sábado, 16 de marzo de 2013

Estructura - CD ROM - Soportes Ópticos - Parte 1 de 2


  • El Disco:
Están formados por un disco de policarbonato de 120 mm de diámetro y 1,2 mm de espesor. El proceso que se sigue para la fabricación de estos CD ( tanto los de audio o datos, con los distintos tipos de codificación de los que luego hablaremos) es similar al proceso seguido para la fabricación de los viejos discos de vinilo. Es decir, el primer paso es la fabricación de un máster.
Este original consiste en un CD que es grabado utilizando un láser de alta potencia ( no como los utilizados para la posterior lectura) con el cual se "imprimen" los unos y los ceros que consisten en una serie de hoyos microscópicos. Este original es luego utilizado para crear las copias por presión. Una vez que la copia está correctamente "impresa" con los hoyos en los sitios adecuados es recubierta por una fina capa de aluminio que caracteriza el habitual aspecto brillante de los CD y que sirve para reflejar la luz láser del cabezal de lectura y finalmente se le aplica una nueva capa plástica. Después de este proceso es cuando finalmente se estampan los gráficos que adornan una de las caras del CD. 


En un CD-ROM los sectores residen sobre una única pista en espiral.
Para obtener un tiempo de acceso rápido, los sectores que contienen los datos de cada fichero han de ser contiguos.

Los ficheros no pueden fragmentarse y por tanto el disco no puede actualizarse. Todos los sectores tienen el mismo tamaño y no dependen de su posición en el disco.

El disco gira a una velocidad variable, más rápido para los sectores colocados en la parte interior del disco, y más lento para los sectores colocados en la parte exterior.

  • Pits y Lands:
Los datos se guardan en una pista de material policarbonado. La pista empieza en el centro del disco y acaba en el radio exterior del disco, formando una larga y fina espiral. En esta espiral hay microscópicas ranuras denominadas pits que se graban en el disco máster, y después serán estampadas sobre la superficie del disco policarbonado durante la etapa de replicación.

El área lisa entre 2 pits se denomina land. Pits y lands representan los datos almacenados sobre el disco. La composición del disco incluye un material reflectivo (basado en aluminio) que envuelve los pits y lands.

La manera en que la luz se refleja depende de donde cae el rayo láser.
Un pit disipará y difuminará la luz láser, envolviendo una señal débil. Un land no difumina la luz, y la luz reflejada se interpreta como una señal fuerte.
Una cantidad determinada de Pits y Lands forman cadenas, las cuales se denominan sectores.

  • Cabezal de lectura:
El mecanismo de lectura de un CD es el siguiente:

1. Un haz de luz coherente (láser) es emitido por un diodo de infrarrojos hacia un espejo que forma parte del cabezal de lectura que se mueve linealmente a lo largo de la superficie del disco.
2. La luz reflejada en el espejo atraviesa una lente y es enfocada sobre un punto de la superficie del CD.
3. Esta luz incidente se refleja en la capa de aluminio. La cantidad de luz reflejada depende de la superficie sobre la que incide el haz. Así, decíamos que sobre la superficie de datos del disco se imprimen una serie de hoyos, si el haz de luz incide en un hoyo esta se difunde y la intensidad reflejada es mucho menor con lo que solo debemos hacer coincidir los hoyos con los ceros y los unos con la ausencia de hoyos y tendremos una representación binaria.
4. La luz reflejada se encamina mediante una serie de lentes y espejos a un fotodetector que recoge la cantidad de luz reflejada.

La energía luminosa del fotodetector se convierte en energía eléctrica ymediante un simple umbral nuestro detector decidirá si el punto señalado por el puntero se corresponde con un cero o un uno.


La presencia de un cabezal de lectura óptico y no magnético evita muchos problemas al no existir un contacto directo entre este y la superficie del disco pero aun así hay ciertos cuidados que se deben tener en cuenta como la limpieza de la superficie o el polvo acumulado en la superficie de las lentes que pueden acabar afectando a una lectura errónea por parte del lector.

  • Motor de Arrastre:
El CD-ROM está provisto de un motor que hace girar el disco, así tenemos dos opciones que son mantener la velocidad lineal constante o que la que permanezca constante sea la velocidad de giro:

-CAV (constant angular velocity):
El disco rota a una velocidad constante independientemente del área del disco a la que accede. El disco tarda siempre el mismo tiempo en dar una rotación de 360 grados independientemente de lo cerca o lejos que la cabecera esté del centro del CD-ROM.

-CLV (constant linear velocity):
Heredado de los CD de audio estándar, el CD-ROM ajusta la velocidad del motor de manera que su velocidad lineal sea siempre constante. Así, cuando el cabezal de lectura está cerca del borde el motor gira más despacio que cuando está cerca del centro. Este hecho dificulta mucho la construcción del lector pero asegura que la tasa de entrada de datos al PC sea constante.
La velocidad de rotación en este caso es controlada por un microcontrolador que actúa según la posición del cabezal de lectura para permitir un acceso aleatorio a los datos.

  • Velocidad de Transferencia:
Los primeros CD-ROM operaban a la misma velocidad que los CD de audio estándar: de 210 a 539 RPM dependiendo de la posición del cabezal, con lo que se obtenía una razón de transferencia de 150 KB/s velocidad con la que se garantizaba lo que se conoce como calidad CD de audio. No obstante, en aplicaciones de almacenamiento de datos interesa la mayor velocidad posible de transferencia para lo que es suficiente aumentar la velocidad de rotación del disco. Así aparecen los CD-ROM 2X, 4X, .... 24X. ?X que simplemente duplican, cuadriplican, etc. la velocidad de transferencia.

La mayoría de los dispositivos de menor velocidad que 12X usan CLV, los más modernos y rápidos, no obstante, optan por la opción CAV. Al usar CAV, la velocidad de transferencia de datos varía según la posición que ocupen estos en el disco al permanecer la velocidad angular constante.

Un aspecto importante al hablar de los CD-ROM de velocidades 12X o mayores es, a que nos referimos realmente cuando hablamos de velocidad 12X, dado que en este caso no tenemos una velocidad de transferencia 12 veces mayor que la referencia y esta ni siquiera es una velocidad constante. Cuando decimos que un CD-ROM CAV es 12X queremos decir que la velocidad de giro es 12 veces mayor en el borde del CD. Así un CD-ROM 24X es 24 veces más rápido en el borde pero en el medio es un 60% más lento respecto a su velocidad máxima.

  • Soporte (físico, guías, etc.):
Un aspecto característico de cualquier dispositivo informático es la construcción física y las opciones que ofrece al usuario. Aunque pueda parecer un tema poco importante podría ser una desagradable sorpresa el ir a instalar nuestro nuevo equipo CD-ROM y encontramos con que las dos o tres ranuras al efecto de la caja de nuestro PC ya están ocupadas y debemos prescindir de alguno de los dispositivos instalados para hacerle sitio. También es importante conocer las opciones que nos ofrece a través de su panel frontal.

Los CD-ROM ocupan el hueco de una unidad de disco de 5.25 pulgadas, por su puesto estas ranuras están estandarizadas y basta con tener una libre para poder introducir nuestro dispositivo en el equipo.

Los dispositivos que el CD-ROM ofrece están bastante estandarizados y casi siempre nos encontramos con un panel que nos ofrece:



1. jack salida para cascos

2. luz de indicación de lectura

3. volumen de salida por el jack

4. reproducción de audio

5. avance a la siguiente pista de audio

6. parar la reproducción

7. abrir la bandeja del CD.


No tienen que aparecer todos y pueden aparecer otros pero estos son los más comunes y su utilidad es la de dotar a nuestro CD-ROM de las funciones típicas de un CD-audio convencional si bien estas funciones también pueden ser ofrecidas por software. Indicar que la salida de jack ofrece una calidad razonable de reproducción de audio pero siempre tendremos una calidad mucho mayor si obtenemos la salida de audio de nuestro CD-ROM a través de la tarjeta de sonido convenientemente amplificada.
La introducción del disco en el interior del dispositivo, al igual que en los CD audio convencionales, suele ser a través de una bandeja que se desplaza a través de unos raíles y sobre la que se deposita el CD-ROM, esto por superfluo que pueda parecer obliga a la posición horizontal que ocupan en la carcasa de nuestros PC. Bien es cierto que existen CD-ROM que permiten la situación vertical pero aun en este caso se recomienda su situación en el sentido horizontal.



Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!
 


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