สัปดาห์ที่ 13 CD-DVD

CD-ROM (Compack Disk Read only Memory) ในปี 1982 CD-DA (compact disk-digital audio)ได้เป็นที่รู้จักของตลาด ถูกพัฒนาโดยบริษัท Phillip กับ Sony ใช้ในการบันทึกเสียง ต่อมาในปี 1985 เทคโนโลยีได้ขยายตัวกว้างไปสู่วงการคอมพิวเตอร์ในรูปแบบของอุปกรณ์ในการเก็บข้อมูล ซีดีรอมเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เป็นส่วนประกอบอยู่รวมกับคอมพิวเตอร์และเป็นที่ยอมรับอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการอ่านแผ่นซีดี ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือแบบฟันเฟืองซึ่งจะมีเสียงเมื่อมีการทำงานและแบบสายพานซึ่งจะมีเสียงเงียบกว่า ขณะเริ่มทำงานจะแบ่งเป็นแทร็กและเซ็กเตอร์เหมือนกับแผ่นดิสก์ แต่เซ็กเตอร์ในซีดีรอมจะมีขนาดเท่ากัน ทุกเซ็กเตอร์ ไดร์ฟซีดีรอมเริ่มทำงานมอเตอร์จะเริ่มหมุนด้วยความเร็วไม่คงที่ ทั้งนี้เพื่อให้อัตราเร็วในการอ่านข้อมูลจากซีดีรอมคงที่สม่ำเสมอทุกเซ็กเตอร์ขึ้นอยู่กับวงของแผ่นซีดีที่อยู่รอบนอกหรือใน หลังจากมอเตอร์หมุนแสงเลเซอร์จะฉายลงซีดีรอม โดยลำแสงจะถูกโฟกัสด้วยเลนส์ที่เคลื่อนตำแหน่งได้ โดยการทำงานของขดลวด ลำแสงเลเซอร์จะทะลุผ่านไปที่ซีดีรอมแล้วถูกสะท้อนกลับ ที่ผิวหน้าของซีดีรอมจะเป็น หลุมเป็นบ่อ ส่วนที่เป็นหลุมลงไปเรียก "แลนด์" สำหรับบริเวณที่ไม่มีการเจาะลึกลงไปเรียก "พิต" ผิวสองรูปแบบนี้ใช้แทนการเก็บข้อมูลในรูปแบบของ 1 และ 0 แสงเมื่อถูกพิตจะกระจายไปไม่สะท้อนกลับ แต่เมื่อแสงถูกเลนส์จะสะท้อนกลับผ่านแท่งปริซึม จากนั้นหักเหผ่านแท่งปริซึมไปยังตัวตรวจจับแสงอีกที ทุกๆช่วงของลำแสงที่กระทบตัวตรวจจับแสงจะกำเนิดแรงดันไฟฟ้า หรือเกิด 1 และ 0 ที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ ส่วนการบันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดีรอมนั้นต้องใช้แสงเลเซอร์เช่นกัน โดยมีลำแสงเลเซอร์จากหัว บันทึกของเครื่อง บันทึกข้อมูลส่องไปกระทบพื้นผิวหน้าของแผ่น ถ้าส่องไปกระทบบริเวณใดจะทำให้บริเวณนั้นเป็นหลุมขนาดเล็ก บริเวณทีไม่ถูกบันทึกจะมีลักษณะเป็นพื้นเรียบสลับกันไปเรื่อยๆตลอดทั้งแผ่น แผ่นซีดีรอมเป็นสื่อในการเก็บข้อมูลแบบออปติคอล (Optical Storage) ใช้ลำแสงเลเซอร์ในการอ่านข้อมูล แผ่นซีดีรอมทำมาจากแผ่นพลาสติกเคลือบด้วยอลูมิเนียม เพื่อสะท้อนแสงเลเซอร์ที่ยิงมา เมื่อแสงเลเซอร์ที่ยิงมาสะท้อนกลับไป ที่ตัวอ่านข้อมูลที่เรียกว่า Photo Detector ก็อ่านข้อมูลที่ได้รับกลับมาว่าเป็นอะไร และส่งค่า 0 และ 1 ไปให้กลับซีพียู เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป ความเร็วของไดร์ฟซีดีรอม มีหลาย ไดร์ฟตัวแรกที่เกิดขึ้นมามีความเร็ว 1x จะมีอัตราในการโอนถ่ายข้อมูล (Data Transfer Rate) 150 KB ต่อวินาที หรือ 153,600 Byteต่อวินาที ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูล (Access Time) ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลคือ ช่วงระยะเวลาที่ไดร์ฟซีดีรอมสามารถอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีรอม แล้วส่งไป ประมวลผล หน่วยที่ใช้วัดความเร็วนี้คือ มิลลิวินาที (millisecond) หรือ ms ปกติแล้วความเร็วมาตราฐานที่ เป็นของไดร์ฟซีดีรอม 4x ก็คือ 200 ms แต่ตัวเลขนี้จะเป็นตัวเลขเฉลี่ยเท่านั้น เป็นไปไม่ได้แน่นอนว่าไดร์ฟ ซีดีรอมจะมีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลบนแผ่นซีดีรอมเท่ากันทั้งหมด เพราะว่าความเร็วที่แท้จริงนั้นจะขึ้นอยู่ กับว่าข้อมูลที่กำลังอ่าน อยู่ในตำแหน่งไหนบนแผ่นซีดี ถ้าข้อมูลอยู่ในตำแหน่งด้านใน หรือวงในของแผ่นซีดี ก็จะมีความเร็วในการเข้าถึงสูง แต่ถ้าข้อมูลอยู่ด้านนอกหรือวงนอกของแผ่น ก็จะทำให้ความเร็วลดลงไป แคชและบัฟเฟอร์ ไดร์ฟซีดีรอมรุ่นใหม่ๆ มักจะมีหน่วยความจำที่เรียกว่าแคชหรือบัพเฟอร์ติดตั้งมาบนบอร์ดของซีดีรอมไดรว์ มาด้วย แคชหรือบัพเฟอร์ที่ว่านี้ก็คือชิปหน่วยความจำธรรมดาที่ติดตั้งไว้เพื่อเก็บข้อมูลชั่วคราวก่อนที่จะส่ง ข้อมูลไปประมวลผลต่อไป เพื่อช่วยเพิ่มความเร็วในการอ่านข้อมูลจากไดร์ฟซีดีรอม ซึ่งแคชนี้มีหน้าที่เหมือน กับแคชในฮาร์ดดิกส์ ที่จะช่วยประหยัดเวลา ในการอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดี อินเตอร์เฟซของไดร์ฟซีดีรอม อินเตอร์เฟซของไดร์ฟซีดีรอมมีอยู่ 3 ชนิดคือ IDE มีความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูลอยู่ในขั้น ที่ยอมรับได้ ชนิด SCSI มีความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูลสูง เหมาะสำหรับนำมาใช้เป็นซีดีเซิร์ฟเวอร์ เพราะต้องการความเร็ว และความแน่นอนในการส่งถ่ายข้อมูลมากว่า และแบบ USB ซึ่งมีอยู่ 2 เวอร์ชั่น คือ 1.1 และ 2.0 ซึ่งความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูลต่างกัน ไดร์ฟซีดีรอมจะมีอยู่ 2 แบบ คือ แบบติดตั้งภายใน และแบบติดตั้งภายนอก เทคโนโลยีซีดีรอม เทคโนโลยีซีดีรอมแบบที่นิยมใช้กันมีอยู่ 2 ประเภทคือ CLV (Constant Linear Velocity) และ CAV (Constant Angular Velocity) CLV จะทำงานที่ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่แน่นอน (ความเร็ว X) แต่มอเตอร์ นั้นหมุนที่ความเร็วระดับต่างๆ กันขึ้นอยู่กับเนื้อที่ในการเก็บข้อมูล โดยหากอ่านข้อมูลบริเวณด้านในของแผ่นซีดี ตัวไดร์ฟจะหมุนที่ความเร็วสูง แต่เมื่อมีการอ่านข้อมูลบริเวณด้านนอก ตัวไดร์ฟจะลดความเร็วรอบลง โดยความเร็วรอบจะอยู่ระหว่าง 500 ถึง 4,000 รอบต่อนาที สำหรับซีดีรอมความเร็ว 8 เท่า ซึ่งเทคโนโลยีนี้ทำการเพิ่มความเร็วในการถ่ายข้อมูลโอนข้อมูลได้ยาก เนื่องจากต้องคงความเร็ว ในการโอนถ่ายข้อมูลที่ 16 เท่านั้น เมื่อข้อมูลถูกเก็บอยู่ในพื้นที่วงในของแผ่นซีดี ตัวไดร์ฟจำเป็นต้องหมุนด้วยความเร็วสูง เพื่อให้คงอัตราการ ถ่ายโอนข้อมูลนั้นไว้ ทำให้เกิดปัญหาความร้อนและเกิดข้อผิดพลาดในการรับข้อมูลได้มากขึ้น CAV ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีการทำงานที่ต่างกันโดยตัวไดร์ฟ CAV นั้นจะมีความเร็วในการหมุนคงที่เช่นเดียวกับที่เป็นอยู่ในฮาร์ดดิสก์ เมื่อมีการอ่านข้อมูลบริเวณวงในของ แผ่นซีดีรอมนั้นตัวไดร์ฟอาจจะทำความเร็วในระดับ 8-12 เท่า แต่ประโยชน์ที่ได้จาก แต่ประโยชนที่ได้จาก ตัวไดร์ฟเทคโนโลยีนี้ก็คือเมื่อไดร์ฟ ทำการอ่านข้อมูลบริเวณวงนอกของแผ่นซีดีความเร็ว ในการอ่านจะเพิ่มขึ้น เป็น 16 เท่า เพราะเนื้อที่ด้านนอกของซีดีนั้นจะเก็บข้อมูลมากว่าพื้นที่วงในของแผ่น CD-RW CD-RW นั้นดูคล้ายกับ CD-ROM มากต่างกับเพียงการทำงานโดย CD-ROM ทำหน้าที่อ่านอย่างเดียวแต่ CD-RW นั้นยอมให้มีการบันทึกข้อมูลและบันทึกได้หลายพันครั้ง CD-RW drive นั้นต่างจาก CD-ROM drive ทั่วๆไปตั้งแต่มันสามารถที่จะใช้ laser ในการใช้พลังงานในการทำงานที่ต่าง level กัน laser ที่ level สูงสามารถทำให้เกิดช่องที่เรียกว่า แลนด์ เพื่อใช้ในการบันทึกข้อมูลและ ใช้ laser ที่ level ต่ำในการอ่านข้อมูลโดยไมทำลายพื้นผิดของแผ่นแต่อย่างใด
CD-RW นั้นดูคล้ายกับ CD-ROM มากต่างกับเพียงการทำงานโดย CD-ROM ทำหน้าที่อ่านอย่างเดียวแต่ CD-RW นั้นยอมให้มีการบันทึกข้อมูลและบันทึกได้หลายพันครั้ง CD-RW drive นั้นต่างจาก CD-ROM drive ทั่วๆไปตั้งแต่มันสามารถที่จะใช้ laser ในการใช้พลังงานในการทำงานที่ต่าง level กัน laser ที่ level สูงสามารถทำให้เกิดช่องที่เรียกว่า แลนด์ เพื่อใช้ในการบันทึกข้อมูลและ ใช้ laser ที่ level ต่ำในการอ่านข้อมูลโดยไมทำลายพื้นผิดของแผ่นแต่อย่างใด
ในการเขียนแผ่นแต่ละครั้งแต่ก่อนต้องคอยระวังไม่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานใดๆเลย เพราะเนื่องจากการเขียนแผ่นแต่ละครั้งต้องใช้หน่วยความจำค่อนข้างมาก แต่ปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยทำให้ CD-RW นั้นทำงานได้ดีขึ้นคือ SafeBurn Buffer Management System (เรียกสั้น ๆ ว่า SafeBurn ) หลักการทำงานเริ่มแรกก็จะตรวจสอบความสามารถของแผ่นซีดีที่จะบันทึกและจะจัดการเลือกความสามารถในการบันทึกให้ตรงกับซีดีแผ่นนั้น ๆ จากนั้นจะคอยจัดการในเรื่องการทำงานไปด้วย ทำให้ทำงานได้ทั้งในการเขียนแผ่นซีดีและก็ทำงานอย่างอื่น ๆ ได้พร้อมกัน ซึ่งไดร์ฟนี้ก็มีจุดเด่นตรงที่บัฟเฟอร์ขนาดใหญ่ 8 เมกะไบต์ ทำให้รองรับข้อมูลที่ไหลมาเก็บได้มากกว่าถ้าจะให้เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานในระดับยูสเซอร์ทั่วไปแบบที่ติดตั้งภายในโดยใช้อินเทอร์เฟซแบบ IDE แผ่น CD-R CD-WORM (Write Once Read : WOR) แผ่น CD ที่สามารถบันทึกได้ โดยใช้โปรแกรมช่วยในการบันทึก และใช้เครื่อง Recordable CD เป็นตัวบันทึก แต่การบันทึกนั้นจะใช้ได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น ข้อสังเกต ให้ดูคำว่า CD-R บนแผ่น CD แผ่น CD-RW แผ่น CD ที่สามารถบันทึกซ้ำได้ คล้ายกับ hard disk หรือแผ่นดิสก์ ข้อสังเกตว่าแผ่นไหนเป็น CD-RW ให้ดูว่ามี CD-RW บนแผ่น CD สำหรับการบันทึกของแผ่น CD-RW จะเป็นไปในลักษณะที่เรียกว่า multi-sessions เทคโนโลยีของ CD-RW นั้นจะแตกต่างจาก CD-R เนื่องจากต้องมีการบันทึกซ้ำ โดยสารเคมีที่เคลือบบนแผ่น CD-RW นั้นจะสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อได้รับความร้อนถึงจุด ๆ หนึ่ง DVD DVD นั้นเป็นมาตรฐานบน Digital Versatile Disc แต่รู้จักกันในชื่อ Digital Video Disk สามารถเก็บข้อมูลได้มาก และให้คุณภาพของภาพและเสียงที่เหนือกว่าแผ่นซีดีรอม การพัฒนาของดีวีดีนั้นเริ่มต้นจาก DVD-ROM ที่สามารถอ่านแผ่นได้อย่างเดียว จนมาเป็น DVD-R ซึ่งสามารถบันทึกลงบนแผ่น DVD ในที่สุดกลายมาเป็น DVD-RW ซึ่งนอกจากจะอ่านแผ่นดีวีดีทั่วไปได้แล้ว ยังสามารถบันทึกข้อมูลซ้ำลงบนแผ่นดีวีดีได้อีกด้วย เครื่อง DVD-RW นั้นจะอาศัยเทคโนโลยีการบันทึกแผ่นแบบ Phase changing ช่วยให้แผ่นที่ทำการบันทึกมา สามารถนำไปใช้กับเครื่องเล่นดีวีดีแบบต่างๆที่มีวางจำหน่ายในปัจจุบัน
หลักการทำงานของเครื่อง DVD-RW สำหรับแนวความคิดของแผ่นซีดี หรือดีวีดี ประกอบกันเป็นชั้น หลายชั้น และแบ่งตามหน้าที่ โดยชั้นแรกจะเป็นส่วนของสกรีนรูปภาพหรือตัวหนังสือลงบนแผ่นครับอาจจะไม่มีก็ได้ ส่วนชั้นที่ 2 เป็นชั้นไว้สำหรับป้องกันรอยขีดข่วน ชั้นที่3 นั้นเป็นเป็นเรซิน ไว้สำปรับป้องกัน รังสียูวี เนื่องจากอาจทำให้มีผลกับข้อมูลได้ ชั้นต่อมาเป็นชั้นซึ่งไว้ทำปฏิกิริยากับแสงเลเซอร์ ทำให้สามารถบันทึกได้ซ้ำหลายเที่ยว ต่อจากนั้นจะเป็นชั้นที่บันทึกข้อมูลจะมีอยู่ 3 ชั้นและจะมีหน้าที่แตกต่างกันไป จบด้วยชั้นสุดท้ายซึ่งทำหน้าที่ป้องกันรอยขีดข่วน
สำหรับหลักการทำงานของเครื่องดีวีดีอาร์ดับบลิวไม่ได้แตกต่างกับเครื่องซีดีอาร์ดับบลิว ทำงานที่ย่านความยาวคลื่น 780 nanometer โดยเมื่อมีการเริ่มบันทึกข้อมูลลงแผ่นลำแสงเลเซอร์จะยิงแสงมากระทบกับแผ่นที่บันทึก ทำให้เกิดหลุมขึ้นมา โดยจะมีอยู่ 2 ลักษณะ คือ ส่วนที่เรียกว่า Lands (พื้น) และส่วนที่เรียกว่า Pits (หลุม) โดยจะแปลงค่าทั้ง 2 ลักษณะเป็นสัญญาณดิจิตอล คือ เป็น 0 กับ 1 เป็นรหัสที่เครื่องสามารถเข้าใจได้ ซึ่งจะเริ่มบันทึกจากวงในที่สุดของ ทำไมหลักการทำงานเหมือนกัน แต่ทำไมแผ่นดีวีดี จึงสามารถบันทึกข้อมูลได้มากกว่า แผ่นซีดีธรรมดา หลายเท่าตัวก็เนื่องจากพื้นผิวที่แผ่นของดีวีดี มีขนาดที่เล็กว่าซีดีครับ โดยพื้นผิวของซีดีทั่วไปมีขนาด 1.6 ไมครอน แต่ถ้าเทียบกับ ดีวีดี จะพื้นผิวเพียง 0.74 ไมครอน จึงเป็นสาเหตุให้แผ่นดีวีดีสามารถรองรับความจุที่มากกว่า รูปแบบของ DVD ในการเก็บข้อมูลจะบันทึกเป็น layer ซึ่งมีทั้งแบบ 2 มิติ ไปยัง 3 มิติ ซึ่งปัจจุบันนั้นในแต่ละชั้นจะสามารถจุได้ถึง 15 GB/Layer และคาดว่าจะพัฒนาได้ถึง 45 GB/Layer ข้อมูลที่ถูกบันทึกลงไปก็จะมีจำนวนมากน้อยไม่เท่ากันตามมาตรฐานดังนี้