Disco compacto para niños

Datos para niños Disco compacto
Información
Tipo	Disco óptico
Fecha de creación	1979
Desarrollador	Philips Sony Microsoft TDK
Fecha de lanzamiento	1982 (Japón) 1984 (Mundial)
Datos técnicos
Dimensiones	12 cm
Codificación	Señal digital
Mecanismo de lectura/escritura	Láser infrarrojo (750nm)
Memoria	700 MB
Almacenamiento	74-80 min (audio) o 640-700 MB (datos)
Estandarización
Estándar	IEC 60908 (audio) ECMA-130 o ISO/CEI 10149 (datos)
Uso	Almacenamiento de audio o datos
Cronología
Laserdisc (Video) Casete (audio) Disquete (Datos)	Disco compacto	DVD

El CD, o Compact Disc, es un medio óptico para almacenar datos digitales, como audio, imágenes, vídeo y documentos. Con un diámetro de 12 cm y un espesor de 1,2 mm, puede almacenar hasta 80 minutos de audio o 700 MB de datos. Los Mini-CD, de 8 cm, se usan para sencillos y controladores, almacenando hasta 24 minutos de audio o 210 MB de datos. Inicialmente para audio, evolucionó a CD-ROM, VCD, SVCD, CD-R, CD-RW y CD-i. Aunque popular en Asia, las ventas han disminuido un 50% desde 2000, debido a la competencia de dispositivos como memorias USB, tarjetas SD, discos duros, almacenamiento en la nube y unidades de estado sólido.

Historia

Lees Schouhamer Amin recibió un Premio Emmy por sus contribuciones creativas al disco compacto, DVD y Blu-ray disc .

El CD, abreviatura de Compact Disc, es una evolución del Laser-disc. Philips y Sony desarrollaron prototipos independientes, luego se unieron en 1980, siendo respaldados por 40 compañías. Lou Tótems de Philips lideró un proyecto para crear un disco de audio óptico, reduciendo su tamaño a 11,5 cm. Sony mostró su propio disco en 1976 y en 1978 con especificaciones similares. Ambas empresas colaboraron para estandarizar el CD en 1980. El CD se comercializó en 1982, promovido por el director de orquesta Herbert ven Karagán. Los primeros CD fueron vendidos en Europa en 1983 y en los Estados Unidos en 1984, con capacidades de almacenamiento que aumentaron con el tiempo.

Detalles físicos

Los discos compactos (CDs) están hechos de policarbonato y tienen una capa reflectante de aluminio para guardar datos. También tienen una capa protectora de laca y a veces una etiqueta encima. Se imprimen usando serigrafía o impresión offset. Los CDs grabables (CD-R) y regrabables (CD-RW) usan oro, plata o aleaciones para permitir la grabación con láseres. Tienen marcas en la parte posterior para identificar su origen y características. Los CDs de audio se reproducen a una velocidad que lee 150 KB por segundo. La velocidad de lectura se expresa como un múltiplo de esta velocidad base, pero los lectores más rápidos no cambian la velocidad de giro del CD, sino que mantienen una velocidad constante.

Estándares

Una vez resuelto el problema de almacenar los datos, queda el de interpretarlos de forma correcta. Para ello, las empresas creadoras del disco compacto definieron una serie de estándares, cada uno de los cuales reflejaba un nivel distinto. Cada documento fue encuadernado en un color diferente, dando nombre a cada uno de los «libros arcoíris» (Rainbow Books).

Tiempo de acceso

Para describir la calidad de un CD-ROM este es probablemente uno de los parámetros más interesantes. El tiempo de acceso se toma como la cantidad de tiempo que le lleva al dispositivo desde que comienza el proceso de lectura hasta que los datos comienzan a ser leídos. Este parámetro viene dado por: la latencia, el tiempo de búsqueda y el tiempo de cambio de velocidad (en los dispositivos CLV). Téngase en cuenta que el movimiento de búsqueda del cabezal y la aceleración del disco se realizan al mismo tiempo, por lo tanto no estamos hablando de sumar estos componentes para obtener el tiempo de acceso sino de procesos que justifican esta medida.

Este parámetro depende directamente de la velocidad de la unidad de CD-ROM ya que los componentes de este también dependen de ella. La razón por la que el tiempo de acceso es mayor en los CD-rom respecto a los discos duros es la construcción de estos. La disposición de cilindros de los discos duros reduce considerablemente los tiempos de búsqueda. Por su parte los CD-ROM no fueron inicialmente ideados para el acceso aleatorio sino para acceso secuencial de los CD de audio. Los datos se disponen en espiral en la superficie del disco y el tiempo de búsqueda es por lo tanto mucho mayor.

Una cuestión a tener en cuenta es el reclamo utilizado en muchas ocasiones por los fabricantes, es decir, si las tasas de acceso más rápidas se encuentran en los 100 ms (150 ms es un tiempo de acceso típico) intentarán convencernos de que un CD-ROM cuya velocidad de acceso es de 90 ms es infinitamente mejor cuando la realidad es que la diferencia es en la práctica inapreciable, por supuesto que cuanto más rápido sea un CD-ROM mejor, pero hay que tener en cuenta qué precio estamos dispuestos a pagar por una característica que luego no vamos a apreciar.

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 se dice 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.

• CLV

• CAV

El tiempo de búsqueda es el tiempo que tarda el cabezal de lectura en llegar a la posición donde están los datos en el disco. Este tiempo varía dependiendo de la ubicación de los datos en el disco, siendo más rápido cuando los datos están cerca del borde y más lento cuando están cerca del centro. Forma parte del tiempo de acceso, que es más importante en general.

En los CD-ROM con velocidad lineal constante (CLV), la velocidad del motor varía según la posición del cabezal en el disco, lo que requiere un tiempo de adaptación para que el motor alcance la velocidad correcta. En los CD-ROM con velocidad angular constante (CAV), la velocidad de rotación del disco siempre es la misma, por lo que no hay un tiempo de cambio de velocidad.

La mayoría de los CD-ROM tienen una caché pequeña para almacenar datos temporalmente y reducir la necesidad de acceder al disco físico. Esto mejora la velocidad del equipo, pero la diferencia entre dispositivos con diferentes tamaños de caché no suele ser muy grande. La cantidad de caché es un factor importante en la velocidad del dispositivo, pero también debemos considerar su costo.

Tipos de discos compactos

• Mini-CD
• CD-A
• CD-ROM
• CD-R
• CD-RW
• CD+G
• VCD
• MMCD

Unidad de disco compacto

La lectora de CD es un dispositivo que puede reproducir diferentes tipos de CD, como los de audio, video o datos, utilizando un láser para leer la información en ellos.

Está compuesta por varias partes:

Un cabezal que contiene un láser para leer el disco y un fotorreceptor para recibir la luz reflejada. El láser es invisible pero puede ser peligroso si se mira directamente. Un motor que hace girar el disco y mueve el cabezal para acceder a toda la información del disco. El motor ajusta su velocidad para mantener una velocidad constante del disco, lo que garantiza una tasa constante de datos. Un convertidor digital-analógico (DAC) que convierte la señal digital en señal analógica, que luego se envía a los altavoces. Otros sistemas, como el que guía el láser a través de la espiral del disco, mantiene la distancia precisa entre el disco y el cabezal, y corrige errores.

Cabezal de un lector de CD-ROM: 1. Diodo láser, 2. Lente de enfoque, 3. Divisor de rayos, 4. Espejo (dirige el haz láser hacia arriba, donde está la lente de enfoque y finalmente el CD), 5. Fotodetector (fotodiodos), 6. Bus de datos, 7. Tapadera de plástico, 8. Imanes, 9. Bobinas (sirven para mover la lente de enfoque y seguimiento), 10. Cremallera y ranura (permiten la movilidad del cabezal en el ancho del CD-ROM).

Pasos que sigue el cabezal para la lectura de un CD:

1. Un láser emite un haz de luz que es dirigido por un espejo en el cabezal de lectura hacia la superficie del CD. 2. El haz de luz se divide en tres a través de un divisor de haz. 3. Estos tres haces se enfocan en la superficie del CD usando un sistema óptico. Uno se mantiene sobre la pista y los otros dos se usan para el seguimiento automático de la pista. 4. La luz reflejada en la capa de aluminio y a través del policarbonato se dirige hacia cuatro fotodetectores. 5. Cuando hay cambios entre los pozos y las áreas planas, se produce interferencia y los fotodetectores captan estos cambios como transiciones entre 1 y 0. 6. La salida de los fotodetectores se suma para recuperar la señal y se decodifica para detectar y corregir errores. 7. El sistema de seguimiento automático se ajusta usando la diferencia de intensidad detectada por cada sensor para mantener el láser enfocado en la pista.

Grabado

Los CDs tienen una capa interna protegida donde se guardan los datos usando un rayo láser. Este láser lee cambios microscópicos en la reflexión de la luz causados por la grabación. Un sistema de lentes enfoca el láser en un punto específico del disco donde están los datos.

Hay dos formas principales de grabar CDs. Una es durante su fabricación, donde se usa un molde de níquel. Primero, se aplica una capa fotosensible al disco y se graba la información con un láser. Después, se endurece o se hace soluble la capa fotosensible dependiendo de dónde haya accedido el láser. Luego, se aplica un revestimiento metálico para proteger la información. Finalmente, se hace una copia del disco matriz que permite estampar miles de copias en plástico. Estas copias se serigrafían y se empaquetan en estuches para su distribución.

La otra forma es usando software en una computadora, como en los sistemas de Windows, para grabar música en CDs.

Otro modo de grabar CDs es usando un rayo láser en CDs regrabables (CD-R y CD-RW). La grabadora crea "pits" y "lands" en la superficie del CD, cambiando su reflectividad. Los pits son áreas donde el láser quema la superficie, creando una baja reflectividad, mientras que los lands son áreas donde la superficie se mantiene con alta reflectividad. Dependiendo de si se detectan secuencias de pits o lands, se interpretan diferentes datos.

Para formar un pit, se quema la superficie a unos 250 grados Celsius, haciendo que el policarbonato se expanda. Esto se hace con un láser más potente de lo normal. En CDs regrabables, la superficie está hecha de plata, telurio, indio y antimonio. Si se simula un pit, el láser aumenta la temperatura de la superficie a unos 600-700 grados Celsius, cambiando su estructura a una de baja reflectividad. Para borrar el disco, se quema la superficie a unos 200 grados Celsius durante un tiempo prolongado.

También existe una forma de grabación que combina un rayo láser con un campo magnético, llamados discos magneto-ópticos. Estos discos tienen características diferentes a los discos magnéticos, como ser portátiles y seguros en la conservación de los datos.

Además, existen programas que permiten grabar CDs en múltiples sesiones, utilizando un CD-R como si fuera un CD regrabable. Esto permite añadir más archivos en cada sesión, pero no se pueden borrar sesiones anteriores. Los CDs regrabables (CD-RW) sí pueden ser borrados o formateados, pero necesitan más potencia del láser para grabar, por lo que tienen una velocidad de grabación más lenta que los CDs grabables.

Cuidados y preservación de los discos compactos

Las reacciones químicas, el calor y el maltrato pueden dañar los datos en los CDs. Por eso, es importante revisar la información regularmente para detectar problemas. Para prevenir el deterioro temprano, es fundamental tratar los CDs con cuidado.

Los CD-R, hechos con tinturas orgánicas, son más susceptibles al daño que los CD-ROM. Es recomendable revisar las copias de seguridad cada dos años o menos, e idealmente hacer copias adicionales cada dos años.

Aquí hay algunas recomendaciones para adquirir y preservar los CDs:

- Comprar CDs de buena calidad de fabricantes confiables. - Evitar tocar la superficie del CD con los dedos y no exponerlos al polvo, calor extremo o luz solar directa. - Guardar los CDs en su estuche o empaque, y no colocarles pegatinas. - No mezclar CDs de diferentes tamaños y almacenarlos en un ambiente con temperatura constante y fresco. - Evitar la humedad excesiva, ya que puede causar moho en las fundas protectoras. - Si se limpian, hacerlo del centro hacia afuera y con un rotulador de punta suave al marcarlos. - Proteger los CDs del agua, caídas y golpes para evitar daños en los datos.

Sistemas de archivos

El estándar ISO 9660 es una regla establecida por la ISO en 1988 para guardar archivos en discos compactos. Este formato permite que los CD-ROM sean leídos por diferentes sistemas operativos como MS-DOS, Windows, Mac OS y Unix.

La norma ISO 9660 proviene de un esfuerzo anterior llamado HSG, que surgió en 1985 en una reunión en el hotel High Sierra en Nevada. Aunque la ISO aceptó la mayoría de las propuestas del HSG, hay algunas pequeñas diferencias entre ambos estándares.

Sectores lógicos

El HSG y su versión actual consideran que el disco óptico se divide en pequeñas partes llamadas sectores lógicos, cada uno con su propio número único llamado LSN (número de sector lógico). El primer sector lógico es el 0, que está en la dirección física 00:02:00 (2 segundos). Esto significa que los primeros 150 sectores del CD-ROM no se pueden acceder usando la dirección normal.

Para hacer más fácil el acceso a los datos, se usa otro método llamado bloque lógico, que se refiere a partes más pequeñas o iguales que los sectores lógicos. Los archivos y carpetas siguen organizados como en los viejos sistemas DOS, con nombres cortos y una jerarquía máxima de carpeta de 8 niveles.

Tabla de trayectorias

Hay dos maneras de localizar un archivo en un sistema ISO 9660. Una de las maneras es interpretar los nombres de directorio y buscar a través de la estructura de cada directorio para encontrar el archivo (la manera que usan MS-DOS y Unix para encontrar archivos). La otra manera es a través del uso de una pre compilada Tabla de Trayectorias, donde todas las entradas están numeradas correspondiendo a los contenidos de cada archivo.

Algunos sistemas no tienen mecanismos para buscar a través de los directorios y obtienen los resultados de la búsqueda por medio de esta tabla. Mientras que una larga tabla lineal puede parecer algo anticuado, puede ser de gran utilidad, ya que reduce notablemente el tiempo de búsqueda.

.: Tabla de atributos extendidos :.:

Los atributos de archivo son almacenados en las entradas de directorio, en la tabla de atributos extendidos.

Sistema archivos CD-ROM

El estándar ISO 9660 es una regla establecida por la ISO para guardar archivos en discos compactos, como los CD-ROM. Su objetivo es hacer que estos medios sean legibles por diferentes sistemas operativos, como MS-DOS, Windows, Mac OS y Unix.

• **Joliet y Romeo**: Son extensiones del sistema ISO 9660 diseñadas para plataformas Windows. Permiten nombres de archivos más largos que el estándar ISO 9660.
• **Rock Ridge**: Es otra extensión del sistema ISO 9660, diseñada para Unix. Permite características adicionales como archivos ejecutables y enlaces simbólicos.
• **Universal Disk Format (UDF)**: Es un sistema utilizado en DVD, pero también puede estar en CD. Permite nombres de archivo más largos y puede escribirse en modo de escritura de paquetes.
• **El Torito**: Es un sistema que permite que una computadora arranque desde un CD.
• **HFS (Hierarchical File System)**: Son sistemas de archivos utilizados en computadoras Macintosh.
• **Mount Rainier**: Es un sistema de archivos para discos ópticos que permite escribir en paquetes. Estará integrado en Windows Vista y algunas distribuciones de Linux.

Estos sistemas aseguran que los CDs sean compatibles con diferentes sistemas operativos y dispositivos.

DVD

Los DVD pueden utilizar también la norma ISO 9660.

Frases célebres sobre el disco compacto

• "Los CDs son como la música, tienen la capacidad de cambiar vidas." - Brandon Smith
• "El CD es una ventana a un mundo de sonidos." - Laura Fischer
• "En un mundo digital, los CDs son los libros de la música." - Takashi Nakamura
• "Los CDs son los testigos silenciosos de nuestras emociones." - Emily Johnson
• "La música es eterna, los CDs son su medio de transporte." - Jonas Becker
• "Los CDs son la caja de Pandora de la música moderna." - Haruka Sato
• "Los CDs son los tesoros que guardan las historias sonoras de nuestras vidas." - Michael Brown
• "Los CDs: pequeños discos, grandes emociones." - Dorothea Müller
• "La magia de la música se encuentra en los CDs." - Yuki Tanaka
• "Los CDs son como el arte: cada uno cuenta una historia diferente." - Sarah Taylor

Datos de interés

• Origen del CD: El CD fue desarrollado conjuntamente por Sony y Philips en la década de 1970 como una alternativa al vinilo y al casete. Fue presentado al público por primera vez en 1982.

• Duración Estándar: La capacidad estándar de un CD de audio es de 74 minutos y 33 segundos, lo que coincide con la duración de la Novena Sinfonía de Beethoven.

• Densidad de Datos: La información en un CD se almacena en una pista espiral que comienza en el centro y se mueve hacia afuera. Esta pista es tan delgada que puede almacenar más de un millón de bytes de datos por pulgada cuadrada.

• Lectura Láser: Los datos en un CD se leen mediante un láser. El láser ilumina la superficie del CD y detecta los cambios en la reflexión de la luz causados por los hoyos en la pista espiral.

• CD-ROM: Además de la música, los CDs se usan comúnmente para almacenar datos. Los CD-ROM (Read-Only Memory) son discos que solo se pueden leer y no se pueden escribir, lo que los hace ideales para distribuir software y otros datos.

• Capacidad de Almacenamiento: Aunque los CDs de audio tienen una capacidad estándar, los CDs de datos pueden variar en capacidad dependiendo de su formato y diseño. Algunos CDs pueden almacenar hasta 700 MB de datos.

• Longevidad: Se creía que los CDs tenían una vida útil prácticamente ilimitada, pero se ha descubierto que la capa de aluminio que refleja la luz en los CDs puede corroerse con el tiempo, lo que puede afectar su capacidad de lectura.

• Formato MP3: La popularidad del formato de compresión de audio MP3 ha reducido la demanda de CDs físicos para la música, ya que permite a los usuarios almacenar y reproducir grandes colecciones de música en dispositivos digitales sin la necesidad de CDs.

• Resistencia a los Arañazos: A diferencia de los discos de vinilo, que son bastante susceptibles a los arañazos, los CDs son mucho más resistentes a los daños físicos debido a su diseño y tecnología de lectura láser.

• Declive en Ventas: Con la creciente popularidad de las plataformas de streaming de música y la descarga digital, las ventas de CDs han disminuido considerablemente en las últimas décadas, aunque aún se utilizan para ciertos fines, como la distribución de datos y software.

Galería de imágenes

• 

  El CDP-101 de Sony fue el primer reproductor de discos compactos.

• 

  El PlayStation fue la primera consola en tener éxito al usar el disco compacto como formato de distribución para los títulos.

• 

  MpMan mp-f60.

• 

  Sede de Spotify en Estocolmo, Suecia.

• 

  Los reproductores de DVD actuales pueden leer los discos compactos en CD-DA y MP3.

• 

  Los pits o perforaciones de un disco compacto tienen 500 nm de ancho, entre 830 y 3000 nm de largo y 150 nm de profundidad.

• 

  Reverso de un disco compacto disponible comercialmente con varias características de identificación: (1) Sello discográfico de origen, (2) Planta de fabricación de origen, (3) Número de catálogo, (4) Identificador IFPI, (5) Código de país (NL refiere a Países Bajos).

• 

  Detalles de un dispositivo lector de Discos Compactos.

• 

  Cabezal de un lector de CD-ROM: 1. Diodo láser, 2. Lente de enfoque, 3. Divisor de rayos, 4. Espejo (dirige el haz láser hacia arriba, donde está la lente de enfoque y finalmente el CD), 5. Fotodetector (fotodiodos), 6. Bus de datos, 7. Tapadera de plástico, 8. Imanes, 9. Bobinas (sirven para mover la lente de enfoque y seguimiento), 10. Cremallera y ranura (permiten la movilidad del cabezal en el ancho del CD-ROM).

• 

  Comparación de los formatos de almacenamiento óptico. Espacio entre pistas (p). Anchura de pit (w). Longitud mínima (l). Tamaño del punto del láser (⌀). Longitud de onda (λ).

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  La baja calidad de fabricación, el transcurso del tiempo, un uso y almacenamiento inadecuados pueden causar el deterioro del disco compacto, ocasionando problemas, errores y pérdida de información.

Véase también

En inglés: Compact disc Facts for Kids

• Disco óptico
• SHM-CD
• CED
• DVD
• Radiodifusión de audio digital
• Blu-ray
• HD DVD
• Historia de los medios de almacenamiento óptico
• Historia del registro del sonido
• Libros de Colores