CD-ROM

Quelle: Kompendium Mediengestaltung und Wikipedia

Aufbau der CD-ROM

• Eine CD-Rom und eine Audio-CD sind vom physikalischen Aufbau her gleich.

• Der Unterschied besteht in der Art der Daten und der Dateiformate.

• „Nullen“ und „Einsen“ werden bei einer vom PC interpretierbaren CD als „Pits“ und „Lands“ bezeichnet.

• Für ein CD-ROM Laufwerk ist es kein Problem eine Audio-CD abzuspielen

Aufbau der CD-ROM

• Der Grund warum eine CD-ROM nicht zeitgleich wie die Audio-CD auf den Markt kam, hatte seine Ursache in der nicht ausreichenden Fehlerkorrektur der Laufwerke

• Bei Audio-CD sind kurzzeitig auftretende Fehler beim Auslesen der Daten in der Wiedergabe vom menschlichen Ohr nicht wahrnehmbar und können somit toleriert werden

• Computer habe eine deutlich niedrigere Fehlertoleranz. Erst als die Fehlerrate beim Auslesen der Daten auf dem PC bei 1:100 000 000 lag konnte die CD-Technologie Einzug in die PC-Welt halten.

• Im Yellow-Book ist eine Fehlerrate von1:100 000 000 000 (1:1Billion) definiert.

Beschreibbare CDs

• CDs sind 1,2mm dick und haben einen Durchmesser von 8 bzw. 12 cm (weitere Sonderformen sind nicht berücksichtigt)

• Um CDs selbst beschreiben zu können gibt es beschichtete CD-Rs. Üblicher- weise können diese einmal mit einem Brenner beschrieben werden.

• Diese Technologie wird WORM (write only read many) genannt.

Beschreibbare CDs

• In einer CD-Recordable ist eine spiralförmige Spur zur Führung des Laserstrahles eingelassen.

• Bei der Aufzeichnung der Daten werden die Farbstoffe von einem Laserstrahl aufgelöst. An dieser Stelle ändert sich der Brechungsindex der Speicherschicht.

• Der „schwache“ lesende Laserstrahl rekonstruiert beim Auslesen, auf Grund des wechselnden Brechungsindizes, das aufgezeichnete Signal.

Beschreibbare CDs

Trägerschicht aus Kunststoff

Aufzeichnungsschicht, bestehend einen Farbstoff

Reflexionsschicht

Schutzschicht

Oberflächenbeschichtung mit Label und Titelfeld

Zur Verdeutlichung. Das CAV Verfahren (Constant angular velocity). Für magnetische Speicher aber auch für Gamecube

CLV-Verfahren

• Die Daten werden nach den CLV-Verfahren (Constant Linear Velocity) in Blöcken (Sektoren) auf die CD „gebrannt“.

• Ähnlich einer Schallplatte werden die Daten in einem linearen Datenfluss von innen nach außen (Schallplatte von aussen nach innen) auf die CD gespeichert.

Datengrößen

• In einer Sekunde werden immer 75 Blöcke gelesen oder geschrieben. Das bedeutet das bei einen Zugriff auf die inneren Daten die CD sich schneller dreht als bei den Zugriff auf die äußeren Daten. Die Latenzzeit (Zeit die der Lesekopf für die richtige Position benötigt) beträgt innen 50ms außen 150 ms

(Beispiel: greift die CD in einen Radius von 23 mm auf die Daten zu beträgt die Geschwindigkeit 539U/min bei einen Radius von 59 mm beträgt die Geschwindigkeit nur noch 210 U/min)

Datengrößen

• Im „Single Speed“ werden 75 Blöcke pro Sekunde verarbeitet (gelesen). Ein Block hat die feste Größe von 2048 Byte (2 kByte). Das entspricht 150 KByte pro Sekunde Datentransfer.

• Auf einer CD gibt es ca. 330 000 Sektoren. Bei 2 KByte entspricht das etwa 660 MB

Unterschiedliche Datenmengen

Unterschiedliche Kapazitäten in den Datenmengen sind abhängig vom jeweiligen Datentyp

Grundsetzlich besteht der beschreibbare Teil einer CD aus drei Bereichen

• Lead-in- Bereich: Enthält das Inhaltsverzeichnis der CD-ROM

• Programmbereich: Enthält Daten, Audiosektoren und Blöcke

• Lead-out-Bereich: Markiert das Ende einer CD bzw. einer Session

Unterschiedliche Datenmengen

• Rein Physikalisch besteht ein Sektor aus 2352 Bytes.

• Die unterschiedlich nutzbaren Datenmengen ergeben sich durch den verwendeten Datentyp

Unterschiedliche Datenmengen

2352 Audio Sektor Red Book

Sync12 Bytes

Header4 Bytes

Nutzdaten 2048 BytesFehlerkorrektur

288 Bytes

Yellow Book Datensektor Mode 1

Sync12 Bytes

Header4 Bytes

Nutzdaten 2336 Bytes

Yellow Book Datensektor Mode 2

Standards

Red Book Spezifikation Audio CD max 99 Tracks. Ein Track min 4 Sekunden

Yellow Book Standard für Daten CDs (CD-ROM), betriebsystemunabhängig

Blue Books Erweiterte Musik-CD

Green Book Standard der CD-i

Orange Book CD-Formate mit Multisessionfähigkeit. CD-R, CD-RW

Standards

White Book Zuerst Karaoke-CD später Video CD

Beige Book Standard der Photo CD

Scarlet Book Super-Audio CD. Nachfolger der Audio CD, Mehrkanalton

Purple Book Double Density CD