أدى الارتفاع الكبير في حجم الطاقة التخزينية للأقراص المدمجةCD  إلى إحلاله مكان الأشرطة الممغنطة، لما تمتاز به هذه التكنولوجيا من جودة المادة المخزنة عليها وعمرها الافتراضي، وتتعدد استخدامات الCD  حيث يمكن استخدامها لتخزين مواد سمعية أو معلومات، ولكن كيف تعمل هذه الأجهزة، وجهاز قراءة وكتابة هذه الاقراص؟

السعة التخزينية

 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 السي دي يمكن فهم كيف يمكن تخزين هذا الكم الهائل من المعلومات على تلك المساحة الصغيرة نسبياً.

مكونات القرص

 يتكون قرص السي دي من قطعة بلاستيكية بسماكة 2.1 ملم، تعرف باسمpolycarbonate  وعلى هذه الطبقة يوجد طبقة رقيقة من الألومنيوم اللامع بسمك 25.1 نانومتر مغطاة بطبقة حماية من مادة الاكريلاك acrylic .

ويحتوي السي دي على مسار متصل من البيانات في شكل لولبي يبدأ من الداخل إلى الخارج، بالنظر تحت المجهر على شكل هذه المسارات اللولبية التي تحتوي على البيانات نجدها تظهر على صورة مرتفعات Bits عرضها لايتجاوز 5.0 ميكرون وارتفاعها 125 نانومتر ويفصل بين المسار والذي يليه مسافة تبلغ 6.1 ميكرون. وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا قمنا تحويل المسار اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 5.0ميكرون وطوله يتجاوز ال 5 كيلومترات!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز مشغل الأقراص المدمجةCD ROM Drive .

عمل المشغل

 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:

المحرك: يقوم بتدوير قرص السي دي والتحكم بسرعته التي تتراوح من 200-500 دورة في الدقيقة.

الليزر: وهو الاداة المستخدمة لقراءة البيانات من القرص او الكتابة عليه.

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 رقميةDigital  إلى اشارة تناظرية Analogue كما هو الحال في استخدامه لسماع الموسيقا أو لنقل البيانات إلى الكمبيوتر.

والوظيفة الاساسية لمشغل اقراص السي دي هي تركيز أشعة الليزر على المسارات التي تحتوي البيانات، حيث تنفر أشعة الليزر من الطبقة البلاستيكية لتسقط على طبقة الألومنيوم العاكس، حيث تحتوي المسارات على البيانات على شكلBits متقطعة مما يسبب في اختلاف انعكاس شعاع الليزر على هذه المناطق والمناطق التي لا تحتوي على البيانات، وبالتالي يكون الشعاع المنعكس عبارة عن نبضات متقطعة هي بمثابة 0،1 هذه النبضات المتقطعة يقرأها فوتوديود يحول النبضات الضوئية إلى تيار كهربي.

تقوم اجهزة الكترونية في مشغل اقراص السي دي بتفسير هذه التيارات الكهربية الناتجة من الBits  المخزنة على القرص وتحويلها إلى معلومات.

ومن المهم التحكم في موقع شعاع الليزر على المسار اللولبي خلال دوران القرص المرن وهذا يتم من خلال محرك خاص مبرمج لتحريك الليزر بسرعات تتناسب مع سرعة دوران البيانات على القرص حيث أن سرعة تدفق البيانات، ولهذا يجب على المحرك المتحكم في تحريك الليزر أن يتباطأ كلما اتجهنا من المسار الداخلي إلى المسار الخارجي. لنحافظ على معدل تدفق ثابت للبيانات.

شكل البيانات

 يستطيع 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 كمبيوترCD-ROM  أو موسيقاCD-DA  فيقوم البرنامج بعملية الكتابة دون تدخل منا ولكن هذه العملية البسيطة تخفي تعقيدات بحاجة إلى متخصص لفهم آلية 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 ال Bits وهذا مايعرف ب error-correcting codes.  وتسبب الخدوش التي قد تحدث عن الاستخدام الخاطئ لقرص السي دي مما ينتج عنه انقطاع في تدفق البيانات.

http://www.alkhaleej.ae/articles/show_article.cfm?val=249446