CD, CD-R, CD-RW

Plastikový kotouček o průměru 12 cm vnikl do světa počítačů před lety z oblasti reprodukce hudby v současné době hudební reprodukci zcela ovládl zejména pro lacinou výrobu lisováním a technické přednosti jako je zejména odstup signál-šum asi 90 dB, což je u analogových reprodukčních postupů hodnota nedosažitelná (otázkou je, zda tuto kvalitu je možno vnímat jinde než ve zvukotěsné komoře). I komfort obsluhy je u CD podstatně vyšší.
Pro reprodukci digitalizované hudby zcela postačovala přenosová rychlost 150 kB/s, která byla použita i u prvních CD mechanik pro počítače. Snaha o její zvyšování vedla až k dnešním udávaným hodnotám 52x (tedy 52 x 150 = 7800 kB/s), kterými směle konkurují starším pevným diskům. Přístupová doba k datům však je stále asi 10 x delší než u pevných disků. Vysoká přenosová rychlost je však pouze technickým limitem. Skutečnost je podstatně horší. Vzhledem ke konstantním rychlostem kotoučku (technologie CAV používaná pro novější mechaniky - od rychlosti asi 12x a výše) je největší rychlost čtení právě na okraji, zatímco směrem ke středu postupně klesá. Další daň platíme za skutečnost, že CD disk je osahaný a poškrábaný. To u pevného disku nepřipadá v úvahu. Proto je mechanika CD vybavena opravnými algoritmy, které se používají na rekonstrukci chybně načtených dat v důsledku poškozeného disku nebo zaprášené optiky laseru. Je pravdou, že při opravách dat se zpravidla CD mechanika zpomalí na nižší rychlost. Teprve po opravě (nemusí být vždy úspěšná) se vrací k vyšším otáčkám a vyšší rychlosti přenosu dat. To vše má pochopitelně vliv na celkovou přenosovou rychlost. V podstatě pro většinu aplikací včetně přehrávání komprimovaného videa postačí mechanika CD s rychlostním poměrem od 8x výše. Z toho důvodu je rozumné více přihlížet ke schopnosti mechaniky rychle a úspěšně opravovat chybná data než se nechávat unášet o udji o přenosové rychlosti.

Vybavení počítače mechanikou CD je dnes nutností, pokud vůbec chceme instalovat jakýkoliv program nebo ovladače k periferním zařízením (tiskárny, vnější paměťová média, skenery, modemy, apod.). Dnešní počítače umožňují také z CD bootovat po příslušných nastaveních v BIOS. Vzhledem k možnosti uložit na laciné médium až 700 MB dat, je využití CD disků rozsáhlé.
V mnoha případech však takováto kapacita nestačí. Pokud chceme shlédnout celovečerní film ve slušné kvalitě nebo si uložit obsah svého HDD jako zálohu, pak je 700 MB málo. Řada programů je již dnes distribuována na více CD. Proto se objevil následník CD: DVD - Digital Versatile Disk. Jedná se o zpětně kompatibilní zařízeni s CD (lze na nich číst i klasické CD disky), ale jejich úložná kapacita je podstatně větší: jednostranný, jednovrstvý - 4,7 GB. S takovou kapacitou je už možné distribuovat celovečerní film v kvalitě MPEG-2 včetně titulků v různých jazycích, zajímavostí z natáčení, profily herců, atd.
Často však dochází u starších DVD mechanik k potížím při čtení vypalovaných CD disků z důvodu odlišné vlnové délky světla laseru.
Existují i disky DVD-RAM, které je možno až stotisíckrát přepsat, ale platíme za to sníženou kapacitou (ze 4,7 GB na 2,6 GB, resp. z 9,4 GB na 5,2 GB).
S příchodem DVD se objevuje řada dosud neznámých problémů, které vyplývají ze snahy výrobců omezit šíření pirátského SW a filmů tím, že svět rozdělí na několik teritorií, kde budou vzájemně kompatibilní disky a přehrávače. Důsledek je ten, že disk z jiného teritoria nelze přehrát na přehrávači z jiného teritoria. Proto pozor při nákupu DVD disků a stolních mechanik. Uživatel by pak mohl být velmi nepříjemně překvapen. Lidský důvtip však bourá omezení prolomením takovýchto ochran pomocí speciálního SW.

Rozeznáváme tři druhy médií pro CD mechaniky:
CD: lisovaný kotouč z výroby u něhož je odrazivost plošek cca 80 % a odrazivost jamek cca 28 % (logická 0 nebo 1)
CD-R (1993): umožňuje jediný zápis v určitém místě, to znamená, že zahřátím místa laserem dojde k trvalé změně odrazivosti reflexní vrstvy. Tato technologie se nazývá WORM (write once/read many). Celkem je možno provést 99 zápisů do naplnění kapacity disku. Vzhledem k tomu, že je nutno při každém zápisu vytvářet novou TOC (table of contens - obdoba FAT u HDD), která však zabere několik MB, je potom kapacita takového disku mizivá - obsahuje vlastně jen TOC. Například 5 obrázků z Corela, o velikosti cca 700 kB každý, vypálených postupně zabere na CD disku 66 MB!
CD-RW (1997): přepisovatelný disk umožňuje opakovaný zápis po předchozím vymazání dat. Toho je dosaženo vedle jiné struktury disku (eliminace tepelných vlivů) také třemi stupni výkonu laseru. Při čtení se používá takový výkon, kdy se nemění struktura záznamové vrstvy. Při zapisování se používá nejvyšší výkon laseru, takže teplota záznamové vrstvy dosahuje místně 500-700 stupňů C, čímž se stane amorfní a špatně odráží světlo laseru při čtení (pit). Při mazání je výkon laseru nižší, takže při dosažení teploty cca 200 stupňů C se záznamová vrstva stane krystalickou a dobře odráží světlo čtecího laseru (ploška).

Vypalovací mechaniky

V počátcích této technologie nebylo mnoho na výběr. Vzhledem k značnému objemu přenášených dat se využívalo u vestavěných mechanik rozhraní IDE/EIDE/ATAPI jako u HDD a u externích zařízení výhradně rozhraní SCSI (podobně jako u skenerů). Postupně se vyvíjela i jiná rychlá rozhraní, takže dnes externí zařízení připojujeme k moderním počítačům přes rozhraní USB 2.0 nebo FireWire. Jinak současné mechaniky se liší velmi málo co se týká vlastností, podporovaných formátů a technologií, které zabraňují "podtečení vyrovnávací paměti" (jedná se o situaci obvyklou u starších mechanik, kdy často docházelo ke zničení média v okamžiku, kdy počítač nestačil včas dodávat data k vypálení). Šikovnou funkcí je simulace vypalování, kdy celý proces probíhá zcela identicky jako při skutečném vypalování, čímž je možné si otestovat, zda máme vše dobře nakonfigurováno.

Vypalování CD

Ukládání dat na nepřepisovatelné CD disky je velmi lacinou záležitostí zejména vzhledem k ceně média kolem 15 Kč. Složitější je přinutit systém, aby vám kýžený disk vyrobil. Než se to poprvé podaří, zažijete si zpravidla krušné chvíle. Příčinou je fakt, že jednou pokažený disk můžeme s klidným srdcem vyhodit, dále ne každý produkt pak je čitelný v normálních CD mechanikách. Vzhledem k tomu, že SW pro vypalování má celou řadu nastavení, objevení té nejlepší cesty pro naše účely si vyžádá řadu pokusů.
Jiná situace je u přepisovatelných disků, označovaných CD-RW. Média jsou sice poněkud dražší, ale možnost zaznamenaná data nahradit jinými (a to prý až 1000 x) je nespornou výhodou. Tím se samozřejmě mění i postup při vypalování.
 

Na co dbát zejména:
- používat kvalitní disky,
- jistotu získáme pokud budeme kopírovat nižší rychlostí, i když to bude déle trvat; některé disky vypálené vyšší rychlostí nelze na některých mechanikách přečíst (kombinaci vypalovačka-používaný CDdisk nutno vyzkoušet);
- vypalovat nejlépe z HDD pomocí Image (vytvoří se na HDD identický systém souborů jako pak bude na CD);
- nikdy nevypalovat režimem On-the-Fly přímo z jiného CD nebo ze sítě;
- při postupném vypalování metodou Mutlisession nesmíme zapomenout příkazem Import vložit do nově vypalované oblasti odkaz na veškerá předcházející data (novější SW již to dělá zpravidla automaticky, ale pokud data nechceme zahrnout do nového záznamu, musíme je naopak odstranit z výběru), jinak by byla čitelná data jen z posledního vypalování;
- na uzavřený CD disk již není možné nic vypálit, proto jeho uzavření musíme dobře zvážit; naopak pokud chceme vypálená data zajistit proti ztrátě například při dalším neúspěšném vypalování, disk uzavíráme vždy.

Úkoly:

1. Přehrání audio disku pomocí přehrávače ve windows s využitím jeho možností (ovládání hlasitosti, řazení skladeb, procházením diskem).
2. Načtení dat z CD-ROM - obrázky, programy, multimedia (disky CHIP).
3. Vypálení malého souboru na cvičný disk.

Některé ukázky oken programu Winocd:

CD-R1
1. Výběr souborů pro kopírování na CD a volba režimu Multisession.
CD-R3
2. Výběr rychlosti vypalování.
CD-R2
3. Ukázka vytváření Image před vlastním vypalováním (přerušeno).
CD-R4
4. Import souborů, které jsou již na CD disku vypáleny, do nové session.
CD-R5
5. Přehled naimportovaných souborů v Image před vlastním vypálením.

, kuchar@karlov.mff.cuni.cz