القرص المضغوط هو قرص ضوئي رقمي لتخزين البيانات بتنسيق طورته شركة Philips و Sony بشكل مشترك ، وتم إصداره في عام 1982. تم تطويره في الأصل لتخزين وتشغيل التسجيلات الصوتية ، ولكن تم تكييفه لاحقًا لتسجيل البيانات المختلفة. أصبحت العديد من التنسيقات الأخرى مشتقات منها ، بما في ذلك التسجيل الصوتي مرة واحدة وتخزين البيانات (CD) ، والوسائط القابلة لإعادة الكتابة (RW) ، وأقراص الفيديو (VCD) ، وأقراص الفيديو الفائق (أو SVCD) ، و PictureCD ، وما إلى ذلك. تم إصدار -101 مشغل أقراص مضغوطة صوتي في أكتوبر 1982 في اليابان.
يبلغ قطر الأقراص المضغوطة القياسية 120 مم ويمكنها استيعاب ما يصل إلى 80 دقيقة من الصوت غير المضغوط أو حوالي 700 ميجابايت من البيانات. يأتي القرص المضغوط الصغير بأقطار مختلفة (تتراوح من 60 إلى 80 ملم). يتم استخدامها أحيانًا للأقراص المضغوطة الفردية حيث يمكنها استيعاب ما يصل إلى 24 دقيقة من الصوت ، أو للتسجيلات السائقين.
تطوير شعبية
في الوقت الذي تم فيه تقديم التكنولوجيا ، في عام 1982 ، كان بإمكان القرص المضغوط تخزين بيانات أكثر بكثير من محرك الأقراص الثابتة على جهاز شخصيكمبيوتر لا يزيد حجمه عادة عن 10 ميغا بايت. بحلول عام 2010 ، كانت محركات الأقراص الصلبة توفر عادةً مساحة تخزين تعادل ألف قرص مضغوط ، بينما انخفضت أسعارها إلى مستوى منخفض. في عام 2004 ، بيعت الأقراص الصوتية المدمجة والأقراص المدمجة وأقراص CD-R حوالي 30 مليار نسخة في جميع أنحاء العالم. بحلول عام 2007 ، تم بيع 200 مليار قرص مضغوط في جميع أنحاء العالم.
منذ أوائل القرن الحادي والعشرين ، تم استبدال الأقراص المضغوطة بشكل متزايد بأشكال أخرى من التخزين والتوزيع الرقمي ، مما أدى إلى انخفاض أعدادها بحلول عام 2010 بنحو 50٪ من ذروتها ، لكنها ظلت إحدى الوسائط الرئيسية في صناعة الموسيقى.
تاريخ المظهر
المخترع الأمريكي جيمس راسل له الفضل في اختراع أول نظام لتسجيل المعلومات الرقمية على فيلم الشفافية الضوئية الذي ينبعث منه الضوء بسبب الطاقة العالية لمصابيح الهالوجين. تم تسجيل براءة اختراعه لأول مرة في عام 1966. بعد التقاضي ، رخصت سوني وفيليبس براءات اختراع راسل في الثمانينيات.
القرص المضغوط هو نتاج تطور أقراص الليزر. هذه تقنية تستخدم شعاع ليزر مركّزًا لتوفير كثافة المعلومات العالية اللازمة للصوت الرقمي عالي الجودة. تم تطوير النماذج الأولية بواسطة Philips و Sony بشكل مستقل في أواخر السبعينيات. في عام 1979 ، تم تشكيل فريق عمل مشترك من المهندسين لابتكار وسائط رقمية جديدة. بعد عام من التجريب والمناقشة ،تم نشر كتاب معايير الصوت عام 1980. بعد الإصدار التجاري الأول في عام 1982 ، أصبحت الأقراص المدمجة والمشغلات ذات الصلة تحظى بشعبية كبيرة. على الرغم من التكلفة العالية ، تم بيع أكثر من 400000 وحدة في الولايات المتحدة وحدها في عامي 1983 و 1984. بحلول عام 1988 ، تجاوزت المبيعات الطلب على أسطوانات الفينيل ، وبحلول عام 1992 ، كانت أشرطة الكاسيت الصوتية. هذا النجاح في نشر تقنية الأقراص المضغوطة هو نتيجة للتعاون الوثيق بين Philips و Sony ، اللتين اتفقتا وطوّرتا أجهزة متوافقة. سمح التصميم الموحد للقرص المضغوط للمستهلكين بشراء قرص دوار أو مشغل من أي شركة.
كيف تطورت التكنولوجيا؟
في البداية ، كان يُعتقد أن القرص المضغوط هو خليفة سجل الفينيل لتشغيل الموسيقى ، وليس وسيط تخزين. ومع ذلك ، منذ تقديمه كتنسيق موسيقى ، احتضنت الأقراص المضغوطة من قبل تطبيقات أخرى.
في عام 1983 ، تم إجراء التجارب الأولى على قرص مضغوط قابل للمسح. في يونيو 1985 ، ولأول مرة ، تم إجراء قراءة القرص المضغوط على جهاز كمبيوتر ، وفي عام 1990 ، ظهرت أقراص قابلة لإعادة الاستخدام قابلة لإعادة الكتابة للبيع. لقد أصبحوا بديلاً جديدًا للشريط لتسجيل الموسيقى ونسخ ألبومات الموسيقى دون عيوب بسبب الضغط المستخدم في طرق التسجيل الرقمي الأخرى. وهكذا ، يبدو أن الأقراص المضغوطة الموسيقية هي أكثر الوسائط ملاءمةً مقارنةً بالأشرطة والتسجيلات.
بحلول أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، استبدلت مشغلات الأقراص المضغوطة مسجلات الأشرطة إلى حد كبير ،بالإضافة إلى أجهزة الراديو كمعدات قياسية في المركبات الجديدة.
وفي الوقت نفسه ، مع الارتفاع اللاحق في توزيع الملفات بتنسيقات الصوت المضغوطة (مثل MP3) ، بدأت مبيعات الأقراص المضغوطة في الانخفاض في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. على سبيل المثال ، بين عامي 2000 و 2008 ، على الرغم من الزيادة الإجمالية في مبيعات الموسيقى ، انخفضت مبيعات الأقراص المضغوطة بنسبة إجمالية تبلغ 20٪. على الرغم من الانخفاض السريع في الطلب مقارنة بالسنوات السابقة ، إلا أن التقنية ظلت واقفة على قدميها لبعض الوقت.
هيكل القرص المضغوط
أي قرص مضغوط يبلغ سمكه 1.2 مم ومصنوع من بلاستيك البولي كربونات. يزن كل ناقل 15-20 جرامًا. هيكلها محدد من المركز إلى الخارج ، وعناصرها هي:
- مركز ثقب المغزل (15 مم) ؛
- أول منطقة انتقالية (حلقة لقط) ؛
- قوس لقط ؛
- منطقة انتقالية ثانية (شريط مرآة) ؛
- منطقة البرنامج (من 25 إلى 58 مم) ؛
- حافة.
طبقة رقيقة من الألومنيوم أو في كثير من الأحيان يتم وضع الذهب على سطح القرص ، مما يجعله عاكسًا. المعدن محمي بفيلم من اللك ، يطبق عادة مباشرة على الطبقة العاكسة. تتم طباعة الملصق أعلى الورنيش ، عادةً عن طريق الطباعة بالشاشة الحريرية أو طباعة الأوفست.
بيانات القرص المضغوط يتم تمثيلها على أنها مسافات بادئة صغيرة ، تُعرف باسم "المسارات" ، مشفرة في آثار لولبية معروضة أعلى طبقة البولي كربونات. تقوم آلية مشغل الأقراص المضغوطة بتدوير القرص لكل عملية مسح بسرعة من 1.2 إلى 1.4 م / ث (سرعة خطية ثابتة) ، أي ما يعادل 500 دورة في الدقيقة تقريبًا داخل القرص ، وحوالي 200 دورة في الدقيقة - في الخارج. يبطئ القرص الذي يتم تشغيله من البداية إلى النهاية أثناء التشغيل.
كيف يتم تشغيل البيانات؟
تبلغ مساحة منطقة البرنامج حوالي 86.05 سم2، ويبلغ طول اللولب المسجل 5.38 كم. عند سرعة المسح 1.2 م / ث ، يكون وقت التشغيل 74 دقيقة ، أو 650 ميجابايت من البيانات لكل قرص مضغوط. يمكن تشغيل قرص بيانات أكثر كثافة قليلاً من قبل معظم اللاعبين (على الرغم من أن بعض الطرز القديمة لا تدعم هذا التنسيق).
يُقرأ القرص المضغوط باستخدام ليزر أشباه موصلات يعمل بالأشعة تحت الحمراء يتم وضعه داخل مشغل أقراص مضغوطة عبر طبقة من البولي كربونات. يؤدي التغيير في الارتفاع بين المسارات إلى اختلاف في انعكاس الضوء. من خلال قياس شدة التغيير من الثنائي الضوئي يمكن قراءة البيانات من الوسائط.
الفرق بين المسارات لا يمثل بشكل مباشر الأصفار والآحاد في البيانات الثنائية. بدلاً من ذلك ، يتم استخدام ترميز يفترض عدم العودة إلى الصفر. كانت طريقة التشفير هذه مخصصة في الأصل للأقراص الصوتية المضغوطة ، لكنها أصبحت منذ ذلك الحين هي المعيار لجميع التنسيقات تقريبًا.
ميزة الوسائط
الأقراص المدمجة عرضة للتلف أثناء المناولة والاستخدام. تقع المسارات بالقرب من جانب الملصق الخاص بالقرص ، ولهذا السبب لا تؤثر العيوب والملوثات على الجانب الشفاف على التشغيل. لذلك ، من المرجح أن تتسبب الأقراص المضغوطة في تلف جانب الملصق. خدوش علىيمكن استعادة الجانب الشفاف عن طريق ملئه ببلاستيك انكسار مماثل أو عن طريق تلميعه بعناية. أحيانًا لا تكون حواف القرص مغلقة تمامًا ، مما يسمح للغازات والسوائل بإتلاف الطبقة المعدنية العاكسة و / أو التداخل مع قدرة الليزر على إعادة إنتاج محتويات المسارات. يتم تخزين البيانات الرقمية الموجودة على القرص المضغوط وتشغيلها من المركز إلى الحافة.
ما هي الأقراص المضغوطة التي كانت متوفرة للبيع؟
الأقراص المدمجة القياسية متوفرة بحجمين. يبلغ قطر الوسائط الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد 120 ملم ، مع 74 أو 80 دقيقة من سعة الصوت ، وسعة بيانات 650 أو 700 ميجابايت. هناك أيضًا أقراص بقطر 80 مم ، والتي يمكنها استيعاب ما يصل إلى 24 دقيقة من الموسيقى أو 210 ميغا بايت من البيانات.
تم وصف التنسيق المنطقي لقرص صوت مضغوط (رسميًا الصوت الرقمي أو CD-DA) في مستند تم إصداره في عام 1980 من قِبل مبتكري التنسيق ، Sony و Philips. إنه ترميز ثنائي القناة 16 بت بتردد 44.1 كيلو هرتز. كان من المفترض أن يكون الصوت رباعي القنوات متغيرًا صالحًا لهذا التنسيق ، ولكن لم يتم وضعه موضع التنفيذ مطلقًا. هذه هي الأقراص المضغوطة الموسيقية القياسية الأكثر شيوعًا في السوق.
CD + text هو امتداد قرص مضغوط صوتي يسمح لك بتخزين معلومات نصية إضافية (مثل عنوان الألبوم والأغاني واسم الفنان) ، ولكن يتم نسخ الوسائط وفقًا لمعايير القرص المضغوط الصوتي. يتم تخزين المعلومات إما في تلك المنطقة من القرص حيث يوجد ما يقرب من خمسة كيلوبايت من المساحة الحرة ، أو في رمز المسار ، الذي يمكنه تخزينحوالي 31 ميغا بايت إضافية.
CD + Graphics هو قرص مضغوط صوتي خاص يحتوي على بيانات رسومية بالإضافة إلى الصوت. يمكن تشغيل هذه الوسائط على مشغل عادي ، ولكن عند تشغيلها على جهاز CD + G مخصص ، يمكنها إخراج الصور. كقاعدة عامة ، يتم توصيل هذا المشغل بجهاز تلفزيون أو يتم عرضه على شاشة الكمبيوتر. تُستخدم هذه الرسومات دائمًا لعرض كلمات الأغاني على الشاشة للكاريوكي.
CD + Advanced Graphics (المعروف أيضًا باسم CD + EG) هو نسخة محسنة من القرص المضغوط لبيانات الرسومات. مثل CD + G ، يستخدم CD + EG الوظائف الأساسية للقرص المضغوط لعرض معلومات النص والفيديو بالإضافة إلى الموسيقى قيد التشغيل. هذه أقراص كمبيوتر مضغوطة مصممة للتشغيل مع الشاشة.
تنسيق المتفرعة عنها
Super Audio CD (SACD) هو تنسيق صوتي عالي الدقة للقراءة فقط. تم تصميم هذه الأقراص الضوئية لتوفير استنساخ صوت رقمي عالي الدقة. تم تقديم التنسيق في عام 1999 ، تم تطويره بواسطة Sony و Philips. بدأت SACDs في الظهور على تنسيقات DVD الصوتية ، لكنها لم تحل محل الأقراص الصوتية المضغوطة القياسية.
تحت التسمية SACD ، هناك أيضًا أقراص هجينة تحتوي على SACD ودفق صوتي ، بالإضافة إلى طبقة صوتية قياسية للقرص المضغوط يتم تشغيلها على مشغلات الأقراص المضغوطة القياسية. تم ذلك للتأكدالتوافق.
تنسيقات أخرى
في السنوات القليلة الأولى من وجوده ، كان القرص المضغوط وسيطًا يستخدم حصريًا للصوت. ومع ذلك ، في عام 1988 ، تم تعريف هذا المعيار على أنه أجهزة تخزين بصرية غير متطايرة. لذلك كانت هناك أقراص مضغوطة مع برامج ومقاطع فيديو وما إلى ذلك. بشكل منفصل ، يجدر إبراز الأنواع التالية.
Video CD (VCD) هو تنسيق رقمي قياسي لتخزين مقاطع الفيديو. يمكن تشغيل هذه الوسائط على مشغلات VCD مخصصة ، ومعظم مشغلات DVD الحديثة ، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية ، وبعض أجهزة الألعاب.
بشكل عام ، يجب أن تكون جودة الصورة مماثلة لفيديو VHS. يمكن أن يكون فيديو VCD المضغوط بشكل سيئ ذا جودة منخفضة في بعض الأحيان ، ولكن هذا التنسيق يحتفظ بالمعلومات في أجزاء بدلاً من تراكم الضوضاء التناظرية التي تزداد سوءًا مع كل استخدام (مقارنة بالتسجيل على الشريط).
Super Video CD (Super Video Compact Disc أو SVCD) هو تنسيق يستخدم لتخزين مقاطع الفيديو على أقراص مضغوطة قياسية. تم تصميم SVCD كخليفة لـ VCD وبديل لـ DVD-Video. وفقًا لخصائصه ، فهو يقع في مكان ما بين التنسيقات المذكورة أعلاه ، سواء من حيث الإمكانيات الفنية وجودة الصورة.
يمكن لقرص CD-R واحد استيعاب ما يصل إلى 60 دقيقة من فيديو SVCD بجودة قياسية. بينما لا يوجد حد معين لطول مقاطع فيديو SVCD ، يجب تقليل معدل البت وبالتالي الجودة لاستيعاب مدة طويلة جدًاالسجلات. لهذا السبب ، من الصعب احتواء أكثر من 100 دقيقة من الفيديو على SVCD واحد دون فقدان كبير للجودة ، ولا يمكن للعديد من مشغلات الأجهزة تشغيل البيانات بسرعات أقل من 300-600 كيلوبت في الثانية.
وسائط يمكن التخلص منها وقابلة لإعادة الاستخدام
تسجيلات CD-R مخصصة للاستخدام الدائم. بمرور الوقت ، يمكن أن تتغير الخصائص المادية للوسائط ، مما يتسبب في أخطاء القراءة وفقدان البيانات حتى يتمكن القارئ من استعادتها باستخدام تقنيات تصحيح الخطأ. تتراوح مدة خدمتها من 20 إلى 100 عام ، اعتمادًا على جودتها والتسجيل نفسه وظروف تخزين القرص المضغوط. ومع ذلك ، فقد أظهرت الاختبارات بشكل متكرر تدهور الجودة لمعظم الأقراص بعد حوالي 18 شهرًا في ظل ظروف التخزين العادية والاستخدام المنتظم.
CD-RW هي وسائط قابلة للتسجيل تستخدم سبيكة معدنية بدلاً من الأصباغ. يتم استخدام ليزر الكتابة في هذه الحالة لتسخين وتغيير خصائص السبيكة وبالتالي تغيير الانعكاس. ولهذا السبب فإن سطح CD-RW أقل انعكاسًا. يمكن تسجيل هذا النوع من الأقراص المضغوطة عدة مرات. ولكن نظرًا للاختلاف في التنسيق ، لا يمكن لجميع اللاعبين قراءة البيانات من هذه الوسائط.
