CD (andmekandja)

Allikas: Vikipeedia
Disambig gray.svg  See artikkel räägib andmekandjast. Muude tähenduste kohta vaata artiklist CD.

Compact disc
Compact disc.svg
CD-plaadi pinnal on spiraalrajad, mis on piisavalt tihedalt ühendatud, et valguse käes täisspekter moodustada.
Meedia tüüp: optiline ketas
Kodeering: mitmesugune
Mahtuvus: tavaliselt kuni 700 MB (kuni 80 minutit heli)
Arendaja: Philips, Sony
Kasutus: heli- ja andmesalvestus

CD (inglise keeles compact disc) on optiline ketas, mida kasutatakse andmekandjana informatsiooni salvestamiseks.

Algselt oli CD välja töötatud ainult helisalvestuseks, kuid hiljem lisati sellele võimalus salvestada muidki andmetüüpe. Seejuures arvestati CD loomisel seda, et erinevalt varasematest vinüülplaatidest suudaks CD perfektselt jäädvustada kogu inimkõrvale kuuldava helispektri.[1]

Heli-CD-d on müügil alates 1982. aasta oktoobrist. Kui veel 2000. aastatel olid need peamiseks viisiks muusikat müüa ja andmeid salvestada, siis pärast seda on need hakanud asenduma muud liiki digitaalse säilitamise vahenditega, näiteks välkmälu seadmete või DVD-ga. Heli-CD-de müük oli kümnendi lõpuks võrreldes nende kõrgajaga aastal 2000 vähenenud 50%[2]. 2014. aastal ületas aga digitaalse muusika müük käibelt esimest korda muusika müüki füüsilistel andmekandjatel.[3]

Standardne CD on 120 mm läbimõõduga ja võimaldab salvestada kuni 80 minutit kokkupakkimata heli. Standardi järgi teeb see 682 MB ehk 650 MiB andmeid, aga standardist tihedama kirjutamisastmega on võimalik kätte saada ka 700 MiB. Mini CD on läbimõõduga 60–80 mm ja need mahutavad kuni 24 minutit heli. Neid kasutatakse üldiselt vähe, enamasti draiverite hoidmiseks.

Tehnoloogiat kohandati ja arendati edasi ning loodi CD-ROM andmete hoidmiseks, CD-R ühekordseks heli ja andmete kirjutamiseks, ülekirjutatav CD-RW, Video Compact Disc (VCD), Super Video Compact Disc (SVCD), PhotoCD, PictureCD ja Enhanced CD. CD-ROM ja CD-R on olnud pikalt arvutitööstuses laialt kasutusel. Näiteks kui 2004. aastal ulatus maailmas heli-CD-de, CD-ROM-ide ja CD-R-ide müük 30 miljonini, siis aastaks 2007 müüdi juba 200 miljonit CD-d.[4]

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

CD-d, täpsemalt CD-DA-d ehk audio-CD-d ehk heli-CD-d tutvustati esimest korda 1976. aasta septembris alternatiivina vinüülplaadile ja helikassetile. CD arendajad olid Sony ja Philips. 1984. aastal arendati tehnoloogiat edasi ja loodi CD-ROM andmete hoidmiseks. Sellest ajast alates on CD olnud üks kõige populaarsemaid muusika kuulamise ja andmete salvestamise viise ajaloos.

Esimene test-CD pressiti Saksamaal Hannoveris. See sisaldas Richard Straussi sümfooniat Eine Alpensinfonie, mida mängis Berliini Filharmoonia Orkester. CD esimene avalik demonstratsioon oli BBC saates Tomorrow's World. 2. märtsil 1983 tulid CD-d turule USA-s. Uus heliplaat võeti innukalt vastu, hinna langedes kasvas CD populaarsus veelgi.

CD-s nähti algselt ainult vinüülplaatide asendajana muusika mängimisel. 1985. aasta juunis tutvustati arvutis loetavat CD-ROM-i. Aastal 1990 tutvustati CD-R-i, mis võimaldas tavakasutajatel CD-plaadile andmeid kirjutada. Esimese CD-R-i tootis Jaapani ettevõte Taiyo Yuden Co., Ltd..

Tehnoloogia[muuda | muuda lähteteksti]

Diagramm CD kihtidest
A. Polükarbonaadist kiht, millele on lohukeste abil andmed kirjutatud
B. Peegeldav kiht
C. Lakikiht hoiab peegeldava kihi peegeldavust.
D. Kaitsev lakikiht, kuhu saab tekitada kujutisi
E. Laserikiir loeb CD-d ja peegeldab tagasi sensorile, mis teisendab elektroonilised andmed.
CD-lugeja optiline lääts

CD on valmistatud 1,2 mm paksusest peaaegu puhtast polükarbonaadist ja kaalub 15–20 grammi [5]. Standardne CD on 120 mm läbimõõduga ja CD-plaadi augu läbimõõt on 15 mm.

Keskmest alates on plaadi alad järgmised:

  • keskauk – ala, millest lugemismehhanism kinni hoiab,
  • võimsuse katsetamise ala (ainult CD-R/RW ketastel), selle ala peal proovitakse laseri võimsust (kuni 99×),
  • programmi mälu ala (ainult CD-R/RW ketastel, siia salvestatakse ajutiselt plaadi sisukord),
  • lead-in (sisaldab plaadi sisukorda),
  • andmepiirkond,
  • lead-out (tähistab programmiala lõppu või mitmesessioonilisel sessiooni lõppu).

Et keskmine kiht hakkaks peegeldama, kantakse sellele õhuke kiht alumiiniumit, harva ka kulda. Metalli kaitseb õhuke lakikiht. Etikett ja kaunistused trükitakse otse lakikihile (inglise keeles label).

CD andmed kirjutatakse süvenditesse, mida tuntakse ingliskeelse terminina pit. Need on andmeradade lohud, mis on kodeeritud polükarbonaadist radadele valatud kihile. Lohkudevahelist ala nimetatakse põhipinnaks (inglise keeles land). Lohkude pikkus on 0,83–3,3 μm. Salvestusradade (lohkude) vahekaugus on 1,6 μm. Andmeradade lohkude sügavus on 125 nm. Andmete lugemiseks kasutatakse laserit lainepikkusega 780 nm.

Andmete salvestamiseks esitatakse need kahendkoodis baitidena. Selleks kasutatakse NRZI (Non-Return-to-Zero Inverted) kodeeringut. Põhipind tähistab algset loogilise nulli salvestist, üleminekud lohkudele aga loogilisi ühtesid. Kuna kaht ühte ei saa üksteise järele salvestada, siis kasutatakse kodeerimisviisi EFM (Eight to Fourteen Modulation). See tähendab, et kõik 8-bitised baidid teisendatakse 14-bitiseks koodiks, millega on tagatud, et kunagi ei esine kõrvuti kaht loogilist ühte. Võib juhtuda, et üks bait lõppeb ja järgmine algab ühega, seepärast lisatakse iga kahe baidi vahele kolm täiendavat nulli – seega ühtekokku vajatakse 17 bitti [6].

CD-de eest tuleb hoolitseda nagu piltide negatiivide eest. CD on optiline seade ja tema seisund halveneb, kui tema optiline kiht on räpane või kriimustatud. Kuigi andmeid loetakse alt, on tema andmelohud palju lähemad pealmisele kihile. Terava hariliku või pastapliiatsiga pealmisele kihile kirjutamine võib plaati kahjustada. Isegi markeri kasutamisel tuleb ettevaatlik olla. Mõne markeri tindis on aineid, mis kahjustavad CD lakikihti.

Vormingud[muuda | muuda lähteteksti]

Compact Disk Digital Audio (CD-DA)[muuda | muuda lähteteksti]

Heli-CD (ametlikult Compact Disc Digital Audio või CD-DA) on kirjeldatud dokumendis, mille on loonud vormingu loojad Sony ja Philips aastal 1980. Dokumenti tuntakse kõnekeeles punase raamatuna oma kaane värvide pärast ja selles kirjeldatud vorminguid nimetatakse punase raamatu vorminguteks. Neid kasutavad kõik CD-plaadid. Kõik ülejäänud standardid, mis pärast CD-DA-d välja töötati, kasutavad sama spetsifikatsiooni ja lugemismeetodit, mida on kirjeldatud ülalnimetatud dokumendis.

CD-Text[muuda | muuda lähteteksti]

CD-Text on punase raamatu lisa, mis lubab heli-CD-le talletada tekstina lisateavet, näiteks albumi nime, laulu nime või artisti nime. See on salvestatud lead-in-alasse, kus on umbes 5 kB vaba ruumi, või alamkoodi kanalisse R kuni W, milles on ruumi kuni 31 MB.

CD + Graphics[muuda | muuda lähteteksti]

Compact Disc + Graphics (CD+G) on spetsiaalne heli-CD-plaat, mis sisaldab lisaks helile graafilisi andmeid. Plaati saab mängida tavalises CD-mängijas, kuid kui mängida seda CD+G mängijas, siis saab väljastada ka graafilisi andmeid. Tavaliselt on need mängijad ühendatud teleri või arvuti kuvariga. Enamasti kasutatakse selliseid plaate, et näidata teleris esitavate laulude sõnu, näiteks karaoke laulmiseks.

Video Compact Disc[muuda | muuda lähteteksti]

Video Compact Disc ehk Video CD ehk VCD on standard videote salvestamiseks CD-le. Neid saab ette mängida VCD-mängijates, enamikus moodsates DVD-mängijates, arvutites ja mõnes mängukonsoolis. VCD standardi töötasid 1993 välja Sony, Philips, Matsushita ja JVC nn valges raamatus. Sellise plaadi üldine videokvaliteet on võrreldav VHS-iga. Kodeeringuna kasutatakse MPEG-1 video + audio. Sellise plaadi mahutavus on kuni 800 MB.

Võrreldes DVD-ga on VCD-plaadid odavamad ja neil puuduvad piirkonnakoodid. Seevastu on nende mahutavus ja kvaliteet viletsamad. VCD-plaadid ei ole kogunud suurt populaarsust.

CD-R[muuda | muuda lähteteksti]

CD-R ehk Compact Disc-Recordable on CD, millele saab andmeid kirjutada, kasutades selleks kettaseadet. CD-R-i töötasid välja Philips ja Sony. CD-R kasutab niinimetatud oranži raamatu standardit, lubades kasutajal plaadile salvestada heli, videot, pilte ja muid faile. Lisaks standardsetele CD kihtidele sisaldab CD-R valgustundlike värvide kihti, mille värve laser kirjutades muudab, et need oleks tavalistele optiliste ketta seadmetele loetavad. Esimestel CD-R-idel kasutati värvikihis tsüaniini. CD-R kasutatab WORM-põhimõtet: Write Once Read Many.

CD-R-salvestised on mõeldud kestma igavesti ehk neid ei saa üle kirjutada. Aga siiski võivad aja jooksul plaadi värvikihi füüsilised omadused muutuda, põhjustades lugemisvigu ja andmekadu. Plaadi prognoositav kasutuskestus on 20–100 aastat, kuid testid on näidanud, et plaadid võivad muutuda loetamatuks ka pooleteise aastaga, isegi normaalsetel hoiustamistingimustel[7][8].

CD-R-i kihid[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Kaitsev lakikiht
  2. Alumiiniumist peegelduv kiht
  3. Orgaanilisest materjalist salvestuskiht
  4. Plast (polükarbonaat)

CD-RW[muuda | muuda lähteteksti]

CD-RW on korduvkirjutatav CD, mis kasutab värvikihi asemel metallisulamit. CD-RW andmekihi pind koosneb erilistest keemilistest ühenditest, mis võivad oma olekut korduvalt muuta ja säilitada, sõltuvalt temperatuurist. Materjali ühe temperatuuriga kuumutamisel ja seejärel jahutamisel aine kristalliseerub ning teise temperatuuriga kuumutades võtab aine mittekristalliseerunud oleku. Kui aine on kristalliseerunud, peegeldab ta rohkem valgust kui mittekristalliseerunult, seega saab kristalliseerunud pinda kasutada põhipinnana (land) ja mittekristalliseerunud kohta lohuna (pit). Seega peab CD-RW seade kasutama korduvkirjutamisel kahte erinevat laserikiire võimsust. Lugemiskiirust see ei mõjuta.

CD-RW kihid[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Kaitsev lakikiht
  2. Peegeldav alumiiniumist kiht
  3. Isoleeriv dielektrik
  4. Metallisulamist (Ag-In-Sb-Te) salvestuskiht
  5. Isoleeriv dielektrik
  6. Plast (polükarbonaat)

CD-ROM[muuda | muuda lähteteksti]

Kuigi CD-ROM on identne CD-DA-ga, lubab CD-ROM lisaks helile ka andmeid salvestada. CD-ROM-seadmetel on lisaks heli-CD lugemise omadustele välja töötatud tõhusam veadetektor. See on vajalik sellepärast, et erinevalt helifailidest, kus väike viga võib olla mittemärgatav, võib see andmefailides tähendada olulise info puudumist.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Glen Pilvre ja Daniel Leevik. "Kas vinüül on parim salvestatud helikandja? Lühike vastus ja pikk vastus" Geenius, 16. aprill 2016
  2. Joseph Plambeck. As CD Sales Wane, Music Retailers Diversify The New York Times, 30. mai 2010
  3. IFPI publishes Digital Music Report 2015 IFPI, 14. aprill 2015
  4. "Compact Disc Hits 25th birthday". BBC News. 17. august 2007. Vaadatud 1. detsembril 2009. 
  5. "Q. How Do You Calculate Moment of Inertia?". 19. august 2009. "a typical disc with ... weight of 15 grams ... maximum allowed weight (20 g)" 
  6. "CD". 2. november 2005. 
  7. "CD-R Unreadable in Less Than Two Years". cdfreaks.com. 1. veebruar 2007. 
  8. "CD-R ROT". 1. veebruar 2007. 

Kirjandus[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]