انتشر استخدام السي دي CD ليحل
محل معظم وسائط التخزين المتنقلة الأخرى لما تمتاز به هذه التكنولوجيا من ميزات اهمها سعتها
التخزينية الكبيرة وجودة المادة المخزنة عليها وعمرها الأفتراضي، الـ CD متعددة الاستخدامات حيث يمكن استخدامها لتخزين مواد
سمعية أو معلومات، ولأهمية هذا الموضوع سنقوم بتوضيح فكرة عمل اقراص السي دي وجهاز
قراءة وكتابة هذه الاقراص.
جاءت تسميتها بهذا الاسم (سي دي) من أول أحرف للاسم
الإنجليزي Compact Disk
سي دي
CD .
السعة التخزينية لأقراص السي دي
يمكن تخزين مايقارب 74 دقيقة من المعلومات الصوتية على القرص
الواحد، وهذا يعادل 740 ميجابيت من المعلومات على القرص
الذي يبلغ قطره 12 سم، مما يعني أن المساحة المخصصة لكل بايت على القرص يجب أن تكون
متناهية الصغر وبدراسة تركيب قرص لسي دي يمكن فهم كيف يمكن تخزين هذا الكم الهائل
من المعلومات على المساحة الصغيرة نسبياً.
مكونات قرص السي دي
يتكون السي دي من البلاستيك بسمك قدره 1.2
مم تعرف باسم polycarbonate وعلى هذه الطبقة يوجد طبقة رقيقة من الألومنيوم اللامع
بسمك 1.25 نانومتر مغطاة بطبقة حماية من مادة الاكريلاك acrylic كما في الشكل.
السي دي يحتوي على مسار متصل من
البيانات في شكل لولبي يبدأ
من الداخل إلى الخارج، وهذا
يعني أنه بالامكان تقليل قطر السي دي عن 12 سم إذا رغبنا في ذلك. وفي الحقيقة يوجد
بطاقات بحجم بطاقة business cards يمكن وضعها في جهاز قارئ السي دي وتحتوي على
بيانات بسعة تخزينية قدرها 2 ميجابيت .
وبالنظر تحت المجهر على شكل هذه المسارات اللولبية
التي تحتوي على البيانات نجدها تظهر كما في الشكل المقابل على صورة مرتفعات Bits عرضها لايتجاوز 0.5
ميكرون وارتفاعها 125 نانومتر ويفصل بين المسار والذي يليه مسافة تبلغ 1.6 ميكرون. وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا قمنا تحويل المسار
اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 0.5ميكرون
وطوله يتجاوز الـ 5 كيلومتر!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز
الـ CD ROM Drive.
مشغل اقراص الـ CD
يقوم جهاز مشغل أقراص السي دي بالبحث عن المعلومات المخزنة
في صورة Bits على المسارات اللولبية سابقة الذكر
وقراءتها وهذا يتطلب دقة عالية. ويمكن تقسيم مشغل اقراص السي دي إلى ثلاثة اقسام
رئيسية هي:
-
الموتور: يقوم بتدوير قرص
السي دي والتحكم بسرعته التي تتراوح من 200-500 دورة في الدقيقة.
-
الليزر: وهو الاداة
المستخدمة لقراءة البيانات من القرص.
-
الباحث: وهو الذي يقوم
بتوجيه شعاع الليزر على المسارات المخصصة للبيانات بدقة فائقة.
كما تجدر الاشارة إلى أن مشغل الأقراص يحتوي على قطع
الكترونية تقوم بتحويل البيانات المخزنة في صورة رقمية Digital
إلى اشارة تناظرية Analogue كما هو الحال في استخدامه
لسماع الموسيقى أو لنقل البيانات إلى الكمبيوتر.
إن الوظيفة الاساسية لمشغل اقراص السي
دي هي تركيز أشعة الليزر على المسارات التي تحتوي البيانات، حيث تنفز أشعة الليزر
من الطبقة البلاستيكية لتسقط على طبقة الألومنيوم العاكس،و هذه المسارات تتكون
نتيجة التسجيل المسبق على سطح الأسطوانة بواسطة جهاز يشبة مشغل قارىء الأسطوانات و
لكنه يستخدم أيضاً فى الكتابة و يسمى cd writer و يختلف
عن المشغل العادى فى أنه عند الكتابة فأنه يصدر عنه شعاع ليزر أقوى من الشعاع
المستخدم فى القراءة مما يسبب حرق و اذابة أجزاء من الطبقة السطحية للأسطوانة مكونا
المسارات التى تخزن من خلالها المعلومات و البيانات وحيث أن المسارات تحتوي
على البيانات على شكل Bits متقطعة مما يسبب في اختلاف
انعكاس شعاع الليزر على هذه المناطق والمناطق التي لاتحتوي على البيانات وبالتالي
يكون الشعاع المنعكس عبارة عن نبضات متقطعة هي بمثابة 0 , 1
هذه النبضات المتقطعة يقرأها ثنائى الضوئى أو فوتوديود يحول النبضات الضوئية إلى تيار كهربي. تقوم اجهزة الكترونية في مشغل اقراص السي دي بتفسير هذه التيارات الكهربية الناتجة من
الـ Bits المخزنة على القرص وتحويلها إلى معلومات.
من المهم التحكم في موقع شعاع الليزر على المسار اللولبي
خلال دوران القرص المرن وهذا يتم من خلال موتور خاص مبرمج لتحريك الليزر بسرعات
تتناسب مع سرعة دوران البيانات على القرص حيث أن سرعة تدفق البيانات تساوي حاصل ضرب
السرعة الزاوية للقرص في نصف قطر المسار. ولهذا يجب على الموتور المتحكم في تحريك
الليزر أن يتباطأ كلما اتجهنا من المسار الخارجي إلى المسار الداخلي. لنحافظ على
معدل تدفق ثابت للبيانات.
شكل البيانات المخزنة على السي دي
ي
ستطيع كل شخص ان يخزن البيانات التي يريدها على
قرص السي دي إذا امتلك جهاز قراءة وكتابة وكل ما عليه هو تحديد نوع البيانات اذا
كانت بيانات كمبيوتر CD-ROM أو موسيقى
CD-DA فيقوم البرنامج بعملية الكتابة دون تدخل منا ولكن
هذه العملية البسيطة تخفي تعقيدات بحاجة إلى متخصص لفهم ألية تخزين البيانات على
السي دي وهذا ما يعرف بألية التشفير data encoding methodology. والتي يجب
أن تراعى النقاط التالية:
-
توجيه الليزر بين مناطق البيانات المخزنة مثل بداية
المقطوعة الموسقية ونهايتها والمقطوعة التي تليها.
-
أن يتضمن التشفير كاشف للخطأ الناجم عن الخطأ في تفسير بعض
الـ Bits وهذا مايعرف بـ error-correcting codes.
-
الخدوش التي قد تحدث عن الاستخدام الخاطئ لقرص السي دي مما
ينتج عنه انقطاع في تدفق البيانات .
-
تحديد ما اذا كانت الأسطوانة ستستخدم فى تشغيل جهاز لا
يحتوى على نظام تشغيل فتعمل كـdisc start up مثلاً
لتشغيل الجهاز من على الدوس و يجب عليها اعداد قطاع التحميل
Boot Sector بالأسطوانة بحيث عندما يعمل الجهاز فأنه عندما يشعر بوجود
أسطوانة عليها قطاع تحميل فانه يقوم بالتحميل منها أولاً و ذلك فى حالة
تعديلك لـBios الجهاز للقيام بذلك .
على العموم فان هذا العلم واسع و
حاولت أختصر لكم الهام و المفيد منه فقط من العديد من المواقع لتحقيق الأستفادة
القصوى .
أرجو أن أكون قد أفدتكم بهذ المقال البسيط
و لا تنسونا من صالح دعائكم
أخيكم / أحمد الطلخاوى
