Tìm hiểu về đĩa CD

Tìm hiểu về đĩa CD
CD và DVD ngày nay đã quá phổ biến, chúng
được dùng để ghi nhạc, dữ liệu hoặc các
chương trình máy tính. Nó trở thành cơng cụ
lưu trữ thông tin chuẩn với số lượng lớn, đáng
tin cậy với giá rẻ và dễ sản xuất. Chỉ với một
máy tính cá nhân và một ổ CD-R, người sử
dụng có thể tự tạo ra các đĩa CD với bất kỳ
thông tin gì họ muốn. Một CD có thể lưu tới
74 phút nhạc tương đương với lượng dữ liệu
dạng số là 783 MB.

Để lưu hơn 783 MB trên một đĩa kích thước 4,8 inches (tương đương 12
cm) đòi hỏi các Byte dữ liệu riêng lẻ phải hết sức nhỏ. Về mặt vật lý đĩa
CD giống như một vật làm bằng Plastic chỉ dày khoảng 0,25 inches (1,2
mm) có một lớp Polycarbonate trong suốt. CD có một rãnh ghi đơn
(Track) hình xoắn ốc để lưu dữ liệu, rãnh ghi này dạng xoắn ốc trịn
hướng liên tục từ phía trong đĩa ra ngồi. Trên thực tế, rãnh ghi hình
xoắn ốc bắt đầu ở giữa, có nghĩa là CD có thể nhỏ hơn kích thước 4,8
inches. Do vậy có một số dạng thẻ Plastic như Business Card có thể
đọc bằng CD Player. Một CD Business Card có khoảng 2 MB khơng
thuộc rãnh xoắn ốc.

Trên đĩa CD, các rãnh ghi có kích thước bề rộng rất nhỏ khoảng 0,5
micron và các rãnh này cách nhau một khoảng 1,6 micron. Với kích
thước như vậy nhưng nếu tính tổng độ dài của cả rãnh ghi xoắn ốc trên
một đĩa CD ta sẽ có một con số đáng kinh ngạc khoảng 5 km.
CD Player có nhiệm vụ tìm và đọc các dữ liệu ghi trên rãnh của CD. Một
ổ đọc CD Player có các thành phần chủ yếu sau:
• Drive Motor: Mơ-tơ để quay đĩa. Mơ-tơ được điều khiển chính xác
và quay với tốc độ từ 200-500 vịng một phút tuỳ thuộc vào rãnh

ghi được đọc.
• Laser-Lens System: Hệ thống mắt đọc Laser.
• Tracking Mechanism: Cơ chế giúp hệ thống mắt đọc Laser có thể


chuyển dịch chính xác khi đọc rãnh ghi xoắn ốc.

CD Player bao hàm nhiều công nghệ được sử dụng trong máy tính để
đồng nhất dữ liệu. Cơng việc chính của CD Player là điều khiển hệ
thống Laser đọc trên các rãnh ghi. Tia Laser xuyên qua lớp
Polycarbonate, phản xạ lại tại lớp tráng nhôm rồi cảm ứng lên một thiết
bị gọi là Opto-Electronic. Các chỗ gồ lên (Bump) trên rãnh ghi phản xạ
lại ánh sáng ở mức độ khác nhau trên lớp tráng nhơm, vì vậy bộ cảm
biến của Opto-Electronic sẽ nhận biết được sự thay đổi của ánh sáng
phản xạ lại. Một thiết bị sẽ dịch các thay đổi của ánh sáng phản xạ lại
và đọc chúng thành các Bit rồi chuyển thành các Byte dữ liệu.
Điều khó nhất là phải giữ cho các tia Laser chiếu vào chính giữa các
rãnh ghi dữ liệu. Đây chính là việc của Tracking System. Một Spindle
Motor có nhiệm vụ làm giảm tốc độ của CD và giúp việc đọc các dữ liệu
trên rãnh ghi liên tục và chính xác.
Nếu người sử dụng có ổ CD-R họ có thể tạo ra các đĩa CD hay CD-ROM
nhạc với các phần mềm sẵn có. Chỉ cần ra lệnh, các phần mềm sẽ thực
hiện các yêu cầu của người sử dụng. Các dạng dữ liệu trên CD rất phức
tạp. Để hiểu được các dữ liệu được lưu trên CD thế nào chúng ta cần
hiểu rõ các điều kiện khác nhau trong phương pháp mã hoá dữ liệu
được vận dụng:
• Do tia Laser đọc trên các rãnh ghi dữ liệu dạng xoắn ốc nên dữ
liệu sẽ được ghi liên tục với các Bump. Để giải quyết vấn đề này,
dữ liệu được mã hoá dạng EFM (Eight-fourteen Modulation). Với
phương pháp EFM, Byte dữ liệu 8-Bit sẽ được Convert thành 14Bit và được bảo đảm rằng một số trong chúng sẽ là các số 1.

• Do tia Laser phải chuyển động liên tục để đọc dữ liệu, nên các dữ
liệu cần thiết được mã hoá phải được liên tục chỉ ra trên đĩa. Vấn
đề này được giải quyết bằng Subcode Data. Subcode Data có thể
mã hố một cách tuyệt đối và có liên quan đến vị trí của tia Laser
trên rãnh ghi.
• Do tia Laser có thể khơng đọc được một số Bump lỗi, bởi vậy có


•

một cơ chế Error-Correcting Codes để xử lý các Bit bị lỗi. Một Bit
dữ liệu mở rộng được thêm vào cho phép các thiết bị đọc xác
định được các Bit lỗi và sửa lại chúng.
Những vết xước hay hư hại trên bề mặt đĩa CD có thể làm tồn
bộ dữ liệu trên đĩa không đọc được. Thiết bị đọc cần phải khắc
phục được bằng phương pháp chèn dữ liệu trên đĩa và lưu thành
những vịng rãnh khơng liên tục trên đĩa. Khi đó thiết bị đọc sẽ
đọc dữ liệu một cách xoay vịng liên tục.

Có vài định dạng khác nhau để lưu dữ liệu trên CD nhưng có hai cách
phổ biến hơn cả là CD-DA cho dạng Audio và CD-ROM cho các dữ liệu
máy tính.