مرکز انجمنهای تخصصی

برآمدگي‌‌ها
CD‌هـــــا، موسيقي و فايل‌هـــــاي ديگر را در قالب ديجيتالي ذخيره مي‌‌كنند. يعنـــــي اطلاعات روي CD ‌به صورت مجموعـــــه‌اي از صفرها و يك‌‌ها ذخيره مي‌شود. در CD‌هاي معمولـــي، اين صفرها و يك‌ها به شكل ميليون‌‌ها برآمدگي و فرورفتگي كوچك، روي سطــح منعكس‌كننــــــده CD ‌نقش مي‌‌بندنــــــد. برآمدگي‌‌هــــا (و نواحي مسطح بين آنها) در مسيري پيوسته بـــــه عرض ۵/. ميكـــــرون (يك ميليونيـــــوم متـــر) و بـــــه طول 5 كيلومتر، منظم مي‌شوند. ‌

[External Link Removed for Guests]
براي خواندن اين اطلاعات، دستگاه پخش CD‌ اشعه ليــــــزري را روي مسير مذكور حركت مي‌‌دهد. هنگامي‌‌كه اشعه ليزر از روي ناحيه‌‌اي مسطح عبور مي‌‌كنـــــد، اين اشعه مستقيمـــــا بر سنسور نوري سيستم ليزري منعكس مي‌شود. دستگاه پخش، اين نواحي را به‌‌ عنوان عدد يك تفسير مي‌‌كند. هنگامي‌‌كه نور ليزر از روي يك برجستگي عبور كند، انعكاس آن به محلي دورتر از سنسور نوري تابانده مي‌شود. دستگاه پخش، اين نواحي را به‌‌ عنوان عدد صفر تعبير مي‌‌كند. ‌

مسيرهاي اطلاعات
برآمدگي‌‌هـــــا در يك مسير حلقوي كـــــه از مركز ديسك، شروع مي‌شـــــود، قرار مي‌گيرند. دستگاه پخش CD، همزمان با چرخش ديسك، تابش ليـــــزر را از مركـــــز بـــــه سمت خارج ديسك، حركت مي‌دهد. اگر سرعت چرخش ديسك در درايو، ثابت باشد برآمدگي‌‌ها در ناحيه نزديك به لبه بيروني، بسيار سريع‌‌تر از نواحي نزديك به مركز ديسك از مقابل سنسور نوري عبور خواهند كرد. بنابراين، به منظـــــور يكنواخت ساختن سرعت عبور آنها از مقابل سنسور، دستگاه پخش بايــــــد سرعت چرخش ديسك را با نزديك شدن نور ليزر به لبه بيروني، كاهش دهد.‌
از نظر ساختاري، اين تمام مكانيسمي است كــــــه در يك دستگاه پخش CD ‌وجـــــود دارد. اگر چه فرآيند اصلي بسيار ساده به‌‌نظر مي‌رسد، اما پياده‌سازي آن، كـــــاري بس پيچيده است؛ چـــــرا كه مسير حلقوي بايد با نهايت دقت، كدگذاري و خوانده شود. ‌

خواندن CD‌
در بخش قبلي ديديم كـــــه در CD‌هاي معمولي، داده‌‌هاي ديجيتالي در مسيري طولاني، بـــــه صورت بافتــــــي از برآمدگي‌‌هــــــا ذخيره مي‌شوند. دستگاه ساخت CD‌، از ليزري قدرتمند براي حك كردن اين بافت روي مواد photoresist كه سطح يك ديسك شيشـــــه‌‌اي را پوشانده، استفاده مي‌‌كنــــــد. در طي يك فرآيند دقيق، بافت شكل گرفته از برآمدگي‌‌ها، براي تكثير روي ديسك‌‌هاي اكريليك، نقش زده مي‌شونـد. اين ديسك‌‌ها سپس بــــــراي ايجاد سطح انعكاسـي قابل خوانــــــدن، با لايه‌‌اي از آلومينيوم (يا فلزي ديگر) پوشانـــــده مي‌شوند. در پايـــــان، سطح ديسك بــــــا لايه‌‌ پلاستيكي شفافي كه از فلز انعكاس‌د‌هنــــــده در مقابل ضربات، خراش و گــــــرد و غبار محافظت مي‌كند، پوشانده مي‌شود.
همان‌طور كه مشاهده مي‌‌كنيد، اين فرآينـــــد، از عملياتي حساس و نسبتا پيچيده تشكيل شده و داراي مراحل بسيار بوده و با استفاده از مواد متعدد، به انجام مي‌رسد. مانند اغلب فرآيندهـــــاي توليدي پيچيده, توليـــــد CD نيز ‌كاري است كـــــه انجام آن در خانه ممكن نيست و تنها براي توليدكنندگاني كه صدها، هزاران يا ميليون‌‌ها CD‌ كپي مي‌‌كنند، عملي است.‌
در نتيجه، تا مدت‌ها CD‌هاي معمولي به‌‌ شكل يك واسطه ذخيره اطلاعات فقط خواندني، مانند صفحات موسيقي قديمي قابل پخش بر روي گرامافون و DVD‌‌هـــــاي رايـــــج، باقي‌مانده بود. براي دوستداران موسيقي و همچنين كاربران كامپيوتر كه از ظرفيت محدود حافظه فلاپي‌ديسك‌‌ها به ستوه آمده بودند، اين محدوديت، اصلي‌‌ترين نقطه ضعف فناوري CD‌ها محسوب مي‌‌شد. در اوايل دهه 90، روز به روز بر تعداد مشتريان و افراد حرفه‌‌اي كه به دنباي يافتن راه‌‌هايــــــي براي ضبط اطلاعــــــات مورد نظر خود روي CD‌ بودند، اضافه ‌‌شد. ‌
[External Link Removed for Guests]
نوشتن اطلاعات روي CD‌ها ‌
در پاسخ به اين تقاضا، توليد كنندگان وسايل الكترونيكي نوع ديگري ازCD‌‌ها موسوم به CDهاي قابل نوشتن يا CD-Rها را معرفي كردند كه مي‌‌توانست در طي چند مرحله ساده كدنويسي شود. اين نوعCD‌هـــــا داراي هيچ نوع برآمدگــــي يا نواحي مسطح نبوده بلكه در عوض داراي لايه‌‌اي از رنگ حساس به نور هستند كه توسط لايه‌‌ همواري از فلز منعكس كننده، پوشانده شده است.‌
هنگامي‌‌كه اين ديسك خالي است، رنگ آن نيمه شفاف بوده و نور مي‌‌تواند در ضمن انعكاس از سطح آن، از ميان آن نيز عبور كند. اما اگر اين لايه حساس را با نور متمركز شده و داراي فركانس و شدت معين، گرم كنيد، به حدي كدر مي‌شود كه نور نتواند از بين آن عبور كند. ‌با كدر كردن نواحي معيني از مسير CD ‌و شفاف باقي گذاشتن ساير نقاط بر روي آن، مي‌‌توان بافت ديجيتالي ايجاد كرد كه هر دستگاه استاندارد پخش CD‌ قادر به خواندن آن باشد. نور ليزر ساطع شده از دستگاه، به همان شكلي كه در CD‌هاي معمولي، تنها از نواحي مسطح انعكاس مي‌‌يافت، فقط هنگامي به سمت سنسور منعكس خواهد شد كه از نواحي شفاف عبور كند. بنابراين، با وجود اينكــــــه CD-R‌ها داراي هيچ نوع برآمدگي حك شده بر روي خود نيستند، اما دقيقا مانند ديسك‌‌هاي استاندارد عمل مي‌‌كنند. ‌
بدين ترتيب وظيفه يك درايو ضبط كننده CD‌، سوزاندن يك بافت ديجيتالي روي CD‌هاي خالي است. در بخش بعدي، براي آشنايي با نحوه انجام اين وظيفه، به ساختار دروني يك ضبط‌كننده CD ‌مي‌پردازيم.‌

نحوه ضبط اطلاعات روي CD‌ها ‌
در بخش قبلي ديديم كه ضبط‌كننده‌هاي CD‌به منظور ضبط يك بافت ديجيتالي تشكيل شـــــده از نواحــــــي روشن و تيـــــره، نقاط ميكروسكوپي موجود در CD-R‌هــــــا را تاريك مي‌‌كنند. اين بافت توسط دستگاه‌‌هـــــاي استاندارد پخش CD‌قابل خوانـــــدن است. از آنجايي‌‌كه داده‌‌ها بايد بـــه دقت در چنين مقياس كوچكي كدگذاري شوند، سيستم ضبط اطلاعات بايد بي‌‌نهايت دقيق بـــــاشد. با اين حال، فرآيند اصلي در عمل بسيار ساده است. ‌

دستگاه ليزر
ضبط كننده‌هـــــاي CD‌ درست هماننـــــد دستگاه‌‌هاي پخش CD‌ داراي يك وسيله ليزري متحرك هستند. اما اين دستگاه‌هـــــا علاوه ‌‌بر ليزر خواندن استاندارد، از يك ليزر نوشتن نيز بهره مي‌گيرنـــــد. اين ليزر، بسيار قوي‌‌تر از ليزر خواندن است؛ بنابرايــن، داراي فعل و انفعال متفاوتي با سطح ديسك‌ها خواهـــــد بود. اين ليزر به‌‌جاي انعكاس از سطح ديسك، در آن تغييراتي ايجاد مي‌‌كند، در حالي كه ليزر خوانـــــدن به اندازه‌اي قدرت ندارد كه مـــــواد رنگي را تيره سازد. به هميـــــن دليل، پخش يك CD-R‌ در يك درايو CD ‌باعث نابودي اطلاعات كدگذاري شده نخواهد شد

[External Link Removed for Guests]
ليزر نوشتن
ليزر نوشتن دقيقا همان مسير ليزر خواندن را طي مي‌كند، يعني از سمت مركز ديسك بـــــه طرف لبه بيروني، حركت خواهد كرد. لايه پلاستيكي زيرين براي راهنمايي اشعه ليـــــزر در مسير صحيح، داراي شيارهايي است كه از پيش حكاكي شده‌اند. با تنظيم سرعت چرخش نسبت بـــــه مقدار حركت دستگاه ليزر، ضبط كننده CD‌ ليزر را با سرعتي يكنـــــواخت حركت مي‌‌دهـــــد. براي ضبط داده‌‌ها، دستگـــــاه ضبط كننده‌ CD ‌ليزر نوشتن را مطابق با بافت صفر و يك‌‌هايي كه بايد ثبت شوند، روشن و خاموش مي‌‌كند. اين ليزر براي وارد كردن كد صفر، مواد رنگي را تيره و براي وارد كردن كد يك، آنها را شفاف باقي مي‌گذارد.‌
اغلب ضبط‌كننده‌هاي CD‌ مي‌‌تواننـــــد CD‌ها را با سرعت‌‌هاي متفاوت ضبط كنند. در سرعت x1‌CD ، ‌تقريبا با همان سرعتي خواهد چرخيد كه دستگاه پخش هنگام خواندن، آن ‌‌را مي‌‌چرخاند. يعني براي ضبط 60 دقيقه موسيقي،60 دقيقه وقت صرف خواهد شد. در سرعت x2‌, اين مدت براي ضبط 60 دقيقه موسيقي، تقريبا به نصف خواهد رسيد و به همين ترتيب. براي ضبط با سرعت‌‌هاي بيشتر بـــــه سيستم‌‌هاي كنتري ليزر پيشرفته‌‌تر و اتصاي سريع‌‌تر بين كامپيوتر و دستگاه ضبط CD‌نياز است. ديسك خالي نيز بايد براي ضبط اطلاعات با سرعت بالا، طراحي شده باشد.
مهم‌‌ترين مزيت ديسك‌‌هاي CD-R‌ در اين است كــه اين ديسك‌ها تقريبـــــا بـــا تمـــــام انواع دستگاه‌‌هـــــاي پخش CD‌ و درايـــــوهـــــاي CD-ROM كه از متداول‌‌ترين رسانه‌‌هاي پخش امروزي محسوب مي‌شوند، كار مي‌‌كنند. علاوه‌‌بر اين سازگاري گسترده، قيمت آنها نيز ‌ها نسبتا ارزان است.

[External Link Removed for Guests]
اصلي‌‌ترين نقطه ضعف CD-R‌ها در ايـــــن است كه نمي‌توان از آنها استفاده مجدد كرد؛ بدين معني كـه اگر بافت ديجيتالـــــي روي آنها سوزانـــــده شود، نمي‌توان آن ‌‌را پاك كـرد و دوبـــــاره روي آن نوشت. در اواسط دهـــــه 90، توليدكنندگان ابزارهاي الكترونيكي قالب جديـــــدي از CD‌ را معرفي كردنـــــد كـــــه اين مشكل را حل مي‌كرد. ديسك‌‌هاي جديــد CD-rewritable‌ يا CD-RW ‌خوانده شدنـــــد. در بخش بعدي بـــــه تفاوت CD-RW‌ها با CD-R‌هاي استاندارد، مي‌پردازيم


پاك كردن CD‌ها ‌
ديسك‌هاي CD-R‌، داده‌‌هاي زيادي را در خود نگه داشته و با اغلب دستگاه‌‌هاي پخش، سازگار بوده و نسبتا ارزان هستند. اما CD-R‌ها بـــــرخلاف نوارهاي مغناطيســـــي، فلاپي ديسك‌‌هـــــا و بسياري از انواع ديگر رسانه‌‌هاي ذخيره سازي، پس از يك‌‌بار نوشتن قابليت ضبط مجدد اطلاعات را از دست مي‌دهند.‌
ديسك‌‌هاي CD-RW‌، كارآيي CD‌هاي قابل نوشتن را با افزودن توانايي پاك شدن به آنها، يك مرحله به جلو بردند تا بتوان اطلاعات جديد را روي اطلاعات قديمي كه ديگر مورد نياز نيستند، بازنويسي كرد. اين نوعCD‌ها بر فناوري تغيير وضعيت phase-)change) متكي هستنـــــد. در ديسك‌‌هاي CD-RW‌، عنصر تغيير وضعيت تركيبـــــي شيميايي از نقره ‌است. ماننـــــد هر ماده فيزيكي ديگـــــر، مي‌‌توان شكل فيزيكي اين تركيب را با گرم كردن آن تا درجه حرارت معيني، تغيير داد. اين تركيب در دمـــــاي بالاتر از نقطه ذوب خـــــود (حدود 600 درجه سلسيوس)، به مايع تبديل مي‌شود و در نقطه تبديل به كريستاي (در حدود 200 درجه سلسيوس) به صورت جامد در مي‌آيد.

تركيب‌‌هايي با حالت متغير
در تركيب‌‌هايي با حالت متغير، هر وضعيت مي‌‌تواند به طور ثابت باقي بماند. اين تركيبات مي‌توانند حتـــــي پس از سرد شدن مجدد، حالت خود را حفظ ‌كنند. اگر اين تركيبات را در ديسك‌‌هاي CD-RW‌ تا نقطه ذوب گرم كرده و سپس آن ‌‌را بـــــه‌‌سرعت سرد كنيم، با اينكه دماي آنها كمتر از نقطه كريستال مي‌شود، اما به شكل مايع و غيربلوري باقي مي‌‌مانند. براي رسيدن به شكل كريستال در اين تركيب، بايد آن ‌‌را براي مدت معيني در درجه حرارت نقطه كريستال نگه‌‌داشت تا قبل از سرد شدن مجدد، به شكل جامد درآيد. ‌
در تركيب به‌‌كار رفته در ديسك‌‌هاي CD-RW‌، شكل كريستال آن داراي حـــــالت شفاف است، در حـــــالي‌‌كه در وضعيت مـــــايع غيركريستال، بيشترين نور تابانده شده بر آن جذب مي‌‌شود. در يك ديسك CD-RW ‌نو و خالي، تمـــــام مواد موجود در ناحيه قابل نوشتن، داراي شكل كريستالي هستند. بنابراين، نور از اين لايه عبور كرده و با برخورد به لايه منعكس كننده، به سنسور نوري باز خواهد گشت. براي كدگذاري اطلاعات در اين نوع ديسك، دستگاه ضبط كننده CD‌ از اشعه ليزر نوشتن كه داراي قدرت كافي براي گرم كردن اين تركيب تـــــا نقطه ذوب آن است، استفـــــاده مي‌‌كند. نقـــــاط ذوب شده همـــــان عمل برآمدگي‌‌ها در CD‌هاي معمولي و نقاط مات در CD-R‌ها را انجام مي‌‌دهند. اين نقاط، نور ليزر را بلوكه كرده و مانع انعكاس آن از لايـــــه فلزي خواهند شد. بنابراين، هـــــر نقطه مـــــات معرف عـــــدد صفر و نقاطي كه به شكل كريستال باقي مانده و هنوز نور را از خود عبور مي‌‌دهنـــــد، معرف عدد يك خواهند بود. ‌

ليزر پاك كننده
هماننـــــد CD-R‌ها، ليزر خواندن داراي قدرت كافي براي ايجاد تغيير حالت در لايه ضبط نيست و همانطور كه گفته شد اين ليزر بسيار ضعيف‌‌تر از ليزر نوشتن است؛ اما ليزر پـــــاك كننده، داراي قدرتي بين اين دو است. اين ليزر در حالي‌‌كه داراي قدرت كافي براي ذوب كردن تركيب موجود در CD-RW‌ نيست، اما از شدت لازم براي گرم كردن آن تا رسيدن به نقطه كريستال، بهره‌‌مند است. با نگه داشتن مـــــاده تركيبـــــي در اين درجه حرارت، ليزر پاك‌كننده آن ‌‌را به حـــــالت كريستالي خود ‌‌باز گردانده، صفرهاي كدگذاري شده را پاك مي‌‌كند. در نتيجه ديسك براي ضبط داده‌‌هاي جديد، آماده مي‌شود.
بازتاب اشعه ليزر در ديسك‌‌هاي CD-RW‌ به اندازه‌ بازتاب آن در CD‌هاي قديمي قدرتمند نيست. بنابراين، ديسك‌‌هاي مذكور در بسياري از دستگاه‌‌هاي پخش و درايوهاي CD-ROM‌ قديمي قابل خواندن نيستند. برخي از درايوها و دستگاه‌‌هاي پخش جديد (مثل تمام ضبط‌كننده‌هاي CD‌)، مي‌‌توانند ليزر خواندن خود را براي كار با قالب‌‌هـــاي متفاوت CD‌ها تنظيم كنند. اما از آنجائيكه ديسك‌‌هاي CD-RW ‌در بسياري از دستگاه‌‌هاي پخش CD‌ كار نخواهنـــــد كرد، انتخاب خوبـــــي براي استفاده به‌‌ عنوان CD‌هاي موسيقـــــــي محسوب نمي‌شونـــــد. در بيشتر موارد، اين ديسك‌‌ها بــــه‌‌ عنــــــوان واسطه تهيه نسخه پشتيبــــان از فايل‌هاي كامپيوتري به‌‌كار مي‌‌روند. ‌
بافت‌‌هــــاي انعكاس دهنده و مات روي يك CD‌، بي‌‌نهايت كوچك هستند و توسط يك اشعه ليزر سريع، به‌‌سرعت سوزانده و خوانده مي‌شونـــــد. در ايـــــن سيستم، احتمال پديد آمدن خطا در داده‌‌ها نسبتا زياد است.