CD-ROM Nedir ? Nasıl Çalışır ?
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory / Kompak Disk Sadece Okunabilir Bellek) sürücüler; yüksek kapasiteli CD’leri okumak için üretilmiştir.Üretiminde plastik ve metal kullanılmıştır. Ön yüzünde bir adet led ve genel olarak bir adet buton bulunur. Led’in yanıp sönmesi okuma işleminin gerçekleştiğini gösterir.Buton ise CD-ROM ‘u açmak ve kapatmak için kullanılır.Bir CD-ROM sürücüsü değişik formatlarda yazılmış CD’leri okuyabilir. Örneğin müzik setlerimizde dinlediğimiz CD’ler, veri CD’leri ve CD-I formatındaki sinema CD’leri gibi.
CD’nin Yapısı Nasıldır, Nelerden Oluşur?
Plastik özlü , ısıya dayanıklı polikarbon madden üretilirler. 12 inch’lik standart bir CD yaklaşık 74 – 80 dakikalık bir filmi veya 650 – 700 MB veriyi barındırabilir. Bu taşıyıcı tabakanın üzerinde ise bilgilerin kaydedildiği kısım yer alır. Bilgilerin okunması sırasında lazer bu kısımdan yansır. Bilgilerin yazıldığı kısımdaki koruyucu bir kaplama sayesinde hassas kısım UV ışınlarından korunmuş olur. Ayrıca bu kaplama, CD’nin ön yüzünü de oluşturur. Veriler, 0.05 ile 0.1 mikrometre arasındaki CD yüzeyine çukur ve tümsekler olarak yazılır. DVD’lerde bu çukurların arasındaki mesafe 0.74 mm CD’lerde ise 1.6 mm’ dur. Nanometre ile ölçülen bu çukurlara pit denir. Pitler arasındaki alana, yani tümsek kısımlara da land denilmektedir. Pit ve land’lerin yardımıyla iki dijital temel bilgi, 0 ve 1 oluşmaktadır. Bu iki değer, iki harften oluşan bir alfabeye benzemektedir. Bu girintiler ve çıkıntılar, sarmal bir şekilde tüm CD’nin etrafında binlerce kez dönerek izler oluştururlar. Bu izler, okuyucu kafa ile takip edilir. Bunun için kafa okuma işlemi sırasında içten dışa ve dıştan içe doğru hareket ederek CD’nin farklı bölümlerine erişir. Bilgisayarın CD üzerindeki binlerce sarmalın içerisinde doğru bilgiye ulaşabilmesi için bu sarmalların başladığı yer olan Lead-in kısmında bir içerik listesi bulunur. Okuyucu kafa, CD üzerinden geri yansıyan lazere göre CD’nin ilgili bölümündeki pit ve land’lerin ayrımına varır.
CD-ROM’LARIN TEMEL YAPISI
CD-ROM dört parçadan oluşur.
1. CD’yi döndüren motor.
2. Lazer kafasını taşıyan motor.
3. Kapağın açılıp kapanmasını sağlayan ve CD ‘yi taşıyan tepsiyi hareket ettiren motor.
4. Üzerinde tüm elektronik kısmı barındıran ana karttır.
2. Lazer kafasını taşıyan motor.
3. Kapağın açılıp kapanmasını sağlayan ve CD ‘yi taşıyan tepsiyi hareket ettiren motor.
4. Üzerinde tüm elektronik kısmı barındıran ana karttır.
Elektronik kısma dahil olan parçalar ise motor kontrolleri, hata düzeltme bağlantı noktası ve diğer olması gereken hassas kontroller. Mekanik kısımda bulunan baskı mekanizması CD’yi taşıyan bir tepsi ve CD’yi sıkıştıran bir katmandan oluştur. CD sıkıştıktan sonra döndürülür ve iki çelik Ray üzerinde hareket eden lazer kafası CD üzerinde istenilen yere hareket eder. Kızılötesi lazer diyotu ışın parçasını üzerindeki bütünleşik bir ayna yardımıyla lense yollar. Işın buradan hareketli kafa vasıtasıyla hedeflenmiş verinin bulunduğu noktaya ulaşır. Bu aşamada CD’lerin üzerinde aslında gözle görülmeyen ufak çukurlar bulunduğunu ve bu çukurlar ile düz kesimlerin, verilerin kodlanmasını sağlayan 0 ve 1 rakamlarına karşılık geldiğini belirtelim. Işının bir kısmı CD üzerindeki bu çukur ve düzlüklerden geriye yansır. Bu yansıma yine toplayıcı ve ayna kombinasyonuyla fotodedektöre yollanır. Burada da yansımanın çokluğu yada azlığı ile orantılı olarak sistemin anlayabileceği hale dönüştürülür. Ayrıca İyi pozisyon için gerekli süre “erişim süresi” olarak adlandırılan süreye eşdeğerdir. Güncel sürücülerin bir çoğu 80 milisaniyeden daha düşük bir erişim süresine sahipler. Bu da lazer kafasını taşıyan mekanizmanın sadece hızlı değil, aynı zamanda kesin çalıştığını da gösteriyor. Bunu sağlayan unsurların başında da lazer kafasını taşıyan rayların pürüzsüz yüzeylere sahip olmaları geliyor.
MOTOR (CLV, CAV ve PCAV )
CD’lerin aygıt içerisinde döndürülmesini sağlayan motor üç farklı yöntemle çalışır.16X’den düşük bir CD-ROM sürücünüz varsa muhtemelen CLV (constant linear velocity) metodunu kullandığını söyleyebiliriz.Bu metot ile çalışan bir aygıtın motoru CD’yi, okunmak istendiği veri bloğunun yerine göre farklı hızlarda döndürür.Kafa CD’nin dış kenarlarına doğru olan kısımdaki verileri okuyacaksa motor CD yi yavaş döndürür,merkeze yakın yerlerdeki bilgiler için ise hızlı. Microcontroller adı verilen bir işlemci sayesinde yapılan bu işlem müzik CD’lerimizde kullanılan sistemin aynen CD-ROM sürücülere aktarılmasından kaynaklanır. Yeni çok hızlı CD-ROM sürücüler ise bu değişkenlik yerine CD’nin sabit hızda döndürüldüğü CAV(constant angular velocity) sistemi kullanılır ki bu da sabit disklerde kullanılan metottur.Kafanın nerde olduğuna bakılmaksızın motor aynı hızda döner.Bilgiler CD üzerinde halkalar(iz) şeklinde yer aldığından ve hız da sabit olduğundan kafa daha büyük yörüngede daha fazla bilgi okuyacaktır.Bu sebepten CAV teknolojini kullanan CD-ROM sürücüler dış izlerde daha fazla veri transferi yaparlar.Bu teknolojiye geçiş motorun daha fazla döndürebilme kapasitesine karsın,CLV kullanılması halinde değişik devirlere inip çıkmanın zorluğundan doğmuştur. Günümüzün modern CD sürücüleri ise bu iki tekniği birleştiren PCAV (partial constant angular velocity) tekniğini kullanmakta.PCAV teknolojisi dış sektörlerde CLV’ye geçiş yapar.Tüm bu tekniklerde motor mekanizmasını başarısı büyük önem taşıyor.
CD-ROM SÜRÜCÜDE HIZ
Bildiğimiz gibi CD-ROM sürücülerin hızları X ile gösteriliyor. Temel olarak müzik setlerinde kullanılan ve CD’yi 210 ile 539 devir arası döndürebilen CD Player’ların hızı 1X olarak kabul edilir. 2X hızındaki bir CD-ROM sürücü ise 420 ila 1078 devir hizmet verebiliyor ve böylece X’ler arttıkça devir de artıyor. Devir artmasına artıyor da acaba performans da artıyor mu? Çoğu kullanıcı için bu X’ler performans için bir kıyaslama göstergesi. Yani örneğin 32X bir CD-ROM sürücüye gerek veri aktarım kapasitesi gerekse erişim süresi bakımından 16X’in 2 katı performanslı gözüyle bakılıyor.Ya da 16X’in 4 dakikada kopyaladığını 32X 2 dakikada kopyalar şeklinde düşünülüyor. Oysa pratikte böyle değil. Teoride 1X’in saniyede 150 KB veriyi transfer edebildiği kriteri baz alınarak 32X bir CD-ROM sürücünün saniyede (32*150KB) 4,8 MB veri transfer etmesi gerekir. Ancak bu performansı yakalamak sadece motorun devir sayısına değil daha birçok faktöre bağlıdır.
Günümüzde kullanılan uygulamaların çoğu CD’nin üzerindeki çeşitli yerlerde yer alan bilgileri kullanır.Yani CD-ROM sürücünün sıralı okuma yapmasına gerek kalmaz.Hal böyle olunca da erişim süresi ön plana çıkar. 32X bir CD-ROM sürücünün 1X e göre 32 kat daha fazla ya da buna yakın performans gösterebilmesi için sıralı okuma gerektiren uygulamalar ile çalışıyor olması gereklidir (örneğin filmler).Yani CD-ROM sürücüsünün performansı önemli ölçüde kullandığı medyaya bağlıdır. CD’nin daha az bilgi içeren tam ortalarına gelindiğinde performans neredeyse yüzde 40 oranında düşer.Çünkü günümüzde kullanılan CAV teknolojisinde sürücüler gerçek X’lerini sadece en dış izde gösterebilir.İşin kötüsü CD’ler üzerine bilgiler içeriden dışarıya doğru yazılmaya başlanır. Doğal olarak yarısı boş bir CD’nin okuması sırasında dış izler boş olduğundan CD-ROM sürücünün üzerinde yazılan X’e asla ulaşılamaz.
CD-ROM’LARIN TARİHİ VE KULLANIM ALANLARI
İlk Cd-rom Sony ve Philips tarafından 1978 yılında müzik cdlerini okuma için üretilmiştir.Yani genel anlamda CD-ROM lar bilgisayar dünyasına girmeden önce müzik amaçlı çıkmışlardı. Ve özellikleri de dijital ses verilerini okuyabilecek hıza göre geliştirilmişti. Ancak bu hız bilgisayar işlevi için yeterli olamadığından ilk zamanlarda kullanımı düşünülmüyordu. Daha sonra bilgisayarların hızı artınca ve yüksek kapasitelerden dolayı data saklama birimi olarak kullanılmaya başlandı. CD sürücüleri ilk kez piyasaya sürüldüğünde bu gün olduğu gibi doğrudan anakartalardaki soketlere doğrudan bağlanan aygıtlar değillerdi. Sürücü ya ses kartına ya da ayrı bir IDE kontrol kartı sayesinde kullanılabiliyordu. Bu sebeple DOS’a bir ya da birkaç sürücünün tanıtılması gerekiyor ve kullanım oldukça zorlaşıyordu. Daha sonra çıkan standartlarla arabirimler değişti. Aynı şekilde CD-ROM’ların daha da yaygınlaşması ve değişik kullanım alanı bulması için farklı seçenekler çıkarıldı.Her geçen yıl gelişmeye devam eden CD-ROM’lar yaygın olarak 52X hızında bir süre kullanıldı. Hemen hemen 2000 yılından itibaren her yerde bu tip CD-ROM’lar bulmak mümkün.Ancak son bir iki yıldır 72X e kadar çıkan hızlarda üretim yapılmaktır. Tabi bu kadar yüksek hızlar DVD-ROM’ların CD-ROM’ların önüne geçmesini engelleyemedi.Artık DVD’lerin yaygınlaşmasıyla CD-ROM’lar son dönemlere girmiş gibi gözüküyor.Çünkü DVD-ROM’lar geriye dönük olarak cd’leri de okuyabildikleri için cd okumak için ekstra bir donanıma ihtiyaç duyulmuyor.
CD-ROM’lar ilk olarak sadece müzik cd’lerini okumak amaçlı üretilmişlerdi.Ancak veri taşıma teknolojisinin gelişmesiyle birlikte üretilen yüksek kapasiteli cd’lerin daha hızlı ve hatasız okunabilmesi için CD-ROM’larda hatırı sayılır değişiklikler geçirmişlerdir.Öyle ki ilk sürücüler 210 ile 539 devirde dönebilirken günümüzde bu sayılar 15120 ile 38808 devirlere ulaşmışlardır. Bu sayede erişim süreleri daha düşük seviyelere inmiştir. Bu gibi önemli gelişmelere rağmen CD-ROM’lar belli tipteki cd’leri okuyabilmektedir. Örnek olarak ; Müzik cd’leri , VCD’ler , Data cd’leri örnek verebilir. Verdiğimiz bu örnekler ile CD-ROM sürücülerin hangi sektörlerde kullanıldığı apaçık ortaya çıkmaktadır.Müzik sektörünün değişmez elemanı olmaya devam etmektedirler.Ayrıca bazı oyun ve programların dağıtılmasında hala cd’lere başvurulmaktadır.Buda CD-ROM sürücüleri bir nebze olsun hayata bağlamaktadır.
CD’nin okunması
Lazerden çıkan ışın demeti cd üzerinde ki çukurlara ve tepelere çarparak geriye yansıyor.Yansıma sensörüne ışık geliyorsa 0 değeri üretiliyor.Işık gelmezse ki bu orda bir çukura denk gelindiği anlamına geliyor ve 1 değeri üretiliyor. Fotodedektöre yollanan bu değerler anlamlı makine kodlarına çevrilerek bilgisayarın anlayabileceği verilere dönüştürülür.
