CD-levy | |
---|---|
| |
Mediatyyppi | optinen levy |
Sisällön muoto | eri |
Kapasiteetti | tyypillisesti jopa 700 Mt (jopa 80 minuuttia ääntä) |
Lukumekanismi | laser, aallonpituus 780 nm (infrapuna), 150 KiB /s (1×) |
Tallennusmekanismi | 150 (1×) - 8400 KiB /s (56×) |
kansainvälinen standardi | Rainbow kirjat |
Suunniteltu | Sony , Philips |
Koko | halkaisija 120 mm, paksuus 1,2 mm |
Sovellus | äänen, videon ja datan tallennus |
Julkaisuvuosi | 1982 |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
CD-levy ( englanniksi Compact Disc, CD ) on muovilevyn muodossa oleva optinen tallennusväline , jonka keskellä on reikä ja jonka tietojen tallennus- ja lukemisprosessi suoritetaan laserilla . CD-levyn jatkokehityksestä tuli DVD ja Blu-ray , ja sen lähin "esi-isä" - LaserDisc .
Aluksi CD luotiin tallentamaan äänitallenteita digitaalisessa muodossa (tunnetaan nimellä CD-Audio ), mutta myöhemmin sitä käytettiin laajalti välineenä minkä tahansa datan ( tiedostojen ) tallentamiseen binäärimuodossa (ns. CD-ROM - englanti ). Compact Disc Read Only -muisti , vain luku -CD ). Myöhemmin ilmestyi CD-levyjä, joilla oli mahdollisuus lukea niille kerran syötettyjä tietoja, mutta myös tallentaa ( CD-R - englantilainen Compact Disc-Recordable , tallennettava CD) ja kirjoittaa uudelleen ( CD-RW - englantilainen Compact Disc-ReWritable , uudelleenkirjoitettava CD).
CD-ROM-levyn tiedostomuoto eroaa ääni-CD-levyn tallennusformaatista, joten tavallinen CD-soitin ei voi toistaa niille tallennettuja tietoja - tämä vaatii erikoisaseman ( laitteen ) tällaisten levyjen lukemiseen.
CD-levyjen kehitys alkoi 1970-luvun lopulla, ja vuoden 1979 alkuun mennessä oli tehty prototyyppejä, jotka erosivat kooltaan ja ominaisuuksiltaan [1] . Vakio-CD:n kehittivät ja esittelivät vuonna 1980 Philips ja Sony . Signaalin koodausmenetelmä on pulssikoodimodulaatio (PCM; englanti Pulse Code Modulation , PCM). Ensimmäisen mainoksen (CD-prototyyppiä valmistettiin aiemmin) musiikki-CD:n julkaisemisesta ilmoitettiin 20. kesäkuuta 1982 ja 17. elokuuta saman vuoden levy-yhtiö Polygramin tehtaalla , joka sijaitsee Langenhagenissa lähellä Hannoveria , maailman ensimmäinen mainos. Compact julkaistiin Philips -levyn tilaamana, mikä loi pohjan niiden massatuotannolle. Ensimmäisen kerran CD-julkaisun kunnia annettiin ABBA :lle albumillaan The Visitors [2] [ 3] .
Ensimmäinen levykauppojen hyllyille saapunut CD oli Billy Joelin vuoden 1978 albumi 52nd Street . Tämän tallenteen CD-myynti alkoi Japanissa 1. lokakuuta 1982 [4] .
Brothers in Arms oli yksi ensimmäisistä digitaalisesti äänitetyistä rock-yhtye Dire Straitsin albumeista ; Tämä johtui Mark Knopflerin halusta parantaa äänenlaatua. Samannimistä kappaletta pidetään maailman ensimmäisenä CD:llä julkaistuna singlenä. Isossa-Britanniassa sitä jaettiin mainos-CD:nä, jossa oli Live in '85 -kiertueen logo . Levy sisälsi vain neljä kappaletta ja sen levikki oli hyvin rajallinen.
Philipsin mukaan maailmanlaajuisesti on myyty yli 200 miljardia CD-levyä 25 vuoden aikana. Vaikka yhä useammat ihmiset ostavat musiikkitiedostoja Internetin kautta, IFPI :n mukaan CD-myynnin osuus oli noin 70 % kaikesta musiikin myynnistä vuonna 2007 [5] .
Microsoft ja Apple Computer antoivat merkittävän panoksen CD - levyjen suosituksiin . Vuonna 1987 John Scully , Apple Computerin silloinen toimitusjohtaja , sanoi, että CD-levyt mullistavat henkilökohtaisten tietokoneiden maailman . Yksi ensimmäisistä CD-levyjä käyttävistä valtavirran multimediatietokoneista /viihdekeskuksista oli Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), myöhemmin CD-levyjä käytettiin Panasonic 3DO- ja Amiga CD32 -pelikonsoleissa .
Venäjällä 1990 -luvun puolivälistä lähtien kotimaisen kustantamisen show-liiketoiminnan päätulo on peräisin esiintyjien albumien ja musiikkikokoelmien myynnistä CD-levyillä mediana, vaikka Alla Pugatšova palkittiinkin vähän aikaisemmin albumien julkaisemisesta CD-levyllä. . Vuonna 1988 Japanissa Victor Entertainment julkaisi kokoelmansa " Million Roses " CD:llä, joka julkaistiin vuonna 1983 samassa maassa kuin LP, ja vuonna 1989 All-Union Recording Company " Melody " julkaisi toisen numeroidun albumin CD-laulajalla. , nimeltään " Alla ".
On olemassa versio, jonka mukaan CD:tä eivät keksineet ollenkaan Philips ja Sony, vaan amerikkalainen fyysikko James Russell , joka työskenteli Optical Recordingissa. Jo vuonna 1971 hän esitteli keksintönsä tietojen tallentamiseen. Hän teki tämän "henkilökohtaisiin" tarkoituksiin haluten estää levyjään naarmuuntumasta poimintaneuloista . Ja kahdeksan vuotta myöhemmin Philips ja Sony keksivät "itsenäisesti" samanlaisen laitteen [6] .
Silminnäkijät ja CD-formaatin neuvottelijat todistavat, että toukokuuhun 1980 asti Philips ja Sony eivät olleet yksimielisiä levyn ulkohalkaisijasta . Sonyn insinöörien näkökulmasta 100 mm halkaisija oli riittävä, koska se mahdollistaa kannettavan soittimen pienentämisen. Philipsin ylimmältä johdolta tuli idea tehdä levystä korkeintaan tavallisen äänikasetin lävistäjä (115 mm), mikä oli suuri menestys markkinoilla. Lisäksi tässä tapauksessa levy vastaa DIN -järjestelmän normaalia lineaarimittojen sarjaa .
Sonyn varapresidentti Norio Oga [7] , muusikko [8] , puolestaan uskoi, että levylle pitäisi mahtua Beethovenin sinfonia nro 9 . Tässä tapauksessa hänen mielestään jopa 95 % klassisista teoksista voidaan jakaa levyille [9] [10] . Lisätutkimukset osoittivat, että esimerkiksi Berliinin filharmonisen orkesterin Herbert von Karajanin johdolla esittämän yhdeksännen sinfonian kesto oli 66 minuuttia. Pisin esitys oli Bayreuthin festivaaleilla esitetty Wilhelm Furtwänglerin johtama sinfonia - 74 minuuttia. Tämä oli ratkaiseva argumentti päätettäessä levyn kapasiteetista [11] [12]
”Kuten useimmilla asioilla, kauniilla tarinalla ei ole mitään tekemistä tosielämän kanssa. Tämä tarina tuli Philipsin PR-henkilöiden kynästä ”, entinen Philipsin insinööri Kees Immink sanoo . Todellisuus oli hänen mielestään toinen. Hannoverin lähellä Philips oli jo perustanut CD - tuotantolinjan PolyGramin tehtaalle . 115 mm:n levyjen tuotanto pystyttiin käynnistämään mahdollisimman lyhyessä ajassa. 120 mm levyjen julkaisu vaati huomattavan raha- ja aikainvestoinnin, koska se liittyi työkalujen vaihtoon. Imminckin mukaan Sony ei halunnut hyväksyä tilannetta, että Philipsillä olisi etua markkinoille tulossa [13] .
Oli miten oli, toukokuussa 1980, yrityksen ylimmän johdon kynän vedolla, lopulliseksi levyn kooksi asetettiin 120 mm, äänitallennuskapasiteetti 74 minuuttia ja näytteenottotaajuus 44,1 kHz. Kaikki muut tekniset parametrit laskettiin uudelleen sovittujen tietojen perusteella.
CD-levyt ovat halkaisijaltaan 12 cm, ja niihin mahtuu alun perin 650 Mt tietoa (tai 74 minuuttia äänitallennusta). Vuodesta 2000 lähtien 700 Mt:n levyt, joilla voidaan tallentaa 80 minuuttia ääntä, ovat kuitenkin yleistyneet, ja ne ovat sittemmin korvanneet 650 megatavun levyn kokonaan. On myös 800 megatavua (90 minuuttia) tai enemmän mediaa, mutta ne eivät välttämättä ole luettavissa joillakin CD-asemilla. Tarjolla on myös sinkkuja , joiden halkaisija on 8,9 cm (ei pidä sekoittaa minilevyihin , joiden halkaisija on 8 cm), joihin mahtuu noin 140 tai 210 Mt tietoa tai 21 minuuttia ääntä, sekä luottokorttien muotoiset CD-levyt (ns. käyntikorttilevyt ).
Tallennetun tiedon kapasiteetin lisääminen on tullut mahdolliseksi, koska levyjen valmistuksessa on käytetty toleransseja täysimääräisesti. Joten esimerkiksi raitojen välinen etäisyys ECMA-130-standardin mukaan on 1,6 ± 0,1 mikrometriä , levyn lineaarinen pyörimisnopeus on 1,2 tai 1,4 m / s ± 0,01 m / s suorituskyvyllä 4,3218 Mbps /With. Kapasiteetti 650 MB vastaa nopeutta 1,41 m/s ja raitojen välinen etäisyys 1,7 mikronia, ja kapasiteetti 800 MB vastaa nopeutta 1,39 m/s ja raitojen välinen etäisyys 1,5 mikronia.
Tyyppi | Kesto, minuuttia |
Sektorit | Max. CD-DA koko | Max. datan koko | ||
---|---|---|---|---|---|---|
tavua | MiB | tavua | MiB | |||
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 |
800 Mt | 90 | 405 000 | 952 560 000 | 908.4 | 829 440 000 | 791,0 |
900 Mt | 99 | 445 500 | 1 047 816 000 | 999,3 | 912 384 000 | 870.1 |
CD-levy on polykarbonaattisubstraatti , jonka paksuus on 1,2 mm ja halkaisija 120 mm ja joka on päällystetty ohuella metallikerroksella ( alumiini , kulta , hopea jne.), suojattu lakkakerroksella, jossa on graafinen esitys levyn sisällöstä. Levyä käytetään yleensä. Substraatin läpi lukemisen periaate tekee tietorakenteen suojaamisesta ja poistamisesta levyn ulkopinnalta erittäin yksinkertaista ja tehokasta. Säteen halkaisija levyn ulkopinnalla on noin 0,7 mm, mikä lisää järjestelmän melunsietokykyä pölyä ja naarmuja vastaan. Lisäksi ulkopinnalla on 0,2 mm korkea rengasmainen ulkonema, jonka ansiosta tasaiselle pinnalle asetettu levy ei pääse koskettamaan tätä pintaa. Levyn keskellä on reikä, jonka halkaisija on 15 mm (ihmisen sormen halkaisija). Levyn paino ilman laatikkoa ~15,7 g Levyn paino tavallisessa jalokivirasiassa (ei ohut) ~74 g.
Sony on kehittänyt levytallennusmuodon, joka tunnetaan nimellä Red Book . Muoto perustuu digitaalisiin audiostandardeihin, joita käytetään digisovittimissa (PCM-prosessoreissa ) PCM-tallennukseen kuluttajavideonauhurilla: bittisyvyys 14 tai 16 bittiä, näytteenottotaajuus 44 056 tai 44 100 Hz. Punaisen kirjan mukaisesti CD-levylle voidaan tallentaa ääntä kahdelle kanavalle 16-bittisellä pulssikoodimodulaatiolla (PCM) ja näytteenottotaajuudella 44,1 kHz. Reed-Solomon-koodilla tehdyn virheenkorjauksen ansiosta kevyet säteittäiset naarmut eivät vaikuta levyn luettavuuteen. Virheellisten PCM - signaaliarvojen tapauksessa, joita virheenkorjausjärjestelmä ei pystynyt korjaamaan, ne korvataan likimääräisillä arvoilla, jotka on saatu interpoloimalla oikeat tiedot. Philips omistaa myös kaikki oikeudet "Compact disc digital audio" -merkkiin, joka on audio-CD-muodon logo.
Levyllä olevat tiedot on kirjoitettu polykarbonaattipohjaan suulakepuristettuna kuoppien kierteisenä radana ( eng. pit - syventäminen). Jokainen kuoppa on noin 100 nm syvä ja 500 nm leveä. Kuopan pituus vaihtelee välillä 850 nm - 3,5 µm . Kuoppien välisiä rakoja kutsutaan maaksi ( englanniksi land - space, base). Kierteessä olevien telojen jako on 1,6 µm. Kuopat hajottavat tai absorboivat niihin putoavan valon samalla kun alusta heijastuu. Siksi tallennettu CD on esimerkki heijastavasta diffraktiohilasta , jonka jakso on 1,6 μm. Vertailun vuoksi DVD: n jakso on 0,74 mikronia.
On olemassa vain luku -levyjä ("alumiini"), CD-R - kerran kirjoitettaviksi, CD-RW - useisiin äänityksiin. Kaksi viimeistä levytyyppiä on suunniteltu tallentamiseen erityisillä tallentimilla. Jotkut CD-soittimet ja musiikkikeskukset eivät ehkä toista tällaisia levyjä (äskettäin kaikki kuluttajamusiikkikeskusten ja CD-soittimien valmistajat ovat sisällyttäneet tuen CD-R/RW-levyjen lukemiseen laitteissaan).
Levyn tiedot luetaan puolijohdelaserin lähettämällä lasersäteellä, jonka aallonpituus on 780 nm . Periaate tietojen lukemisesta laserilla kaikentyyppisille medioille on rekisteröidä muutokset heijastuneen valon intensiteetissä . Lasersäde kohdistetaan informaatiokerrokseen halkaisijaltaan ~1,2 µm:n pisteeseen. Jos valo kohdistetaan kuoppien väliin (linssissä), vastaanottava fotodiodi rekisteröi maksimisignaalin. Jos valo osuu kuoppaan, valodiodi rekisteröi alhaisemman valon intensiteetin.
Ero vain luku -levyjen (CD) ja uudelleenkirjoitettavien levyjen (CD-R/RW) välillä piilee kuoppien muodostamisessa. Vain luku -levyssä kuopat ovat eräänlainen kohokuviorakenne ( faasidiffraktiohila ), jossa kunkin kuopan optinen syvyys on hieman pienempi kuin neljäsosa laservalon aallonpituudesta, jolloin vaihe-ero on puoli aallonpituus kuopasta heijastuneen valon ja maasta heijastuneen valon välillä. Tämän seurauksena havaitaan tuhoavan interferenssin vaikutus valodetektorin tasossa ja signaalitason lasku tallennetaan. CD-R/RW:n tapauksessa kuoppa on alue, joka absorboi enemmän valoa kuin maa (amplitudiffraktiohila). Tämän seurauksena fotodiodi rekisteröi myös levyltä heijastuneen valon intensiteetin vähenemisen. Kuopan pituus muuttaa sekä tallennetun signaalin amplitudia että kestoa.
CD-levyn luku-/kirjoitusnopeus on määritetty 150 KiB /s (eli 153 600 tavua/s) kerrannaisena. Tämä on 75 sektoria sekunnissa, kukin - 2048 tavua. Esimerkiksi 48-nopeuksisen aseman suurin luku- tai kirjoitusnopeus on 48 × 150 = 7200 KiB /s (7,03 MiB/s).
On myös puhdistus-CD-levyjä, joiden pintaan on kiinnitetty puhdistuslaite anturin linssin puhdistamiseksi (katso kuva).
CD-spesifikaatiossa ei ole kopiosuojausmekanismia - levyjä voidaan vapaasti kopioida ja toistaa. Vuodesta 2002 lähtien useat länsimaiset levy-yhtiöt alkoivat kuitenkin yrittää luoda kopiosuojattuja CD-levyjä. Lähes kaikkien menetelmien ydin on tarkoituksella virheiden lisääminen levylle kirjoitettuihin tietoihin, jotta levyä toistetaan kodin CD-soittimella tai musiikkikeskuksella, mutta ei tietokoneella. Tämän seurauksena tällaisia levyjä ei suinkaan lueta kaikilla kuluttajasoittimilla, ja joissakin tietokoneissa niitä luetaan; tulee ohjelmisto, jolla voit kopioida jopa suojattuja levyjä jne. Siitä huolimatta äänitysteollisuus jatkaa uusien menetelmien kokeilua.
Philips on ilmoittanut, että sellaisissa levyissä, jotka eivät ole "Punaisen kirjan" määrittelyjen mukaisia, ei välttämättä ole "Compact disc digital audio" -merkkiä.
Tietolevyille on olemassa erilaisia kopiosuojausmenetelmiä, esimerkiksi datapaikan mittausmenetelmä , StarForce - tekniikat , SecurDisc jne.
CD-Audio-muoto (ennen cd-grabber-ohjelmien tuloa) oli eräänlainen tekijänoikeussuoja, eikä se sallinut äänitiedostojen purkamista levyltä esimerkiksi Windows Explorer -sovelluksen avulla.
On olemassa myös kotitallennukseen suunniteltuja levyjä: CD-R (Compact Disc Recordable) yksittäistallennetta varten ja CD-RW (Compact Disc ReWritable) usean tallennusta varten. Nämä levyt käyttävät erityistä aktiivista materiaalia, jonka avulla voit tallentaa / kirjoittaa uudelleen tietoja. Erottele levyt, joissa on orgaanista (pääasiassa CD-R-tyyppiset levyt) ja epäorgaanista (pääasiassa CD-RW-levyt) aktiivista materiaalia.
Käytettäessä orgaanista aktiivista materiaalia tallentaminen suoritetaan rikkomalla materiaalin kemialliset sidokset, mikä johtaa sen tummumiseen ( materiaalin heijastuskyvyn muuttumiseen ). Käytettäessä epäorgaanista aktiivista materiaalia tallennus suoritetaan muuttamalla materiaalin heijastuskykyä sen siirtyessä amorfisesta aggregaatiotilasta kiteiseen tilaan ja päinvastoin. Molemmissa tapauksissa tallennus tehdään moduloimalla lasertehoa.
Puhekielessä tällaisia tallennettavia levyjä kutsutaan "aihioksi". Tallennusprosessia kutsutaan levyn polttamiseksi ( englanniksi polttaa ).
Korkean tiheyden tallennustekniikan ydin on kahden uuden periaatteen soveltaminen, joiden avulla voit tallentaa kaksi kertaa enemmän tietoa perinteiselle tallennusvälineelle - CD-R-levylle.
Tämän seurauksena yhden HD-BURN-tilassa tallennetun CD-levyn kapasiteetti on kaksi kertaa normaalitilassa tallennetun CD-levyn kapasiteetti.
Muotoiltu CD (hahmoteltu CD-levy) - CD-ROM-levy, mutta ei tiukasti pyöreä, vaan mielivaltainen muoto, jossa on ulkomuodon ääriviivat erilaisten esineiden muodossa, kuten siluetteja, autoja, lentokoneita , sydämet, tähdet, soikeat, luottokorttien muodossa jne. [15] Yleensä käytetään show-liiketoiminnassa ääni- ja videotietojen välittäjänä. Sen patentoi levytuottaja Mario Koss Saksassa (1995).
Yleisesti ottaen muita kuin pyöreitä levyjä ei suositella käytettäväksi CD-ROM-asemissa, koska suurilla nopeuksilla levy voi räjähtää ja poistaa aseman kokonaan käytöstä. Siksi, ennen kuin asetat Shape CD -levyn asemaan, sinun tulee rajoittaa voimakkaasti levyn pyörimisnopeutta erityisohjelmilla. Tämä toimenpide ei kuitenkaan takaa CD-aseman turvallisuutta.
CD-levyt ovat nyt vanhentuneita tallennusvälineitä. Niiden merkitys on hiipumassa, tietokoneteollisuus keskittyy yhä vähemmän CD-levyn kapasiteettiin. Käyttöjärjestelmäkuvat kasvavat CD:n ulkopuolelle: Ubuntu 12.10:n jälkeen kuva on kasvanut yli 700 megatavua. Windows 7 ei enää virallisesti tue asennusta CD-levyltä – viimeinen käyttöjärjestelmä perheessä, joka voidaan asentaa CD-levyltä, on Windows Vista (valinnaisen CD-sarjan kautta). Tietokoneasemia, jotka toimivat vain CD-levyjen kanssa, ei ole enää saatavilla. Musiikkisoittimia tehdään jo USB / TF - suuntautuneiksi ilman asemaa, mikä saa CD-levyt väistymään DVD- ja flash-asemilta.
Lisäksi CD-levyt itsessään ovat epäluotettavia: toistuva asennus / poistaminen aseman navasta kuluttaa vähitellen kiinnitysreikää, minkä seurauksena ajan myötä tiukkaa sovitusta ei taata ja suurella nopeudella pyörivä levy voi romahtaa aseman sisään. ja vahingoittaa sitä sirpaleillaan. Toinen ongelma on lasersäde, joka lukee/kirjoittaa. Se palaa vähitellen levyn pinnan läpi jättäen siihen samankeskisiä raitoja, mikä johtaa lopulta siihen, että levy tulee käyttökelvottomaksi ("levy on kulunut").
Sanakirjat ja tietosanakirjat | ||||
---|---|---|---|---|
|
Perustajat | |
---|---|
Avainluvut |
|
Pääsegmentit | |
Tuotemerkit ja teknologiat |
|
historiallisia tuotteita | |
muu | |
Online-alustat | |
Yrityksiä lakkautettiin |
|
optinen levy | ||
---|---|---|
yleistä tietoa |
| |
Optisten levyjen tyypit |
| |
Muodot |
| |
Suojaustekniikat |