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 công 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 tròn hướng liên tục từ phía trong đĩa ra ngoài. 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 không 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: Mô-tơ để quay đĩa. Mô-tơ được điều khiển chính xác và quay với tốc
độ từ 200-500 vòng 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.
Công 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 nhôm, 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 14-Bit 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 hoá một cách tuyệt đối và có liên quan đến
vị trí của tia Laser trên rãnh ghi.
• Do tia Laser có thể không 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 toàn 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 vòng rãnh không liên tục trên đĩa. Khi đó thiết bị
đọc sẽ đọc dữ liệu một cách xoay vòng 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.