CD-ROM: Grundwissen

 1.  Was bedeutet CD-ROM? 
 2.  Was ist eine CD-ROM? 
 3.  Wie funktioniert eine CD-ROM? 
 4.  Welche Speicherkapazität hat eine CD-ROM? 
 5.  Technische Daten 
 6.  Geschichte 
 7.  Vorteile 
 8.  Nachteile 
 9.  CD-ROM-Server

1. Was bedeutet CD-ROM?

CD-ROM  bedeutet Compact Disc - Read Only Memory.
Es bedeutet, dass die einmal auf die CD gebrachten Daten nicht mehr verändert oder überschrieben werden können. Man kann also nicht etwa Daten absichern wie bei einer Diskette!

2. Was ist eine CD-ROM?

Sie ist ein optischer Massenspeicher der Familie der sogenannten compact discs. Unter Massenspeicher versteht man ein Speichermedium mit relativ hoher Speicherkapazität, auf dem die Daten auch im stromlosen Zustand nicht verloren gehen.
Beispiele: Magnetband, Diskette, Festplatte, Diskette, CD-ROM, DVD oder MO-Laufwerk.

Eine CD-ROM ist eine beschichtete, dünne kreisförmige Kunststoffscheibe mit einer Durchmesser von etwa 12 cm, auf der Daten gespeichert werden. Die Daten werden in gleichgroßen Sektoren gespeichert. Diese Sektoren werden auf einer einzigen Spur, die spiralförmig angelegt ist, untergebracht. Die Länge dieser spiralförmigen Spur beträgt mehr als 6 km!
Ihre Bezeichnung besagt, dass sie ein reines Lesemedium ist, also nicht mehrmals beschrieben werden kann, wie beispielsweise eine Festplatte, daß es lediglich ein
lesender, und nicht auch ein schreibender Zugriff besteht.

Schichtenaufbau der CD: Die CD besteht aus verschiedenen Schichten. Den größten Teil der Gesamtdicke nimmt das Trägermaterial ein.Als Trägermaterial dient ein beliebiges durchsichtiges Material mit einem Lichtbrechungsindex von 1,55. Presswerke verwenden meist Polycarbonat. Die spiralförmige Datenspur befindet sich auf einer hauchdünnen reflektierenden Metallschicht (0,05-0,1 µm), meist eine Aluminiumlegierung. Die Metallschicht ist von einer Schutzschicht Label aus UV-unempfindlichem Lack bedeckt.

3. Wie funktioniert eine CD-ROM?

Bei den elektromagnetischen Speichermedien wie der Festplatte (Hard disk) oder der Floppy Disk wird die Fixierung der zu speichernden Information durch Magnetisierung des Mediums erzeugt. Da diese Magnetisierung reversibel ist sind diese Medien mehrfach beschreibbar.
Bei den optischen Speichermedien  weist eine mikroskopische Betrachtung an deren Oberfläche eine Unzahl sehr kleiner Vertiefungen auf.  Diese Vertiefungen heißen Pits, die Flächen dazwischen Lands, und werden mit einem sehr dünnen und sehr präzise ausgerichteten Laserlichtstrahl abgetastet oder gelesen. In den sehr kleinen Pits und Lands sind die Informationen im Binärcode enthalten.
Der Erfolg der CD-Systeme ist auf folgende zwei Eigenschaften der Lasertechnik zurückzuführen:
1) Das Abtasten der CD-ROM-Oberfläche mittels eines Lasers vollzieht sich rein optisch,  ist also völlig berührungs- und verschleißfrei, und
2) Der Laserstrahl kann sehr stark fokussiert, d.h. sein Durchmesser so stark verringert werden, dass Informationen in sehr eng zusammenliegenden Spuren abgespeichert werden können. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Datendichte.
 

4. Welche Speicherkapazität hat eine CD-ROM?

Die Speicherkapazität einer CD liegt bei etwa 650 Mb was ungefähr der Speicherkapazität von je einem der folgenden Träger entspricht:

1 Byte = 8 Bit
1 Kilobyte (KB) =1.024 Bytes
1 Megabyte (MB) =1.024² = 1.048.576 Bytes, d.h.rund eine Million Bytes, exakt aber 1024 KB (= 210)
1 Gigabyte (GB) =1.024³ = 1.073.741.824 Bytes, d.h. rund eine Milliarde Bytes, exakt aber 1024 MB (= 230)
1 Terabyte (TB) =1.0244=1.099.511.627.776 Bytes


5. Technische Daten:

Die wichtigsten CD-Formate sind:

1) CD-DA (Compact Disc Digital Audio, Audio-CD)
Die technischen Spezifikationen und Standards für die Audio-CD sind im "Red Book" (Sony, Philips 1982) festgelegt.
Eine Audio-CD besteht im wesentlichen aus 3 Elementen:
1) Lead-in: Disc Label und ToC (Tables of Content) (4mm)
2) Programm-area: bis zu 99 Tracks (33mm), und
3) Lead-out: letzter Millimeter der Audio-CD

2) CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory)
Im Gegensatz zur Audio-CD reichen die im "Yellow-Book" (Sony, Philips 1985) angegeben technischen Standards für eine echte Nutzung des Mediums nicht aus. Auf einer CD-ROM sind ja Hunderte bis Tausende von Dateien unterschiedlichen Datenformates anzusprechen und zu adressieren. Um eine Standardisierung in diesem Bereich zu erreichen, da andernfalls eine Fülle inkompatibler CD-ROM  und Laufwerkstechnologien nebeneinander existieren würden, wurde der "High Sierra Group Proposal (HSGP)" und weitergehend die ISO 9660 beschlossen.

3) CD-R (Compact Disc Recordable) und CD-RW (Compact Disc Rewritable)
Bei den wiederbeschreibbaren optischen Platten verwendet man eine Kombination aus Magnetfeldern und Lasereinwirkung. Die Technik nutzt direkt die optischen Eigenschaften von Magnetfeldern. Zur Realisierung benutzt man spezielle Materialien, deren Magnetisierungsrichtung leicht und schnell umkehrbar ist. Zum Beschreiben wird ein winziger Bereich der Platte durch den Laser erhitzt. Gleichzeitig legt man von außen ein starkes Magnetfeld an. Dadurch wird die Magnetisierungsrichtung im erhitzten Bereich beim Erkalten festgehalten.

andere CD-Formate

6. Geschichte
 
 1979  Die Audio-CD erscheint als Konkurrenzprodukt zur 
 klassischen Schallplatte 
1985   Die CD gelangt als CD-ROM in den Computerbereich 
 Erste Datenbank auf CD-ROM: BiblioFile
1989   Multimedia-Erweiterung : CD-ROM/XA
1992  Die Kodak Photo-CD ermöglicht die Abspeicherung von  Foto-Vorlagen auf CDs
1993  Plattformen und Spielkonsole aus dem Bereich  Unterhaltungselektronik (3DO, CD32, SegaMegadrive)  und Abspielung von Videos auf dem PC (Video-CDs)
1994 Rasante Entwicklung: Exponentielle Vergrößerung  des  Angebotes 
1995 Compact Disc Read Write (CD-RW), wiederbeschreibbar, im Orange Book festgelegt
1996 Produktankündigung für die CD-RW durch Sony, Philips, Hewlett-Packard, Mitsubishi und Ricoh
Blue Book CD-Extra ("enhanced CD").
Eine CD Extra ist eine Multisession-CD. Die erste Session enthält Audio-Daten und die zweite Session Daten im CD-ROM/XA-Format.

 ab 2000

Konkurrenz durch das neue Speichermedium DVD ("digital versatile disc"). DVD erweist sich als echter Durchbruch hinsichtlich der Wiedergabe von Filmen. Auf einer DVD-Scheibe, die einer herkömmlichen CD-ROM zum Verwechseln ähnlich ist, lassen sich nun statt 650 MB künftig bis zu 17 GB Daten unterbringen (Speichervermögen ca. 25-mal so groß).

Der grundsätzliche Unterschied zwischen CD und DVD liegt in der Laser-Wellenlänge. Bei der DVD wird mit kurzwelligem Licht gearbeitet. Ein Bit lässt sich so auf einer kleineren Fläche ablegen.

Neuer Standard von der Arbeitsgemeinschaft TWG (Technical Working Group), der Firmen wie Compaq, Hewlett-Packard und IBM angehören. DVD-Laufwerke können in der Regel auch herkömmliche CD-ROMs und Audio-CDs lesen.

 

7. Vorteile

8. Nachteile (gegenüber Online-Recherchen)


9. CD-ROM-Server oder CD-ROM-Station


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