CD-ROM
CD-ROM (lühend inglise sõnadest compact disc read-only memory) ehk CD-püsimälu on niisugune laserketas, millelt saab sellekohase kettaseadmega varustatud arvutil andmeid lugeda, kuid mitte neid kettale kirjutada ega sellelt kustutada.
 | |
| Meediumi tüüp | optiline ketas |
|---|---|
| Mahtuvus | 194 MiB (8 cm), 650–900 MiB (12 cm) |
| Lugemismehhanism | 150 KiB/s (1×), 10,800 KiB/s (72×) |
| Kirjutamismehhanism | 150 KiB/s (1×), 8,400 KiB/s (56×) |
| Standard | ISO/IEC 10149 |
| Kasutatakse | andmete salvestamiseks |
2000. aastate keskpaigani olid CD-ROM-id populaarne valik mängukonsoolide mängude ja arvutitarkvara talletamiseks. Erilised CD-d, mida hüüti täiustatud CD-deks, suutsid talletada nii kahendkujul andmeid kui ka heli ning neid CD-sid oli võimalik kuulata CD-mängijaga, CD-le talletatud andmeid oli võimalik lugeda vaid arvutis (ISO 9660 formaat PC CD-ROM-ide jaoks).
Kollane raamat (inglise keeles The Yellow Book) on standard, mis kirjeldab üksikasjaliselt CD-ROM-ide formaadi. Standardi lõid Sony ja Philips 1988. aastal ning see oli esimene laiendus Compact Disc Digital Audio standardile: CD-DA formaat kohandati hoidma vabalt valitud tüüpi andmeid.
Meedium
CD-ROM-id ja audio-CD-d on välimuselt eristamatud, ka andmete salvestamise ja lugemise mehhanism on sarnane. Ainult standard, mille järgi andmeid salvestatakse, on erinev. Kettad valmistatakse 1,2 mm paksusest polükarbonaadist, millele lisatakse õhuke valgust peegeldav alumiiniumikiht. Kõige levinumad CD-ROM-id on 120 mm diameetriga, kuid leidub ka 80 mm diameetriga Mini-CD-sid ja mittestandardseid erikujulisi CD-sid.[1]
Andmeid hoitakse ketta peal üliväikeste järjestikuste lohkude ja mühkudena alumiiniumist salvestuskihile. Peegeldavale salvestuskihile suunatakse laserkiir, mille faas muutub, kui laserkiir peegeldub tagasi lohkudest. Faasimuutuse tagajärjel tekib destruktiivne interferents, mille tagajärjel peegeldunud laserkiire intensiivsus langeb märgatavalt. Peegeldunud laserkiire muutuv võimsus muundatakse kahendkoodis andmeteks.[2]
Standard
CD-le andmete salvestamiseks on mitu formaati. Erinevate formaatide tehniliste standardite kogu tuntakse inglise keeles kui the Rainbow Books. Kollane raamat,[3] mis kirjeldab CD-ROM-ide formaati, põhineb punase raamatu CD-DA formaadil, mida kasutati heli-CD-de jaoks. Ülejäänud formaadid põhinevad kollasel raamatul, näiteks Valge raamat video-CD-de jaoks.
Andmefailide struktuuri CD-ROM-il kirjeldavad mitmed erinevad standardid. ISO 9660 seab standardi CD-ROM-i failisüsteemide jaoks. ISO 13490 parandab eelmainitud standardit, toetades lisaks ka CD-R ja CD-RW kompaktkettaid ning mitmekordset kirjutamist. ISO 9660 standardi vajakajäämisi parandas ka ISO 13346, millest omakorda sündis UDF formaat, mis leiab tänini kasutust DVD-del. [4]
CD-ROM-i formaat
Andmeid salvestatakse CD-ROM-il punases raamatus kirjeldatud kompaktketaste andmete kodeerimistehnikaid kasutades: CIRC (ingl. k cross-interleaved Reed-Solomon coding), kaheksa-neljateistkümnele moduleerimine (EFM) ning lohkude ja mühkude kasutamist bittide salvestamiseks CD salvestuskihile.
Nagu CD-DAlgi, koosneb ka CD-ROM-i sektor 2352-baidist kasutajaandmetest, koosnedes 98-st 33 baidi suurusest freimist. Kuid erinevalt CD-DAst on võimalik CD-ROM-ile salvestada peale qaudiosignaali mistahes kahendkujul kodeeritud andmeid. Andmete korrastamiseks, adresseerimiseks ja kaitsmiseks on CD-ROM-i standardis kirjeldatud sektorite jaoks 2 erinevat moodi: Mode 1 ja Mode 2. Erinevus kahe moodi vahel seisneb andmete erinevas paigutuses sektori sees.
Allolev tabel näitab CD-DA ja CD-ROM-i sektorite erinevusi.[5]
| Formaat | ← 2,352-baidised sektorid → | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Audio CD: | 2,352 (audio) | |||||||
| CD-ROM mood 1: | 12 (sünkroonimismuster) | 3 (aadress) | 1 (Mood) | 2,048 (andmed) | 4 (veatuvastus) | 8 (reserveeritud) | 276 (veaparandus) | |
| CD-ROM mood 2: | 12 (sünkroonimismuster) | 3 (aadress) | 1 (Mood) | 2,336 (andmed) | ||||
Mõlema moodi sektorite esimesed 16 baiti sisaldavad päist, ülejäänud 2336 baiti erinevad veaparandusbaitide kasutamise pärast. Erinevalt audio CD-dest ei saa CD-ROM kasutada interpoleerimist lugemisvigade parandamiseks. Et saavutada andmete salvestamiseks sobival tasemel veaparandus ja -tuvastus, lisatakse moodis 1 32-bitine tsükkelkoodkontroll ning kolmas kiht Reed-Solomoni veatuvastuskoode. Veatuvastuseks kasutatakse moodis 1 288 baiti sektori kohta, mis jätab 2048 baiti andmete jaoks. Mood 2-s puudub lisaveatuvastus ning seetõttu on see mood sobilik pildi- ja videofailide salvestamiseks. Samuti on moodis 2 andmete jaoks 2336 baiti sektori kohta.[6]
CD-ROM XA
CD-ROM XA (ingl. k eXtended Architecture) on CD-ROM-i standardite edasiarendus, mis lubab korraga lugeda nii audiot, videot kui ka andmeid. CD-ROM XA sisaldab kahte uut andmete paigutusviisi, Mode 2 Form 1 ja Mode 2 Form 2, mõlemad erinevad esialgsest Mode 2-st. XA Mode 2 Form 1 ja esialgne Mode 1 on struktuurilt sarnased ning need sektorid võivad olla vaheldumisi Mode 2 Form 2 sektoritega, mida kasutatakse andmete talletamiseks. XA Mode 2 Form 2 sektor mahutab 2324 baiti andmeid.[6]
| Formaat | ← 2,352-baidised sektorid → | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Audio CD | 2,352 (audio) | ||||||||
| CD-ROM XA Mode 2, Form 1 | 12 (sünkroonimismuster) | 3 (aadress) | 1 (Mood) | 8 (alampäis) | 2,048 (andmed) | 4 (veatuvastus) | 276 (veaparandus) | ||
| CD-ROM XA Mode 2, Form 2 | 12 (sünkroonimismuster) | 3 (aadress) | 1 (Mood) | 8 (alampäis) | 2,324 (andmed) | ||||
Kettatõmmised
CD-ROM-idest saab teha kettatõmmiseid kahel erineval moel: tõmmis tehakse kogu kettast (kõik 2352 baiti sektorist kirjutatakse tõmmisesse) või kasulikest andmetest (ainult kasutajaandmed). CCD/IMG, CUE/BIN ja MDS/MDF on tõmmiste formaadid, mis sisaldava terveid sektoreid. Seega sõltub tehtava kettatõmmise suurus kettatõmmise tegemise moest.
Tootmine
CD-ROM-ide masstootmisel tehakse kõigepealt valmis klaasist vorm, milles on lõpptootele kirjutatavate andmete negatiiv (kühmude asemel lohud ja vastupidi). Sellest tehakse omakorda valmis metallist vormid, mida kasutatakse CD-de paljundusmasinates uute CD-de pressimiseks.[7]
Mahutavus
Allolevas tabelis on kirjas levinumate CD-de mahutavus.
| Tüüp | Sektoreid | Andmete maksimaalne maht | Audio maksimaalne maht | Kestus | |
|---|---|---|---|---|---|
| (MB) | Ligikaudu (M-iB) | (MB) | (min) | ||
| 8 cm | 94,500 | 193.536 | 184.570 | 222.264 | 21 |
| 283,500 | 580.608 | 553.711 | 666.792 | 63 | |
| 650 MB | 333,000 | 681.984 | 650.391 | 783.216 | 74 |
| 700 MB | 360,000 | 737.280 | 703.125 | 846.720 | 80 |
| 800 MB | 405,000 | 829.440 | 791.016 | 952.560 | 90 |
| 900 MB | 445,500 | 912.384 | 870.117 | 1,047.816 | 99 |
| Märkus: megabaitides ning minutites toodud väärtused on täpsed, mebibaitides toodud väärtused on ümardatud. | |||||
Ajamid
CD-ROM-e loetakse CD-ROM-i lugerite ehk ajamitega. Ajami ja arvuti võib omavahel ühendada IDE, SCSI, SATA, FireWire, USB või mõne firmaomase liidesega nagu Panasonic CD Interface, LMSI/Philips, Sony ja Mitsumi. Kõik nüüdisaegsed CD-ROM-ide lugerid suudavad õiget tarkvara kasutades lugeda ka audio- ja video-CD-sid.
CD-ROM-ide lugeri kiirust võrreldakse audio CD-de kiirusega. Kui CD-ROM-i loetakse samal pöörlemiskiirusel kui audio CD-d, on andmeedastuskiirus 150 KiB/s ("1x"). Sellel kiirusel liigub CD rada lasertäpi all kiirusega 1,2 m/s. Et säilitada ühtlast joonkiirust lugeripea suhtes, muudetakse nurkkiirust vahemikus 500–200 pööret minutis sõltuvalt sellest, kas lugeripea on seesmise või välimise ääre lähedal. CD-ROM-i 1x kiirus (150 KiB/s) ja DVD 1x kiirus (1,32 M-iB/s) pole samad.[8]
Laserketta nurkkiiruse suurendamisel on võimalik andmeid lugeda ja kirjutada veel kiiremini. 8x kiirusega CD-ROM-i luger keerutab laserketast kiirusega 1600–4000 pööret minutis ning ketta joonkiirus lugeripea all on 9,6 m/s andmeedastuskiirusega 1200 KiB/s. Üle 12x kiiruste korral loevad enamus ajamid kettaid ühtlase nurkkiirusega (inglise keeles Constant angular velocity, CAV). CAV moodis tähendab x-i number andmeedastuskiirust ketta välimistes äärtes. Pikka aega peeti 20x suurimaks lugemiskiiruseks teatavate mehaaniliste kitsenduste tõttu kuni Samsungi 32x ajamini SCR-3230. 2004. aasta seisuga on kiireim ja laiatarbeliselt levinuim kiirus 52x ehk 10 400 pööret minutis, 7,62 M-iB/s. Suuremate kiiruste kasutamist takistab CD-ROM-ide valmistamiseks kasutatava polükarbonaadi tugevus.[9]
| Kiirus | KiB/s | Mbit/s | MiB/s | RPM |
|---|---|---|---|---|
| 1× | 150 | 1,2288 | 0,146 | 200–500 |
| 2× | 300 | 2,4576 | 0,293 | 400-1000 |
| 4× | 600 | 4,9152 | 0,586 | 800–2000 |
| 8× | 1200 | 9,8304 | 1,17 | 1600–4000 |
| 10× | 1500 | 12,288 | 1.46 | 2000–5000 |
| 12× | 1800 | 14,7456 | 1,76 | 2400–6000 |
| 20× | 1,200–3,000 | kuni 24.576 | kuni 2.93 | 4000 |
| 32× | 1,920–4,800 | kuni 39.3216 | kuni 4.69 | 6400 |
| 36× | 2,160–5,400 | kuni 44.2368 | kuni 5.27 | 7200 |
| 40× | 2,400–6,000 | kuni 49.152 | kuni 5.86 | 8000 |
| 48× | 2,880–7,200 | kuni 58.9824 | kuni 7.03 | 9600 |
| 52× | 3,120–7,800 | kuni 63.8976 | kuni 7.62 | 10 400 |
| 56× | 3,360–8,400 | kuni 68.8128 | kuni 8.20 | 11 200 |
| 72× | 6,750–10,800 | kuni 88.4736 | kuni 10.5 | 2000 |
Vaata ka
