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O disco compacto (conhecido popularmente como CD pelas siglas em inglês de Compact Disc) é um suporte digital óptico utilizado para armazenar qualquer tipo de informação (audio, imagens, vídeo, documentos e outros dados). Em espanhol ou castelhano já se pode escrever cedé (como se pronuncia) porque tem sido aceitada e lexicalizada pelo uso; em grande parte de Latinoamérica pronuncia-se [sidí], como em inglês, mas a Associação de Academias da Língua Espanhola desaconseja —em seu Dicionário panhispánico de dúvidas— essa pronunciación.[1] Também se aceita cederrón[2] (de CD-ROM). Hoje em dia, segue sendo o médio físico preferido para a distribuição de audio.
O CD regular têm um diâmetro de 12 centímetros e podem armazenar até 80 minutos de audio (ou 700 MB de dados). Os MiniCD têm 8 cm e são usados para a distribuição de singelos e de controladores guardando até 24 minutos de audio ou 214 MB de dados.
Esta tecnologia foi mais tarde expandida e adaptada para o armazenamento de dados (CD-ROM), de video (VCD e SVCD), a gravação doméstica (CD-R e CD-RW) e o armazenamento de dados mistos (CD-i), Photo CD e CD EXTRA.
O disco compacto segue gozando de popularidade no mundo actual. No ano 2007 tinham-se vendido 200 milhões de CD no mundo.
Conteúdo |
O disco compacto foi criado pelo holandês Kees Immink, de Philips , e o japonês Toshitada Doi, de Sony , em 1979 . Ao ano seguinte, Sony e Philips, que tinham desenvolvido o sistema de audio digital Compact Disc, começaram a distribuir discos compactos, mas as vendas não tiveram sucesso pela depressão económica daquela época. Então decidiram abarcar o mercado da música clássica, de maior qualidade. Começava o lançamento do novo e revolucionário formato de gravação audio que posteriormente estender-se-ia a outros sectores da gravação de dados.
O sistema óptico foi desenvolvido por Philips enquanto a Leitura e Codificação Digital correu a cargo de Sony, foi apresentado em junho de 1980 à indústria e aderiram-se ao novo produto 40 companhias de todo mundo mediante a obtenção das licenças correspondentes para a produção de reprodutores e discos.
Em 1981, o director de orquestra Herbert von Karajan convencido do valor dos discos compactos, promoveu-os durante o festival de Salzburgo e desde esse momento começou seu sucesso. Os primeiros títulos gravados em discos compactos na Europa foram a Sinfonía alpina de Richard Strauss, os valses de Frédéric Chopin interpretados pelo pianista chileno Claudio Arrau e o álbum The Visitors de ABBA , em 1983 produzir-se-ia o primeiro disco compacto nos Estados Unidos por CBS (Hoje Sony Music) sendo o primeiro título no mercado um álbum de Billy Joel. A produção de discos compactos se centralizó por vários anos nos Estados Unidos e Alemanha de onde eram distribuídos a todo mundo. Já entrada a década dos noventas se instalaram fabricas em diversos países como exemplo em 1992 Sonopress produziu em México o primeiro CD de Título "De Mil Cores" de Daniela Romo.
No ano 1984 saíram ao mundo da informática, permitindo armazenar até 700 MB. O diâmetro da perforación central dos discos compactos foi determinado em 15 mm, quando entre comidas, os criadores se inspiraram no diâmetro da moeda de 10 centavos de florín de Holanda. Em mudança, o diâmetro dos discos compactos é de 12 cm, o que corresponde à largura dos bolsillos superiores das camisas para homens, porque segundo a filosofia de Sony, todo devia caber ali.
Apesar de que pode ter variações na composição dos materiais empregados na fabricação dos discos, todos seguem um mesmo padrão: os discos compactos fazem-se de um disco grosso, de 1,2 milímetros, de policarbonato de plástico, ao que se lhe acrescenta uma capa reflectante de alumínio, utilizada para obter mais longevidade dos dados, que refletirá a luz do laser (na faixa espectro infravermelho e por tanto não apreciable visualmente); posteriormente acrescenta-se-lhe uma capa protectora de laca, mesma que actua como protector do alumínio e, opcionalmente, uma etiqueta na parte superior. Os métodos comuns de impressão no CD são a serigrafía e a impressão Offset. No caso do CD-R e CD-RW usa-se ouro, prata e ligas das mesmas que por sua ductilidad permite aos lasers gravar sobre ela, coisa que não poder-se-ia fazer sobre o alumínio com lasers de baixa potência.
Um CD de audio reproduz-se a uma velocidade tal que se lêem 150 KB por segundo. Esta velocidade baseie usa-se como referência para identificar outros leitores como os de computador, de maneira que se um leitor indica 24x, significa que lê 24 x 150 kB = 3.600 kB/s, ainda que se tem de considerar que os leitores com indicação de velocidade superior a 4x não funcionam com velocidade angular variável como os leitores de CD-DÁ, senão que empregam velocidade de giro constante, sendo a rádio obtenible pela fórmula anterior o máximo alcanzable (isto é, ao ler os dados gravados junto à borda exterior do disco).
A área do disco é de 86,05 cm², de modo que a longitude do torque grabable será de 86,05/1,6 = 5,38 km. Com uma velocidade de exploração de 1,2 m/s, o tempo de duração de um CD-DÁ é 80 minutos, ou ao redor de 700 MB de dados. Se o diâmetro do disco em vez de 120 milímetros fosse 115 mm, o máximo tempo de duração teria sido 68 minutos, isto é, 12 minutos menos.
O CD-Roms estão constituídos por uma pista em torque que apresenta o mesmo número de bits por centímetro em todos seus trechos (densidade linear constante), para aproveitar melhor o médio de armazenamento, e não desperdiciar espaço como sucede nos discos magnéticos. É por isto que na leitura e gravação de um CD, à medida que o faz laser se afasta do centro do disco, a velocidade deve diminuir, já que no centro o torque é de menos longitude que nas bordas. Alternando as velocidades consegue-se que a quantidade de bits lidos por segundo seja constante em qualquer trecho, seja no centro ou nas bordas. Se esta velocidade fosse constante, ler-se-iam menos bits por segundo se a zona esta mais cerca do centro, e mais se esta mais cerca das bordas. Tudo isto significa que um CD gira a uma velocidade angular variável.
Para poder conseguir que o CD tenham igual densidade em qualquer trecho do torque, na gravação, o faz laser emitido pela cabeça (que se move em linha recta radial desde o centro à beira do plato) gera o torque a velocidade linear constante (CLV), isto significa que a quantidade de bits gravados por segundos será constante.
Mas para poder conseguir isto, e manter uma densidade linear constante e a pista em torque, será necessário que o CD gire a uma velocidade angular variável (explicado anteriormente). Portanto, por girar um CD a uma velocidade angular variável, e ser escrito a velocidade linear constante, escrevem-se e lêem a mesma quantidade de bits por segundo e por centímetro, qualquer seja a posição do mesmo. Enquanto a cada voltada do torque conterá mais ou menos bits segundo se este mais cerca do centro ou da borda.
Os dados digitais em um CD iniciam-se no centro do disco e terminam na borda destes, o que permite os adaptar a diferentes tamanhos e formatos. O CD estándares estão disponíveis em diferentes tamanhos e capacidades, assim temos a seguinte variedade de discos:
Um CD-ROM regular pode albergar 650 ou 700 (às vezes 800) MB de dados. O CD-ROM é popular para a distribuição de software, especialmente aplicações multimédia, e grandes banco# de dados. Um CD pesa menos de 30 gramas.
Para pôr a memória do CD-ROM em contexto, uma novela média contém 60,000 palavras. Se assume-se que uma palavra média tem 10 letras —de facto é consideravelmente menos de 10 de letras— e a cada letra ocupa um byte, uma novela portanto ocuparia 600,000 bytes (600 kb). Um CD pode portanto conter mais de 1000 novelas. Se a cada novela ocupa pelo menos um centímetro em um estante, então um CD pode conter o equivalente a mais de 10 metros no estante. No entanto, os dados textuais podem ser comprimidos mais dez vezes, usando algorítmos compresores, portanto um CD-ROM pode armazenar o equivalente a mais de 100 metros de estante
| Tipo | Sectores | Capacidade máxima de dados | Capacidade máxima de audio | Tempo | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (MB) | (MiB) | (MB) | (MiB) | (min) | ||
| 8 cm | 94,500 | 193.536 | ˜ 184.6 | 222.264 | ˜ 212.0 | 21 |
| 8 cm DL | 283,500 | 580.608 | ˜ 553.7 | 666.792 | ˜ 635.9 | 63 |
| 650 MB | 333,000 | 681.984 | ˜ 650.3 | 783.216 | ˜ 746.9 | 74 |
| 700 MB | 360,000 | 737.280 | ˜ 703.1 | 846.720 | ˜ 807.4 | 80 |
| 800 MB | 405,000 | 829.440 | ˜ 791.0 | 952.560 | ˜ 908.4 | 90 |
| 900 MB | 445,500 | 912.384 | ˜ 870.1 | 1,047.816 | ˜ 999.3 | 99 |
Nota: Estes valores não são exactos.
Para mais informação sobre os estándares relacionados com o mundo do Disco Compacto, visite Rainbow Books.
Uma vez resolvido o problema de armazenar os dados, fica o de interpretá-los de forma correcta. Para isso, as empresas criadoras do disco compacto definiram uma série de estándares, a cada um dos quais refletia um nível diferente. A cada documento foi encuadernado em uma cor diferente, dando nome à cada um dos «livros arcoiris» (Rainbow Books).
Para descrever a qualidade de um CD-ROM este é provavelmente um dos parámetros mais interessantes. O tempo de acesso toma-se como a quantidade de tempo que lhe leva ao dispositivo desde que começa o processo de leitura até que os dados começam a ser lidos. Este parámetro vem dado por: a latencia, o tempo de busca e o tempo de mudança de velocidade (nos dispositivos CLV). Tenha-se em conta que o movimento de busca da cabeça e a aceleração do disco se realizam ao mesmo tempo, portanto não estamos a falar de somar estes componentes para obter o tempo de acesso senão de processos que justificam esta medida.
Este parámetro, obviamente, depende directamente da velocidade da unidade de CD-ROM já que os componentes deste também dependem dela. A razão pela que o tempo de acesso é maior no CD-rom com respeito aos discos duros é a construção destes. A disposição de cilindros dos discos duros reduz consideravelmente os tempos de busca. Por sua vez o CD-ROM não foram inicialmente criados para o acesso aleatório senão para acesso sequencial do CD de audio. Os dados dispõem-se em torque na superfície do disco e o tempo de busca é portanto muito maior.
Uma questão a ter em conta é o reclamo utilizado em muitas ocasiões pelos fabricantes, isto é, se as taxas de acesso mais rápidas encontram-se nos 100 ms (150 ms é um tempo de acesso típico) tentarão convencer-nos de que um CD-ROM cuja velocidade de acesso é de 90 ms é infinitamente melhor quando a realidade é que a diferença é na prática inapreciable, por suposto que quanto mais rápido seja um CD-ROM melhor, mas há que ter em conta que preço estamos dispostos a pagar por uma característica que depois não vamos apreciar.
O primeiros CD-ROM operavam à mesma velocidade que o CD de audio regular: de 210 a 539 RPM dependendo da posição da cabeça, com o que se obtinha uma razão de transferência de 150 KB/s velocidade com a que se garantia o que se conhece como qualidade CD de audio. Não obstante, em aplicações de armazenamento de dados interessa a maior velocidade possível de transferência para o que é suficiente aumentar a velocidade de rotação do disco. Assim aparecem o CD-ROM 2X, 4X, .... 24X, ?X que simplesmente duplicam, cuadriplican, etc. a velocidade de transferência.
A maioria dos dispositivos de menor velocidade que 12X usam CLV, os mais modernos e rápidos, não obstante, optam pela opção CAV. Ao usar CAV, a velocidade de transferência de dados varia segundo a posição que ocupem estes no disco ao permanecer a velocidade angular constante. Um aspecto importante ao falar do CD-ROM de velocidades 12X ou maiores é, a que nos referimos realmente quando falamos de velocidade 12X, dado que neste caso não temos uma velocidade de transferência 12 vezes maior que a referência e esta nem sequer é uma velocidade constante. Quando dizemos que um CD-ROM CAV é 12X queremos dizer que a velocidade de giro é 12 vezes maior na borda do CD. Assim um CD-ROM 24X é 24 vezes mais rápido na borda mas no médio é um mais 60% lento com respeito a sua velocidade máxima.
| Velocidade | Velocidade de Transferência |
|---|---|
| 1x | 150 KB/s |
| 2x | 300 KB/s |
| 4x | 600 KB/s |
| 8x | 1200 KB/s |
| 10x | 1500 KB/s |
| 12x | 1800 KB/s |
| Velocidade | Velocidade Mínima | Velocidade Máxima |
|---|---|---|
| 16X | 930KB/s | 2400KB/s |
| 20X | 1170KB/s | 3000KB/s |
| 24X | 1400KB/s | 3600KB/s |
| 32X | 2100KB/s | 4800KB/s |
O tempo de busca refere-se ao mesmo tempo em que leva mover a cabeça de leitura até a posição do disco na que estão os dados. Só faz sentido falar desta magnitude em média já que não é o mesmo atingir um dado que está cerca da borda que outro que está cerca do centro. Esta magnitude faz parte do tempo de acesso que é um dado bem mais significativo. O tempo de busca tem interesse para entender os componentes do tempo de acesso mas não tanto como magnitude em si.
No CD-ROM de velocidade linear constante (CLV), a velocidade de giro do motor dependerá da posição que a cabeça de leitura ocupe no disco, mais rápido quanto mais cerca do centro. Isto implica um tempo de adaptação para que este motor tome a velocidade adequada uma vez que conhece o ponto no que se encontram os dados. Isto se costuma conseguir mediante um microcontrolador que relaciona a posição dos dados com a velocidade de rotação.
No CD-ROM CAV não faz sentido esta medida já que a velocidade de rotação é sempre a mesma, de modo que a velocidade de acesso ver-se-á beneficiada por esta característica e será algo menor; não obstante, deve-se ter em conta que dado que os fabricantes indicam a velocidade máxima para o CD-ROM CAV e esta velocidade é variável, um CD-ROM CLV é bem mais rápido que outro da mesma velocidade CAV quanto mais cerca do centro do disco.
A maioria do CD-ROM costumam incluir uma pequena cache cuja missão é reduzir o número de acessos físicos ao disco. Quando se acede a um dado no disco este se grava na cache de maneira que se voltamos a aceder a ele, este tomar-se-á directamente desta memória evitando o lento acesso ao disco. Por suposto quanto maior seja o cache maior será a velocidade de nossa equipa mas também não há demasiada diferença de velocidade entre diferentes equipas por este motivo já que esta memória só nos evita o acesso aos dados mais recentes que são os que vão substituindo dentro do cache aos que levam mais tempo e dada a característica, assim que volume de informação, das aplicações multimédia nada nos evita o ter que aceder ao dispositivo e como já temos explicado este é um dos parámetros determinantes da velocidade deste dispositivo. Obviamente, quanto mais cache tenhamos melhor mas tendo em conta o preço que estamos dispostos a pagar por ela.
A leitora de CD, também chamada reprodutor de CD, é o dispositivo óptico capaz de reproduzir o CD de audio, de video, de dados, etc. utilizando um laser que lhe permite ler a informação contida em ditos discos.
O leitor de discos compactos está composto de:
Passos que segue a cabeça para a leitura de um CD:
Os discos ópticos apresentam uma capa interna protegida, onde se guardam os bits mediante diferentes tecnologias, sendo que em todas elas ditos bits se lêem graças a um raio laser incidente. Leste, ao ser refletido, permite detectar variações microscópicas de propriedades óptico-reflectivas ocorridas como consequência da gravação realizada na escritura. Um sistema óptico com lentes encaminha o faz luminoso, e o enfoca como um ponto na capa do disco que armazena os dados.
Pode-se gravar um CD por moldado durante a fabricação.
Mediante um molde de níquel (CD-ROM), uma vez criada uma aplicação multimédia no disco duro de um computador é necessário transferí-la a um suporte que permita a realização de cópias para sua distribuição.
As aplicações CD-ROM distribuem-se em discos compactos de 12 cm de diâmetro, com a informação gravada em uma de suas caras. A fabricação destes discos requer dispor de uma sala «branca», livre de partículas de pó, na qual se levam a cabo os seguintes processos. Sobre um disco finamente polido em grau óptico aplica-se uma capa de material fotosensible de alta resolução, do tipo utilizado na fabricação de microchips. Sobre dita capa é possível gravar a informação graças a um raio laser. Uma vez acabada a transcrição da totalidade da informação ao disco, os dados que contém se encontram em estado latente. O processo é muito parecido ao do revelado de uma fotografia. Dependendo das zonas às que tem acedido o laser, a capa de material fotosensible se endurece ou se faz soluble ao lhe aplicar certos banhos. Uma vez concluídos os diferentes banhos dispõe-se de uma primeira cópia do disco que permitirá estampar as demais. No entanto, o filme que contém a informação e está aderida à placa de vidro é macia e frágil, pelo qual se faz imprescindible a proteger mediante um fino revestimento metálico, que lhe confere ao mesmo tempo dureza e protecção. Finalmente, graças a uma combinação de processos ópticos e electroquímicos, é possível depositar uma capa de níquel que penetra nos ocos e se adere ao filme rnetálica aplicada em primeiro lugar sobre a capa de vidro. Obtém-se deste modo um disco matriz ou «mestrado», que permite estampar a posterior milhares de cópias do CD-ROM em plástico. Uma vez obtidas ditas cópias, é possível serigrafiar sobre a capa de laca filtrante ultravioleta dos discos imagens e informações, em um ou várias cores, que permitam o identificar. Todo isso, logicamente, pelo lado que não contém a informação. A fabricação do CD-ROMs de uma aplicação multimédia conclui com o estuchado dos discos, que é necessário para os proteger de possíveis deterioros. Ao estuche acrescenta-se um cuadernillo que contém as informações relativas à utilização da aplicação. Finalmente, a envoltura de celofán garante ao utente que a cópia que recebe é original. Estes processos de fabricação permitem na actualidade ritmos de produção de até 600 unidades por hora em uma sozinha máquina.
Outro modo de gravação é pela acção de um faz laser (CD-R e CD-RW, também chamado CD-E).
Para isto a grabadora cria uns pits e uns lands mudando a reflectividad da superfície do CD. Os pits são zonas onde o laser queima a superfície com maior potência, criando aí uma zona de baixa reflectividad. Os lands, são justamente o contrário, são zonas que mantêm sua alta reflectividad inicial, justamente porque a potência do laser se reduz.
Segundo o leitor detecte uma sequência de pits ou lands, teremos uns dados ou outros. Para formar um pit é necessário queimar a superfície a uns 250º C. Nesse momento, o policarbonato que tem a superfície se expande até cobrir o espaço que fique livre, sendo suficientes entre 4 e 11 mW para queimar esta superfície, claro que a área queimada na cada pit é ridícula.
Isto é possível já que é uma superfície algo "especial". Está formada em esencia por prata, teluro, índio e antimonio. Inicialmente (o disco está sem nada, completamente vazio de dados...) esta superfície tem uma estrutura policristalina ou de alta reflectividad. Se o software diz-lhe "" à grabadora que deve simular um pit, então o que fará será aumentar com o laser a temperatura da superfície até os 600 ou 700 °C, com o que a superfície passa a ter agora uma estrutura não cristalina ou de baixa reflectividad. Quando deve aparecer um land, então se baixa a potência do laser para deixar intacta a estrutura policristalina.
Para apagar o disco queima-se a superfície a uns 200 °C durante um tempo prolongado (de 20 a 40 minutos) fazendo retornar todo este "mejunge" a seu estado critalino inicial. Em teoria deveríamos poder apagar a superfície umas 1000 vezes, mais ou menos, ainda que com o uso o mais provável é que se estrague o CD e tenhas que o atirar dantes de poder o usar tantas vezes.
O último médio de gravação de um cd é pela acção de um faz laser em conjunción com um campo magnético (discos magneto-ópticos - MO).
Os discos ópticos têm as seguintes características, confrontadas com os discos magnéticos:
Os discos ópticos, além de ser médios removibles com capacidade para armazenar em massa dados em pequenos espaços -pelo menos dez vezes mais que um disco rígido de igual tamanho- são portables e seguros na conservação dos dados (que também permanecem se se corta a energia eléctrica). O facto de ser portables devém do facto de que são removibles da unidade.
Desde faz tempo têm surgido programas computacionales para gravar CD que nos permitem utilizar um disco CD-R como se de um disco regrabable se tratasse. Isto não quer dizer que o CD se possa gravar e posteriormente apagar, senão que se pode gravar em diferentes sessões, até ocupar todo o espaço disponível do CD. Os discos multisesión não são mais que um disco normal grabable, nem em suas caixas, nem na informação sobre seus detalhes técnicos se realça que funcione como disco Multisesión, já que esta função não depende do disco, senão como está gravado.
Se grava-se um CD e este não é finalizado, podemos lhe acrescentar uma nova sessão, desperdiciando uma parte para separar as sessões (uns 20 MB aproximadamente). Faremos que um CD seja multisesión no momento que realizamos a segunda gravação sobre ele, este ou não finalizado, no entanto, ao gravar um CD de música automaticamente o CD-R fica finalizado e não pode ser utilizado como disco Multisesión.
Não todos os dispositivos nem os sistemas operativos, são capazes de reconhecer um disco com multisesión, ou que não esteja finalizado.
Pode ter confusão entre um CD-R com gravado multisesión e um CD-RW. No momento em que um disco CD-R se faz multisesión, o software dar-lhe-á a característica de que possa ser utilizado em múltiplas sessões, isto é, na cada gravação criar-se-ão «sessões», que só serão modificadas pelo que o utente cria conveniente. Por exemplo, se gravou-se em um CD-R os arquivos prova1.txt, prova2.txt e prova 3.txt, ter-se-á criado uma sessão no disco que será lida por todos os reprodutores e que conterá os arquivos mencionados. Se em algum momento não se precisa algum dos ficheiros ou se modifica o conteúdo da gravação, o programa software criará uma nova sessão, a seguir da anterior, onde não aparecerão os arquivos que não se deseje consultar, ou ver-se-ão as modificações realizadas, isto é, é possível acrescentar mais arquivos, ou inclusive tirar alguns que estavam incluídos. Ao realizar uma modificação a sessão anterior não apagar-se-á, senão que ficará oculta pela nova sessão dando uma sensação de que os arquivos têm sido apagados ou modificados, mas em realidade permanecem no disco.
Obviamente as sessões anteriores, ainda que aparentemente não aparecem permanecem no disco e estão a ocupar espaço no mesmo, isto quer dizer que em algum dia já não será possível «regrabarlo», modificar os arquivos que contém, porque ter-se-á utilizado toda a capacidade do disco.
A diferença do CD-R, os discos CD-RW sim podem ser apagados, ou inclusive formatados (permite usar o disco, perdendo uma parte de sua capacidade, mas permitindo gravar nos ficheiros novos). No caso de utilizar um CD-RW quando apagamos, o apagamos completamente, se podem fazer também apagados parciais, que precisam uma maior potência do laser para voltar a se gravar. Um disco CD-RW pode-se utilizar como um disquete, com software adequado, sempre que a unidade suporte esta característica, se podem manipular ficheiros como em um disquete, com exceção de que não se apaga, senão que ao apagar um ficheiro este segue ocupando um espaço no disco, ainda que ao o examinar não apareça dito arquivo. Os discos CD-RW precisam mais potência do laser para poder gravar-se, por esta razão os discos regrabables têm uma velocidade de gravação menor que os discos grabables (demoram mais em terminar de se gravar).
O DVD-RW, DVD+RW funcionam de maneira análoga, o DVD-RAM também, mas estão desenhados para escritura como com os disquetes.
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