Intro e caratteristiche costruttive dei cd.
I CD sono un supporto di memorizzazione di massa, basati su tecnologia ottica.
I CD hanno un diametro di 12 cm mentre i mini CD hanno in diametro di 8 cm. Lo spessore di 1.2 mm.
Il foro centrale ha un diametro di 1,5 cm.
Il policarbonato è il materiale usato per la fabbricazione del disco.
I dati vengono incisi su un sottile strato di alluminio riflettente che consente al laser del lettore di reperire le informazioni in esso contenute.
Per evitare danni al disco, sulla superficie metallica, viene applicata una vernice protettiva.
I compact disc sono molto più affidabili dei dischi magnetici, in quanto all’interno del drive la testina di lettura rimane sempre ad alcuni millimetri di distanza dalla superficie mentre come già visto in precedenza, la testina di lettura/scrittura dei dischi magnetici sta a distanze dell’ordine dei micron negli hard-disk e addirittura a contatto con la superficie nei floppy disk.
Inoltre i dati memorizzati su un CD-ROM sono isolati dall’ambiente esterno tramite uno strato protettivo di plastica; in pratica quando il laser illumina il disco per leggere i dati esso mette a fuoco il livello immediatamente sottostante la superficie fisica del supporto.
Il termine inglese disc viene impiegato in riferimento ai dischi magneto-ottici mentre il termine disk viene utilizzato per i supporti di memorizzazione magnetici.
Ecco alcune sigle che troveremo di frequente e il loro significato.
Il CD-R è riferito al CD Registrabile e può essere riscritto una sola volta.
I CD che possono essere riscritti più volte si chiamano CD-RW.
I CD-R/RW possono essere usati sia per creare CD-Rom (CD contenenti dati e leggibili dal Pc) che CD Audio leggibili dai normali lettori CD.
Questi supporti si possono anche usare per creare delle copie di backup (copie di sicurezza) dei propri CD.
La duplicazione è consentita solo se si possiede l'originale o per quei CD che non sono coperti da diritti d'autore.
La durata massima per un CD Audio è di 74 minuti, pari a 650 MB di dati.
Ultimamente si sono diffusi dei CD che possono contenere 80 minuti di audio pari a 700 MB di dati.
Usando una particolare tecnica di registrazione chiamata Overburn si possono registrare piu' dati di quelli dichiarati dal costruttore di CD-R, ad esempio su un CD Audio da 74 minuti si puo' arrivare a scrivere 77/78 minuti di musica.
Lettura e codifica dei dati.
I dati sono memorizzati in blocchi costituiti da pit (fori) e land (gli spazi fra i fori).
Il lettore CD focalizza, tramite un complesso di lenti, il laser sulla spirale contenente il blocco dei pit.
Se il laser colpisce un pit, viene diffratto, se colpisce un land viene riflesso e può la sua intensità essere misurata da un fotorilevatore.
La codifica dei dati è molto complessa, vediamo di chiarire alcuni concetti base.
Nella codifica dei dati letti si potrebbe pensare che i pit rappresentino il valore 1 e i land il valore 0 (o viceversa).
Purtroppo non è così: sia i pit che i land rappresentano degli 0 logici.
Il valore 1 è rappresentato dal passaggio da un pit a un land o da un land a un pit.
L'insieme di land e pit che rappresentano i bit viene chiamato channel bit.
La lunghezza dei pit e dei land indica il numero degli zeri.
Utilizzando pit e land per rappresentare una stringa di bit, non è possibile rappresentare dei valori 1 consecutivi in quanto, pur utilizzando la lunghezza minore consentita dagli standard per rappresentare pit e land, si avrebbero sempre due 0 fra due 1.
Per questo motivo un byte di dati non può essere rappresentato da 8 channel bit.
La codifica di un byte consente di rappresentare 256 valori distinti.
Per ottenere i 256 blocchi di bit distinti necessari per rappresentare un byte servono almeno 14 channel bit.
E' quindi necessario creare una tabella di look-up per convertire i 14 channel bit negli 8 bit necessari per codificare un byte e viceversa.
Il procedimento di trasformazione viene chiamato modulazione 8:14 o EFM.
Esiste ancora un problema da risolvere: il caso in cui un byte termina con un 1. Nel caso in cui il byte successivo inizi con 1, il rilevatore ottico potrebbe non distinguere correttamente i due valori.
E' necessario inserire dei simboli di separazione fra due byte.
A tal scopo si utilizzano 3 bit di unione. In totale, per rappresentare un byte, sono necessari 14+3=17 channel bit.
L'unità fondamentale di memorizzazione su un CD è il frame ed è composto da 24 byte utente. L'insieme di 98 frame forma un settore.
Oltre ai dati utente, un frame contiene i codici per il rilevamento e la correzione degli errori, un blocco di sincronizzazione per l'allineamento delle informazioni e un byte per i cosiddetti subchannel.
Un frame è quindi composto da un blocco di sincronizzazione (24+3 channel bit),un codice subchannel (14+3 channel bit),dai dati utente (24x(14+3) channel bit) e dai codici per il rilevamento e la correzione degli errori (8x(14+3) channel bit).
In totale sono necessari 588 channel bit.
Durante il processo di lettura uno speciale dispositivo hardware, presente nel lettore CD, provvede a decodificare le informazioni memorizzate nel frame.
Il settore costituisce il segmento logico di base di un CD.I settori ricorrono per circa 75 volte in un secondo.
Le informazioni su un disco vengono indirizzate in minuti, secondi e settori (mm:ss:ss).
Nella terza parte dedicata a questo media mi occuperò del file system e di metodi di scrittura dei
dati.
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