من المعلوم أن أقراص CD وأقراص DVD تشترك في عدد من المزايا، إلا أنها تحمل بين طياتها بعض الفروقات المهمة، ولهذا سوف ابين كل نوع على حدة. الأقراص المدمجة Compact Disks يمثل مصطلح CD باللغة الإنجليزية اختصارا لعبارة «قرص مدمج»disc compact. وطورت هذه التقنية شركتا فيليبس وسوني عام 1981، كوسط لتسجيلات موسيقى الستيريو stereo music، فقد كانت الأسطوانات الموسيقية القديمة مصنوعة من مادة الفينيل vinyl، المعرضة للتلف بسهولة، وكانت تعاني من قصور في توليد مجال كامل من الأصوات، كما كانت تعاني، في الغالب، من مشكلة تداخل الكلام cross talk، حيث يمكن أن نسمع المقاطع الموسيقية ذات الصوت، المرتفع، من خلال المقاطع الموسيقية منخفضة الصوت، المجاورة لها. حلت تقنية أقراص CD جميع هذه المشاكل، بالإضافة إلى أنها قدمت العديد من المزايا الأخرى، ويمتاز الصوت الرقمي بأنه أكثر دقة من الصوت التشابهي في عملية إعادة توليد الأصوات، فرأس القراءة الليزري لا يلامس القرص أبدا، مما يقلل من احتمالات الاهتراء والتلف، كما أن ظاهرة تداخل الكلام لا تحدث في الصوت الرقمي، لأن بيانات الصوت مخزنة على شكل عينات رقمية. يتم تخزين البيانات، كسلسلة من البتات، على مسار حلزوني واحد، يبدأ من مركز القرص، ويمتد نحو حافته الخارجية، وتركز أشعة القراءة الليزرية على طبقة البيانات، ضمن القرص البلاستيكي، حيث تتناوب التجاويف pits على الأرضية land، والأرضية عبارة عن منطقة ملساء خالية من التجاويف، يرتد الضوء المنعكس من خلال موشور prism، وينعكس على حساس ضوئي، يتغير توتر خروجه، اعتمادا على كمية الضوء التي يتلقاها، وكما هو الحال في الوسط المغناطيسي، لا تمثل التجاويف والأرضية، بشكل مباشر، الأصفار والواحدات، بل إن الانتقالات بين التجاويف والأرضية، هي التي تمثل البيانات، عند تسليط الضوء على تجويف، فإنه يتناثر بشكل أكبر من تناثره عند تسليطه على الأرضية، ويستطيع رأس القراءة بهذه الطريقة تحسس الانتقالات بين التجاويف في المسار، ويمكنه بالتالي، إعادة توليد البيانات. تخزن البيانات في عناصر صغيرة جدا: يبلغ طول الخطوة المسارية track pitch أي المسافة بين المسارات المتجاورة 6 ،1 ميكرون فقط، وتتراوح أطوال التجاويف من 83 ،0 إلى 0 ،3 ميكرون، الميكرون هو واحد بالألف من الميلليمتر، ويتم طبع التجاويف في مساحة فارغة، من البلاستيك متعدد الكربونات polycarbonate، يتم تغطيتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم، الذي يعطي القرص لونه الفضي المميز، ثم تغطى طبقة الألمنيوم بطبقة رقيقة من الورنيش lacquer، الذي يؤمن سطحا أملس، يمكن طباعة عنوان القرص عليه. يجهل العديد من المستخدمين، أن الطبقة العلوية من أقراص CD، وهي الطبقة التي يطبع عليها عنوان ومحتويات القرص، هي في الواقع أكثر عرضة للتلف من الطبقة السفلية، ذات السطح الصافي، وإذا خدش السطح العلوي بعمق كاف لتلف طبقة الألمنيوم العاكسة، فليس أمامك من وسيلة لإنقاذ هذا القرص، سوى استبداله، وتركز أشعة الليزر في الواقع، من ناحية أخرى، على طبقة تقع ضمن القاعدة الصافية للقرص، ويمكنها قراءة البيانات متجاوزة بعض الخدوش الصغيرة على السطح، بطريقة مشابهة للطريقة التي يمكننا بها أن نركز على الكائنات الخارجية، عندما ننظر من خلال شبك screen نافذتنا، وحتى إذا كان الخدش حادا، لدرجة أنه يمنع أشعة الليزر من قراءة البيانات، فمن الممكن أن نتمكن من إنقاذ هذا القرص عن طريق تنظيفه وتلميعه. تستخدم أقراص Audio CD الصوت الرقمي، المبني على معدل مسح العينات samplingrate بتردد 1 ،44 كيلوهرتز، والذي يؤمن استجابة ترددية مناسبة للأصوات التي يصل تردد الخطوة فيها حتى 20 كيلوهرتز. يعتقد بعض الخبراء والمختصين في أنظمة الصوت، أن معدل الترددات هذا غير كاف لالتقاط تأثيرات الأصوات النفسية psychoaccoustic، التي لا يسمعها الشخص العادي، وتحتوي كل عينة على 16 بت من البيانات، التي تؤمن 65536 مستوى مطالي مختلف، ويمكن أن نستنتج أن هذا العدد يؤمن مجالا ديناميكيا واسعا، للمقاطع الموسيقية الصاخبة والهادئة، ويتم تسجيل الأصوات في مسارين للحصول على صوت ستيريو. إذا ضربنا 44100 عينة، تتألف كل واحدة منها، من 2 بايت 16 بت تساوي 2 بايت، في عدد القنوات، وهما اثنتان، سنحصل على معدل نقل للبيانات، يزيد قليلا على176 كيلوبايت في الثانية، وتنقل سواقة الأقراص المدمجة أحادية السرعة، البيانات بهذا المعدل، إلا أن جزءا من تيار البيانات، يستخدم للمعلومات المتعلقة بتصحيح الأخطاء، مما يؤدي إلى انخفاض معدل النقل الفعال للسواقة إلى 150 كيلوبايت في الثانية، وإذا سقط أحد بتات المعلومات بأي حال، من مسار القرص المدمج الصوتي، فإن التأثير السمعي قد لا يكون ملحوظا على جودة الصوت، لكن خطأ واحدا في البتات العائدة لملف بيانات أو برنامج، يمكن أن يؤدي إلى عواقب وخيمة، يمكن تخزين حتى 74 دقيقة من الصوت على قرص CD، وهذا ما يعادل أكثر من 783 مليون بايت، وإذا طرحنا منها الكمية المستخدمة لتصحيح الأخطاء، سنحصل على سعة قرص CD- ROM النظامية، والتي تساوي 680 مليون بايت، تقريبا، تخزن البيانات في مسار حلزوني واحد، مما يعني أن رأس القراءة يقرأ كمية أكبر من البيانات في دورة واحدة، عندما يكون عند الحافة الخارجية من القرص، بالمقارنة مع البيانات التي يقرأها عندما يكون أقرب إلى مركز القرص، وتتطلب أقراص CD الصوتية، تدفقا ثابتا ومنتظما للبيانات، مما يعني أن القرص يجب أن يدور بشكل أسرع، عندما يكون رأس القراءة قريبا من مركز القرص، وهذا ما يسمى بالتصميم ذي السرعة الخطية الثابتة constant linear velocity, CLV، بينما يدور القرص الصلب النموذجي بسرعة ثابتة، فنقول أن تصميمه ذو سرعة زاوية ثابتة constant angular velocity, CAV، تكفي سرعة 176 كيلوبايت في الثانية لنقل البيانات الصوتية من الأقراص المدمجة، لكن تعتبر سرعة 150 KBps، بطيئة لتطبيقات البيانات، وتستخدم برامج وألعاب الملتيميديا في الكمبيوترات، قصاصات clips فيديو رقمية، وملفات رسوميات كبيرة، تتطلب معدلات نقل أعلى، لكي تعمل بانسياب، وقد تسارعت سواقات الأقراص المدمجة، في زمن قياسي، إلى درجة أن السواقات ذات 32 ضعف السرعة الأساسية، ويرمز لها 32X، صارت منتشرة في معظم الكمبيوترات الحديثة، كما تتوفر سواقات أسرع من ذلك، ولنلاحظ أن العديد من هذه السواقات الجديدة، يمكنها أن تستخدم، عند قراءة البيانات، السرعة، الزاوية الثابتة CAV وحدها، أو مزيجا من سرعة CAV والسرعة الخطية CLV كما أنها تدعم السرعة الخطية CLV «أحادية السرعة»، المطلوبة للأقراص المدمجة الصوتية، ونتيجة لذلك، فإن معدل نقل البيانات الفعلي يتغير تبعا لموقع البيانات على القرص، ويمكنك في معظم الحالات، الحصول على السرعة الاسمية العظمى، فقط عند قراءة أبعد نقطة من المسار عن المركز، على قرص CD ممتلئ بالبيانات، وحتى مع استخدام السرعات الدنيا لهذه السواقات، فإنها تعتبر أسرع بعشر مرات على الأقل، من السواقات أحادية السرعة 1X الأصلية. تستحق أحد مشتقات هذه التقنية، الإشارة إليه بشكل خاص، وهو أقراص CD-ROM القابلة للتسجيل، أو CD-R. تعتبر الأقراص المدمجة القياسية وسطا صالحا للقراءة فقط، حيث يتم ختم المعلومات فيزيائيا، في فراغات بلاستيكية لا يمكن تغييرها، بينما تسهل تقنية CD-R عملية إنشاء نسخ مستقلة عن البيانات أوالموسيقى، على أقراص مدمجة قابلة للكتابة عليها CD-R، باستخدام سواقات خاصة، وبحيث يمكن استخدام الأقراص الناتجة في أي سواقة CD قياسية، ويتم هذا الأمر عن طريق وضع صباغ حساس للحرارة، بين طبقة البلاستيك الناعم، والطبقة العاكسة، وعندما تستخدم سواقة CD-R ل «حرق» قرص مدمج قابل للكتابة، فإن شعاع الليزر يسخن طبقة الصباغ، إلى درجة تغير خواصها الانعكاسية بشكل دائم، أي إلى تسجيل البيانات عليها، تنشر هذه البقع التي تغيرت خواصها الانعكاسية، شعاع الليزر الصادر عن رأس القراءة، بطريقة مشابهة لما تفعله التجاويف الموجودة على الأقراص المدمجة العادية، ويمكن بالتالي استخدامها في معظم سواقات CD-ROM. [email protected]
