальных центров начали снабжать их возможностью чтения mp3-файлов с CD-ROM’ов.

Аббревиатура «CD-ROM» означает «Compact Disc Read Only Memory» что в переводе обозначает компакт-диск с возможностью чтения. «КД ПЗУ» означает «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство». CD-ROM’ом часто ошибочно называют CD-привод для чтения компакт-дисков.

История создания

Компакт-диск был создан в 1979 году компаниями Philips и Bayer . На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод записи PCM — Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером , в Германии . Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer . Джон Скалли , тогдашний CEO Apple Computer, в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров.

Существует версия о том, что компакт-диск изобрели не Philips и Sony , а американский физик Джеймс Рассел , работавший в компании Optical Recording . Уже в 1971 году он продемонстрировал свое изобретение для хранения данных. Делал он это для «личных» целей, желая предотвратить царапание своих виниловых пластинок иглами звукоснимателей. Спустя восемь лет подобное устройство было «независимо» изобретено компаниями Philips и Sony.

Технические детали

Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытого тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака, на котором обычно наносится графическое представление содержания диска. Поэтому, вопреки распространённому мнению, компакт-диск никогда не следует класть вверх ногами (этикеткой вниз), так как отражающий алюминиевый слой, на котором и хранятся данные, снизу защищён, как было сказано выше, 1,2-миллиметровым слоем поликарбоната, а сверху — лишь тонким слоем лака. Кроме того, на отражающей стороне имеется кольцевой выступ высотой 0,5 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм (при желании диск можно переносить, надев на палец, вообще не прикасаясь к его поверхности).

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио). Есть предположение, что разработчики рассчитывали объём так, чтобы на диске полностью поместилась девятая симфония Бетховена (самое популярное музыкальное произведение в Японии в 1979 году согласно специально проведённому опросу), длящаяся именно 74 минуты. Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD (не путать с мини-дисками), диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

Формат хранения данных на диске, известный как «Красная Книга» («Red Book», не путать с Красной книгой в привычном понимании), был разработан компанией Philips. В соответствии с ним на компакт-диск можно записывать звук в два канала с 16-битной импульсно-кодовой модуляцией (PCM) и частотой дискретизации 44,1 кГц. Благодаря коррекции ошибок с помощью кода Рида-Соломона, лёгкие царапины не влияют на читаемость диска. Philips также владеет всеми правами на знак «Compact disc digital audio», логотип формата аудио компакт-дисков.

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных на алюминиевом слое (в отличие от технологии записи CD-ROM’ов где информация записывается цилиндрически). Каждый пит имеет примерно 125 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Расстояние между соседними дорожками спирали — 1,5 мкм. Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, который просвечивает поликарбонатный слой, отражается от алюминиевого и считывается фотодиодом. Луч лазера образует на отражающем слое пятно диаметром примерно 1,5 мкм. Так как диск читается с нижней стороны, каждый пит выглядит для лазера как возвышение. Места, где такие возвышения отсутствуют, называются площадками.

Чтобы вам было легче представить отношение размеров диска и пита: если компакт-диск был бы величиной со стадион, пит был бы размером примерно с песчинку.

Свет от лазера, попадающий на площадку, отражается и улавливается фотоприёмником. Если же свет попадает на возвышение, он испытывает интерференцию со светом, отражённым от площадки вокруг возвышения и не отражается. Так происходит потому, что высота каждого возвышения равняется четверти длины волны света лазера, что приводит к разнице в фазах в половину длины волны между светом, отражённым от площадки и светом, отражённым от возвышения.

Компакт-диски бывают штампованные на заводе (CD-ROM), CD-R для однократной записи, CD-RW для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи в домашних условиях на специальных пишущих приводах. В некоторых CD-плеерах и музыкальных центрах такие диски могут не читаться (в последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD-плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW).

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 KБ/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) CD дисков, равную 48×150 = 7200 KБ/с (7,03 MБ/с).

Вес диска без коробки составляет ~15,7 гр. Вес диска в обычной (не «слим») коробке равен ~74 гр.

Shape CD

Shape CD (фигурный компакт-диск) — оптический носитель цифровой информации типа CD-ROM, но не строго круглой формы, а с искривлённой конфигурацией внешней окружности в форме разнообразных объектов, таких как очертаний портретов, машин, самолётов, диснеевских персонажей, сердечек, звёздочек, овалов, в форме кредитных карточек и т. д. Обычно применяется в шоу-бизнесе, как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд-продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют применять в компьютерных приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения (до 12000 об./мин.) диск может лопнуть, что может привести к полному выходу привода из строя.

Защита от копирования

Спецификация компакт-дисков не предусматривает никакого механизма защиты от копирования — диски можно свободно размножать и воспроизводить. Однако начиная с 2002 года, различные западные звукозаписывающие компании начали предпринимать попытки создать компакт-диски, защищённые от копирования. Суть почти всех методов сводится к намеренному внесению ошибок в данные, записываемые на диск, так, чтобы на бытовом CD-плеере или музыкальном центре диск воспроизводился, а на компьютере — нет. В итоге получается игра в кошки-мышки: такие диски читаются далеко не на всех бытовых плеерах, а на некоторых компьютерах — читаются, выходит программное обеспечение, позволяющее копировать даже защищённые диски и т. д. Звукозаписывающая индустрия, однако, не оставляет надежд и продолжает испытывать всё новые и новые методы.

Philips заявила, что на подобные диски, не соответствующие спецификациям «Красной Книги», запрещается наносить знак «Compact disc digital audio».

Запись на компакт-диски

Обычные компакт-диски отливаются методом инжекционного литья (литье под давлением) на заводах с использованием стеклянной матрицы с вытравленным на ней рисунком дорожек, состоящих из питов (выступов) и промежутков, с помощью которой формируется металлический слой диска. Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной записи и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной. В таких дисках отражающая способность питов и промежутков между ними должны имитироваться другим способом. Это достигается добавлением красителя между золотой(алюминиевой) поверхностью и слоем поликарбоната. В изначальном состоянии уровень красителя прозрачен и позволяет лучу лазера свободно проходить через него и отражаться от золотого(алюминиевого) покрытия. Во время записи лазер переходит в режим повышенной мощности(8—16мВт). Когда лазер попадает на краситель, он нагревает его, разрушая химические связи, и образует темные, непрозрачные пятна. При чтении лучом лазера с мощностью 0,5 мВт фотодетектор замечает разницу между прожжеными пятнами и нетронутыми областями. Это различие интерпретируется так же, как и разница между выемками и ровными поверхностями на обычных компакт дисках. Такие диски в просторечии называются «болванками» и записываются на специальных пишущих приводах для компакт-дисков (широко сегодня распространённых), на сленге именуемыми «писалками» или «резаками». Процесс записи называется «прожигом» (от англ. «to burn») или «нарезкой» диска. RW диски в отличие от R имеют меньшую отражающую способность. 20% от диска изготовленного фабричным способом.CD R 40%.