CD-ROM: biltegi erraldoia (eta II)
Diskoaren formatu fisikoa
CD-ROM diskoaren diametroa 120 mm-koa da, lodiera 1,2 mm-koa eta erdian 15 mm-ko diametroa duen zulo bat du. Informazioa, gainazalean dagoen zulo txikizko espiral batean metatzen da. Plastikozko (polikarbonatozko) gainazal honek estaldura metaliko argitsua dauka eta hau laka garden batez babestuta dago.
Zuloen sakonera 0,12 mikrakoa da eta zabalera 0,6 mikrakoa. Espiraleko ondoz ondoko bi biren arteko distantzia 1,6 mikrakoa da. Beraz 16.000 pista daude hatzbeteko. Zifra honen esanahia hobeto ulertzeko, disko malguetan hatzbeteko 96 pista eta disko finkoetan ehundaka batzuk daudela kontutan hartu behar da. Pistetan zehar dauden zuloen luzera 0,9 mikrakoa da eta hauen artean dauden espazio launak 3,3 mikrakoak dira. Beraz, CD-ROM disko baten espiralaren luzera ia 5 km-koa da eta bertan ia 2.000 milioi zulo daude.
Datuak zulo eta gainazal laun bihurtu ahal izateko, master grabazio izeneko eragiketa burutzen da, hots, informazio kodetua duen uhin eramalea zinta magnetiko batetik moduladore (oso bihurgailu azkar baten antzekoa da) batera pasatzen da, honek lente baten bidez uhin motzeko laser ahaltsua kontrolatzen duelarik. Lenteak, azkenik, beirazko master disko baten gainazal fotosentikorra enfokatzen du.
Lentea erradialki higitzen da masterra biraka hasten denean. Higidura nahaste hau da espirala sortzen duena. Gainazal fotosentikorra errebelatzean, uhinaren eragina jasan duten zonak zulo bihurtzen dira (laserra enfokatzean zuloan paretak okertuta ager daitezen kontutan hartzen da). Errebelatutako masterraren erliebea CD-ROM diskoek izango dutenaren berdina da.
Master honetatik negatibo gehiago lortzen dira galvanoplastiaren bidez edo fotopolimeroren bat erabiliz. Negatibo hauei matrize deitzen zaie eta diskoei behin-betirako forma emateko balio ahal izango dute. Oro har, azken etapa hau injekziozko moldaketaren bidez burutzen da, nahiz eta beste teknika batzuk (grabazioa edo hotzetako estanpazioa adibidez) orain frogatzen ari. Nolanahi ere, diskoaren materiala polikarbonatoa da eta horregatik diskoak tratu txarra izan arren iraun dezake.
Disko baten produkzioan alderdi mekanikoak berezitasunak baldin baditu ere, alderdi optikoa askoz ere konplexuagoa da.
Metaketa optikozko gailu guztiek, lente batek puntu txiki batera enfokatzen duen laserrezko izpi-sorta erabiltzen dute. Izpia galio arseniurozko erdieroale batek sortzen du eta profil obalatua du. Profil obalatu hau mikra bateko diametroa duen zirkunferentzia bihurtu behar da. Horretarako izpia bildu egin behar da oso konbergentea den kono baten bidez. Konbergentzia zenbakizko irekieraren (ZI) bidez adierazten da. Magnitude honen balio maximoa 1 da airean eragiten duten sistementzat. CD-ROM irakurtzeko unitateek erabiltzen dituzten ZI-ren balioak 0,5 ingurukoak dira.
CD-ROM diskoan grabatutako informazioa irakurtzeko, laserra zulodun pista espiralera enfokatzen da eta objektiborantz isladatutako argi-kantitatea neurtzen da. Argiak zuloetako bat jotakoan hain angelu handian barreiatzen da, non objektibora kasik ez bait da ezer ere iristen. Ostera, argiak zati launa jotakoan ia osorik isladatzen da. Argi isladatu eta dispertsatuaren arteko konbinazio honetatik sortzen den seinale modulatua da diskoko informazioa grabatua duena.
Isladatutako argia, fotodetektore batera iristen da eta hor argi-intentsitatearekiko proportzionala den korronte elektriko bat sortzen da. Hau, izpi-sortak zuloa jotzen duenaren arabera aldatzen da. Zortzitik hamalaurako izeneko deskodeketa-metodoaren bidez argi-seinalean dagoen informazioa ordenadoreak erabil dezakeen datu digital bihurtzen da.
Disko optikoak duen ezaugarrietako bat, objektibo eta gainazalaren arteko distantzia milimetro batzuetakoa izatea da.
Honek ondoko bi ondorio positibo ditu:
- Objektibo eta gainazalaren arteko kolpeak ia ezinezkoak dira, nahiz eta diskoa deformatuta egon edo irakurtzeko unitatea gaizki muntatuta egon. Adibidez, Winchester disko baten buruaren eta gainazalaren arteko distantzia 0,5 mikra baino txikiagoa da, hau da, CD-ROM unitate batena baino bi mila aldiz txikiagoa da.
- Laser-izpiak gainazal grabatura iristeko, plastiko gogor bat zeharkatu behar du. Beraz, honek babesle eraginkor baten zeregina betetzen du. Bestalde, dagoen konbergentzia handia denez, gainazaleko izpi-sortak milimetro bateko diametroa du. Beraz, gainazalean aurki daitezkeen hutsek eta arraildurek ez dute efektu kaltegarririk eragiten.
Errotazio-abiadura
Disko konpatuak abiadura aldakorrez biratzen du. Irakurtzeko burua zentrutik hurbil dagoenean azkarrago biratzen du ertzaren ondoan dagoenean baino. Hori gertatuko ez balitz, irakurtzeko abiadura aldakorra izango litzateke. Beraz eta hori gerta ez dadin, diskoaren abiadura irakurtzeko burua zentruaren inguruan dagoenean 535 bira minutukoa da eta 200ekoa ertzaren inguruan dagoenean. Hau da aurreko artikuluan aipatutako ALK formatua hartzearen arrazoia. Formatu honek duen abantaila nagusia, informazio-dentsitatea disko osoan zehar konstante mantentzea da eta ondorioz, metaketa-ahalmena optimizatzea. Formatu honek desabantaila nabari bat du AAK (Abiadura Angeluarra Konstantea) formatuaren ondoan: datuen irispide -eta transferentzi denbora handiagoa izatea.
Atal honi amaiera emateko, AAK formatua bereziki erabiltzen dutenak disko magnetikoak direla esango dugu.
Datuak metatzeko ahalmena
Inguru fisiko batean bitak gorde ahal izateko, hauek zerbait grabagarri bihurtu behar dira. Bihurketa hau egiteko erabiltzen diren kode guztiei kanal-kode deritze, zeren eta komunikazio-kanal batetik eroateko prestatzen bait dira.
Datu digital asko metatzeko dauden gailuek, CD-ROM barne, kanal-kode bitarrak erabiltzen dituzte. Beraz, kode bitar hauek zehaztuko dituzte laser-izpiak grabatutako zulo eta espazio launak.
CD eta CD-ROM sistemen kanal-kodeari EFM (zortzitik hamalaurako modulazioa) deitzen zaio. Erabiltzailearen dautak, errore-zuzenketarenak, norabidezkoak, sinkronizaziozkoak eta kanal-bit eko korronte batean dauden beste datu batzuk, zulo eta espazio laun bihurtzen ditu eta masterra egiten duen makinara bidaltzen ditu, bertan zulo itxura hartzen duelarik.
CD-ROM irakurtzeko unitatean EFM deskodetzaileak eragiketa-katea hau alderanztu egiten du eta datu kodetu formateatuak eta errore-zuzenketazkoak berreskuratzen ditu.
Pistako gordetzen den datu-kopurua konstantea ez denez, helbideak CD-ean bezala adierazten dira, hau da, 0-59 minutuko, 0-59 segundoko eta 0-74 bloketako unitateetan. 60 minutuko muga ez da arauzkoa; izaerazkoa baizik, nahiz eta 74 minuturaino luzatu ahal izan. Espirala zentrutik kanpoko ertzera hedatzen denez, grabaketaren azkeneko 14 minutuak diskoaren kanpoko 5 mm-ei dagozkie; hain zuzen ere fabrikazio-oztopo handienak aurkezten dituztenei. Gaur egun CD-ean azkeneko milimetro hauek ondo fabrikatzen dira eta hori ere CD-ROM alorrean gertatuko dela espero da.
60 minututan, CD-ROM batean 270.000 bloke sartzen dira. Bloke bakoitzean 2.048 byte datutan (datu-byte gehi kontrol-byte guztira 2.352 byte dira) daudela kontutan hartuz, ahalmena guztira 552.960.000 byte-koa da. 74 minutu erabiliko balira 681.984 byte lortuko lirateke.
Beraz, hau da metaketa-ahalmen desberdinak izatearen arrazoia.
Datuen transferentzi abiadura
CD-ROM irakurtzeko unitatea segundoko 75 sektore irakurtzeko gai da. Sektore bakoitzean 2.352 byte daudenez, lortzen den abiadura 171 kB/s-koa da. Abiadura hau disko finkoek dutenekin konparatzen bada (625 kB/s), txikia dela argi dago. Arlo honetan ezin da hobekuntzarik espero datozen urteetan, zeren eta mugak teknologikoak ez eta fisikoak bait dira.
Irispide-denbora
Irakurtzeko buruak lehen sektoretik azkeneko sektorera joateko behar duen denbora segundo batekoa baino handiagoa da. Eta 20 mm-ko distantziara dauden sektore batetik bestera joateko 300 eta 500 milisegundo inguru behar dira. Kontutan hartu behar da disko finko kaxkarrenetan distantzia berdina egiteko 70 milisegundo behar direla.
Erroreen zuzenketa
Masterra egin aurretik datu guztiak premaster izeneko ordenadore-zintan kokatzen dira. Zinta honek 9 pista eta hatzbeteko 1.600 byte ditu.
Diskoen produkziorako zentruan zinta hau errore-zuzenketarako deskodetzailearekin irakurtzen da. Erabiltzailearen datuak beste datu-mota bihurtzen ditu eta hauetatik erabiltzailearen datuak berreskura ditzake, nahiz eta diskoak akatsak eduki. Akatsak, normalean, gaizki egindako zuloak edo babes-geruzako irregulartasunak izaten dira.
Erabiltzailearen datuarekin batera beste kode-datuak diskoan grabatuko ez balira, unitate irakurlearen buruak datu akastunen gainetik pasatzean bit-zerrenda ezezagunak irakurriko lituzke.
CD eta CD-ROMentzat landutako kodeak, seinale batean 10.000 bitetik bat akastuna bada eta 1.000 biteko iladak badaude adibidez akas-tun bit guztiak birsortzeko gai dira, 10.000 bilioitik bit bat izan ezik.
Bestela esanda, 20 milioi diskotan ez da bit bat baino akastun gehiago izango.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
