كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟

من طرف Admin* الإثنين نوفمبر 21, 2011 2:45 pm

كيف يتخاطب حاسوبك مع جهاز السي دي؟

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image002

انتشر استخدام السي دي CD ليحل محل اشرطة الكاسيت المغناطيسية لما تمتاز به هذه التكنولوجيا من ميزات
اهمها سعتها التخزينية الكبيرة وجودة المادة المخزنة
عليها وعمرها الأفتراضي، الـ CD متعددة الاستخدامات حيث يمكن
استخدامها لتخزين مواد سمعية أو معلومات،
ولأهمية هذا الموضوع سنقوم بتوضيح فكرة عمل اقراص السي دي وجهاز قراءة وكتابة هذه الاقراص.

جاءت تسميتها بهذا الاسم (سي دي) من أول أحرف للاسم
الإنجليزي Compact Disk
سي دي CD

السعة
التخزينية لأقراص السي دي

يمكن تخزين مايقارب 74 دقيقة من المعلومات الصوتية على
القرص
الواحد، وهذا يعادل 740 ميجابيت من المعلومات
على القرص الذي يبلغ قطره 12 سم، مما يعني أن
المساحة المخصصة لكل بايت على القرص يجب أن تكون متناهية الصغر
وبدراسة تركيب قرص لسي دي يمكن فهم كيف يمكن تخزين هذا الكم الهائل من المعلومات على المساحة الصغيرة نسبياً.

مكونات قرص السي
دي

يتكون السي دي من البلاستيك بسمك قدره 1.2 مم تعرف باسم
polycarbonate وعلى هذه الطبقة يوجد طبقة رقيقة من الألومنيوم
اللامع بسمك 1.25 نانومتر مغطاة بطبقة حماية من مادة الاكريلاك acrylic
كما في الشكل.

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image004

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image006

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image008

السي دي يحتوي على مسار متصل من البيانات في شكل لولبي
يبدأ من الداخل إلى الخارج، وهذا يعني أنه بالامكان تقليل قطر السي دي عن 12 سم
إذا رغبنا في ذلك. وفي الحقيقة يوجد بطاقات بحجم بطاقة business cards يمكن وضعها في جهاز قارئ السي دي وتحتوي على بيانات بسعة تخزينية
قدرها 2 ميجابيت

وبالنظر تحت المجهر على شكل هذه المسارات اللولبية التي
تحتوي على البيانات نجدها تظهر كما في الشكل المقابل على صورة مرتفعات Bits
عرضها لايتجاوز 0.5 ميكرون وارتفاعها 125 نانومتر ويفصل بين المسار والذي يليه
مسافة تبلغ 1.6 ميكرون. وهذه مساحات متناهية في الصغر وللتوضيح أكثر نفترض أننا
قمنا تحويل المسار اللولبي إلى مسار مستقيم سنحصل على شريط عرضه 0.5ميكرون وطوله
يتجاوز الـ 5 كيلومتر!! ولقراءة هذه المعلومات نحتاج إلى جهاز خاص هو جهاز الـ CD ROM Drive.

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image009

مشغل اقراص الـCD

يقوم جهاز مشغل أقراص السي دي بالبحث عن المعلومات
المخزنة في صورة Bits على المسارات
اللولبية سابقة الذكر وقراءتها وهذا يتطلب دقة
عالية. ويمكن تقسيم مشغل اقراص السي دي إلى ثلاثة اقسام رئيسية هي:

الموتور: يقوم بتدوير قرص السي دي والتحكم
بسرعته التي تتراوح من 200-500 دورة في الدقيقة.
الليزر: وهو الاداة المستخدمة لقراءة
البيانات من القرص.
الباحث: وهو الذي يقوم بتوجيه شعاع الليزر
على المسارات المخصصة للبيانات بدقة فائقة.

كما تجدر الاشارة إلى أن مشغل الأقراص يحتوي على قطع
الكترونية تقوم بتحويل البيانات المخزنة في صورة
رقمية
Digital إلى اشارة تناظرية Analogue كما هو الحال في استخدامه لسماع الموسيقى أو
لنقل البيانات إلى الكمبيوتر.

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image012

كيف وهل يتخاطب الحاسوب مع الاجهزة؟؟ Image013

إن الوظيفة الاساسية لمشغل افقراص السي دي هي تركيز أشعة الليزر على المسارات التي تحتوي البيانات، حيث تنفز أشعة
الليزر من الطبقة البلاستيكية لتسقط على طبقة
الألومنيوم العاكس، وحيث أن المسارات تحتوي على البيانات على
شكل Bits متقطعة مما يسبب في اختلاف انعكاس شعاع الليزر
على هذه المناطق والمناطق التي لاتحتوي على البيانات وبالتالي يكون الشعاع المنعكس عبارة عن نبضات متقطعة هي بمثابة 0 , 1 هذه النبضات المتقطعة يقرأها فوتوديود يحول
النبضات الضوئية إلى تيار كهربي. تقوم اجهزة
الكترونية في مشغل اقراص السي دي بتفسير هذه التيارات الكهربية الناتجة من الـ
Bits المخزنة على القرص وتحويلها إلى معلومات.

من المهم التحكم في موقع شعاع الليزر على المسار
اللولبي خلال دوران القرص المرن وهذا يتم من خلال
موتور خاص مبرمج لتحريك الليزر بسرعات تتناسب مع سرعة دوران
البيانات على القرص حيث أن سرعة تدفق البيانات تساوي حاصل ضرب السرعة الزاوية للقرص في نصف قطر المسار. ولهذا يجب على الموتور المتحكم
في تحريك الليزر أن يتباطأ كلما اتجهنا من المسار الداخلي
إلى المسار الخارجي. لنحافظ على معدل تدفق ثابت للبيانات.

شكل البيانات المخزنة على السي دي

يستطيع كل شخص ان يخزن البيانات التي يريدها على قرص
السي دي إذا امتلك جهاز قراءة وكتابة وكل ما عليه هو تحديد نوع البيانات اذا كانت
بيانات كمبيوتر CD-ROM أو موسيقى CD-DA فيقوم البرنامج بعملية
الكتابة دون تدخل منا ولكن هذه العملية البسيطة تخفي تعقيدات بحاجة إلى متخصص لفهم
ألية تخزين البيانات على السي دي وهذا ما يعرف بألية التشفير data encoding methodology. والتي يجب أن تراعى النقاط التالية:

توجيه
الليزر بين مناطق البيانات المخزنة مثل بداية المقطوعة الموسقية ونهايتها والمقطوعة التي تليها.
أن
يتضمن التشفير كاشف للخطأ الناجم عن الخطأ في تفسير بعض الـ Bits وهذا مايعرف بـ error-correcting codes.
الخدوش
التي قد تحدث عن الاستخدام الخاطئ لقرص السي دي مما ينتج عنه
انقطاع في تدفق البيانات
المصدر