Cakera padat

Cakera Padat

Cakera padat yang biasa
Jenis media:	Cakera optik
Pengekodan:	Audio PCM dua saluran pada 16 bit/44100 hz
Muatan:	Sehingga 800MiB
Mekanisme baca:	Laser semikonduktor panjang gelombang 780 nm
Dimaju oleh:	Sony&Philips
Penggunaan:	Storan audio dan data

Warna-warna gangguan. Pantulan pendarrona pada cakera padat.

Cakera padat(bahasa Inggeris:compact discatauCD) adalahcakera optikyang digunakan bagi menyimpan data digital yang padal asalnya dibangunkan bagi menyimpanbunyi digital.CD yang dijual di pasaran pada lewat tahun1982masih merupakan media fizikal yang piawai untukperakaman audiokomersil sehingga kini (2007). Sebuah CD audio terdiri daripada satu atau lebihrunutstereoyang disimpan menggunakan pengekodanPCM16-bitpada kadar pensampelan sebanyak 44.1 kHz. CD piawai mempunyai diameter sebanyak 120 mm dan boleh menyimpan audio sebanyak lebih kurang 80 minit (bergantung kepada apa yang dirakamkan). Terdapat juga cakera 80 mm yang kekadang digunakan untuk CD single yang boleh menyimpan audio sebanyak lebih kurang 20 minit.

Teknologi cakera padat kemudian diubah suai untuk dijadikanperanti storan datayang dikenali sebagaiCD-ROM,dan merangkumi media perakaman tunggal serta perakaman berbilang kali (CD-RdanCD-RW). CD-ROM dan CD-R masih merupakan teknologi yang digunakan secara meluas dalam industrikomputer peribadipada hari ini (2007). CD dan produk-produk lanjutannya telah amat berjaya: pada tahun2004,jualan tahunan CD-Audio,CD-ROM,danCD-Rdi seluruh dunia mencapai sekitar 30bilionkeping cakera.

Sejarah

Pada tahun1979,PhilipsdanSonymenubuhkan sebuahpasukan petugasjuruterabersama untuk mereka bentuk cakera audio digital yang baru. Ahli-ahli terkenalnya termasukJoop Sinjou,Kees Immink,danToshi tada Doi.Selepas setahun pengujika gian dan perbincangan, pasukan petugas itu menerbitkan "Buku Merah",piawai cakera padat. Philips menyumbangkanprosespengilanganam, berdasarkan teknologiLaserDiscvideo, sertaPemodulatan Lapan-hingga-Empat Belas(EFM) yang menawarkan kedua-dua tempoh main yang panjang serta kebingkasan yang tinggi terhadap kerosakan pengelolaan cakera, seperti cakar dan cap jari. Sony pula menyumbangkanPengekodan Reed-Solomon Antara Lembaran Silang(CIRC), kaedahpembetulan ralat.Kisah Cakera padat,yang diceritakan oleh seorang bekas ahli pasukan petugas, memberikan maklumat latar tentang banyak keputusan teknik yang dibuat, termasuk pemilihan frekuensi pensampelan, tempoh main, dan diameter cakera. Menurut Philips, Cakera padat "direka bersama-sama oleh sekumpulan besar yang bekerja sebagai sebuah pasukan".

Cakera padat tiba di pasaranAsiapada lewat tahun1982,dan pada awal tahun yang berikut diAmerika Syarikatdan pasaran-pasaran yang lain. Cakera-cakera padat pertama yang dijual merupakan 16 buah judul buatanJepundaripada CBS/Sony. Peristiwa ini seringnya diperlihatkan sebagai "Letupan Besar"revolusi audio digital. Cakera audio yang baru ini disambut dengan ghairah, khususnya oleh komuniti-komunitimuzik klasikdanaudiofil,dengan mutu pengelolaannya diberikan sanjungan yang tinggi. Ketika harga pemain CD turun dengan pantas, cakera padat mula menjadi popular di pasaran-pasaranmuzik popdanmuzik rockyang lebih besar.

Cakera padat pada asalnya dianggap sebagai suatu evolusipiring hitam,dan bukan terutamanya sebagai suatu media storan data. Hanya kemudian bahawa konsep 'fail audio', serta penggunaan umum untuk sebarang fail data, muncul. Dari asalnya sebagai salah satu format muzik, cakera padat telah bertumbuh untuk merangkumi penggunaan yang lain.SonydanPhilipsmemperkenalkanCD-ROM(ingatan baca sahaja) pada bulan Jun1985danCD-R(CD boleh rakam) pada tahun1990.

Perincian fizikal

DVD dan CD biasanya dijual dalam pek 100, 50, 10, atau 1 keping.

Cakera pada diperbuat daripadaplastikpolikarbonatsetebal 1.2mmyang telah dilapisi dengan lapisan aluminium amat tulin yang sangat nipis (atau jarang-jarang sekali,emas,digunakan bagi ketahanan data, (seperti edisi terhad CDaudiophile) yang dilindung oleh lapisanlacquer.Lacquer boleh dicetak denganlabel.Kaedah cetakan biasa bagi cakera adalah skrinsutera dan cetakan offset. CD tersedia dalam dua saiz. Yang paling biasa adalah 120 mmdiameter,dengan keupayaan audio 74-minute dan 650-MB data (Seestorage capacity;faktor bentuk ini juga sering disalah anggap dikenali sebagai "CD5" kerana ia sekitar limaincikeratan rentas). Cakera piwaian sedemikian seberat 15 gram. Ia tutut tersedia sebagai cakera 80-mm, format yang kebanyakannya digunakan bagi CD bunyi tunggal dalam beberapa kawasan (contoh.Jepun), sama seperti piring hitam tunggal lama. Setiap "CDmini"atau" CD Maxi "sedemikian mampu menyimpan 21 minit muzik, atau 180 MB data (faktor ini turut dikenali sebagai" CD3 ", kerana ia sekitar tiga inci keratan lintas). Bentuk unik lain dan lebih kecil dari biasa sering dijual atau diberikan sebagai bahan promosi. Contoh, termasuk CD kad business dalam bentuk kad segiempat, CD berbentuk peta negara, dll.

Terdapat lubang sebesar 15mm di tengah-tengah cakera, yang biasanya akan digunakan oleh sejenis pengapit atau pemegang cakera yang terdapat di dalam pemain cekara untuk memegang cakera ditempatnya dan membolehkan cakera tersebut diputar oleh motor. Diameter lubah tersebut adalah lebih kurang sama dengan ukuran duit syiling 10 sen Belanda. Para jurutera Philips pada masa itu menggunakan syiling tersebut untuk menentukan saiz lubang itu, dan syiling muat ke dalam lubang cakera dengan tepat sekali.

Maklumat pada CD piwaian dikod sebagai landasanberlubang - (pit)berpilin yang diacu pada lapisan polikarbon (polycarbonate) (Kawasan antara lubang dikenali sebagaidarat). Setiap lubang sedalam sekitar 125nmdengan keluasan 500 nm, dan berbeza antara 850 nm hingga 3.5μmpanjang. Ruang antara landasan adalah seluas 1.6 μm. Untuk membayangkan skala lubang dan darat pada CD, sekiranya cakera diperbesarkan pada saiz stadium, lubang itu adalah sebesar sebiji pasir. Pilin bermula dari pusat cakera dan bergerak ketepi, yang membenarkan pelbagai saiz format tersedia.

CD dibaca dengan memusat laser semikonduktor jarak gelombang 780 nm melalui bawah lapisan polikarbon. Perbezaan jarak antara lubang dan darat adalah satu per enam jarak gelombang cahaya laser, mendorong kepada perbezaan satu per tiga jarak gelombang fasa antara cahaya yang dipantulkan daripada lubang dan daripada darat sekitarnya. Yang keenam, 125 nm, (dan bukannya suku) jarak gelombang dipilih sebagai tolak ansur yang baik antara isyarat jejak radial tolak-tarik dan isyarat bacaan-luar aperture penuh. Ganguan mengurangkan kekuatan cahaya dipantul dibandingkan dengan apabila laser dipantulkan oleh hanya darat. Dengan mengukur kekuatan ini denganfotodiod,data boleh dibaca dari cakera. Lubang dan darat itu sendiri tidak mewakili sifar dan satudata binari.Sebaliknya perbezaan antara lubang dan darat atau darat ke lubang mewakili satu, sementara tiada perubahan menunjukkan sifar. Ini seterusnya dinyahkod dengan menbalikkanmodulasi lapan ke empatbelasyang digunakan bagi menghasilkan cakera utara, akhirnya mendedahkan data kasar tersimpan dalam cakera.

Cakera 74-minit (650MB) mempunyai sekitar 333,000 sektor sementara cakera 80 minit (700MB) mempunyai sekitar 360,000 sektor membenarkan simpanan lebih besar. Versi 90 dan 99 minit mengikut tambahan logik yang sama menyumbat lebih banyak sektor tetapi mengurangkan daya harap sepanjang pemancu. Lubang lebih dekat pada sebelah label cakera, dengan itu kecacatan dan kekotoran pada sebelah jernih boleh diherot semasa dimainkan. Dengan itu cakera lebih mudah dirosakkan dengan mencalar sebelah label, sementara calar disebelah jernih boleh dibaiki dengan mengisi calar dengan plastik yang mempunyai index pantulan (index of refraction) yang sama.

Format Bunyi

Format bagi cakera bunyi, dikenali sebagai piwaian SONY "Buku Merah (Red Book)",dibentangkan oleh Sony dan Philips pada tahun 1981. Philips bertanggungjawab bagi program perlesenan bagi hakmilik intelektual berkait dengan Cakera Padat termasuk logo" Cakera Padat Bunyi Digital "yang terdapat pada cakera. Secara meluas format tersebut adalah dua-saluran (bunyi empat-saluran merupakan pilihan yang dibenarkan dalam format Buku Merah, tetapi tidak pernah dilaksanakan) 16-bit stereo pengekodmodulasi kod-denyut (Pulse-code modulation - PCM)pada 44.1 kHzsampling rate.

Inovasi Pembetul Ralat

Pembetul ralat Reed-Solomon (Reed-Solomon error correction)membenarkan CD dicalar sehingga ke tahap tertentu dan masih boleh digunakan. Kod R-S untuk cakera padat adalahCIRC.

Origins of 44.1 kHz sampling

Frekuensi tertinggi yang boleh didengari oleh telinga manusia sekitar 20,000 Hz. Cakera padat direka dengan keupayaan mengandungi keseluruhan julat pendengaran, dan dengan itu mengatasi had pembawa audio tahap pengguna sebelumnya.provableNyquist–Shannon sampling theoremmenyatakan bahawa apabilaquantizingisyarat diberikan luas gelombang (bandwidth) (20 kHz dalam kes ini, 0 - 20 kHz), agar mampu menghasilkan kembali bentuk gelombang asaldengan sempurnadaripada maklumat didigital,

Struktur Data

Inovasi Pembetul Ralat

Pembetul ralat Reed-Solomon (Reed-Solomon error correction)membenarkan CD dicalar sehingga ke tahap tertentu dan masih boleh digunakan. Kod R-S untuk cakera padat adalahCIRC.

Origins of 44.1 kHz sampling

Frekuensi tertinggi yang boleh didengari oleh telinga manusia sekitar 20,000 Hz. Cakera padat direka dengan keupayaan mengandungi keseluruhan julat pendengaran, dan dengan itu mengatasi had pembawa audio tahap pengguna sebelumnya.provableNyquist–Shannon sampling theoremmenyatakan bahawa apabilaquantizingisyarat diberikan luas gelombang (bandwidth) (20 kHz dalam kes ini, 0 - 20 kHz), agar mampu menghasilkan kembali bentuk gelombang asaldengan sempurnadaripada maklumat digital,

Hak Cipta

Spesifikasi audioBuku Merahtidak merangkumi apa-apa mekanismeperlindungan salinyang serius, kecuali sedikit mengenai 'anti-salin' dalam subkod. Mulai awal tahun2002,syarikat rakaman banyak kali cuba memasarkan CD bukan standard "dilindung salin" yang tidak boleh disalin ke dalam cakera keras atau mudah ditukar ke formatMP3.Satu kelemahan cakera-cakera khas ini ialah kebanyakannya tidak boleh dimainkan dalam cakera CD-ROM komputer, serta juga beberapa pemain CD tunggal yang menggunakan mekanisme CD-ROM. Philips telah menyatakan bahawa cakera-cakera ini tidak dibenarkan berlogoCompact Disc Digital Audioyang ditanda dagangkerana melanggar spesifikasi Buku Merah. Lebihan pula, timbulnya juga bantahan awam terhadap cakera dilindung salin kerana ramai yang memandangnya sebagai ancaman kepadapenggunaan sesuai.Berbilang sistem perlindungan salin telah diatasi oleh perisian yang mudah didapati dan selalunya percuma.

Rujukan Data

• Kees Immink,The Compact Disc Story,AES Journal, pp. 458-465, May 1998[1]Diarkibkan2008-03-06 diWayback Machine.

• Kenneth C. Pohlmann (1992).The Compact Disc Handbook.Middleton, Wisconsin: A-R Editions. ISBN 895793008.

Pantauan Luar

• CD-ROM
• Video CD
  • DVD