O documento descreve o que é um CD-ROM, como armazena grandes quantidades de dados usando uma camada refletora e como a leitura é feita por um feixe de laser. Também explica as tecnologias CLV, CAV e P-CAV usadas para controlar a velocidade de leitura dos CD-ROMs e introduz CD-ROMs graváveis e CD-ROM changers.

1. CD-ROM – Compact Disc- Read Only Memory.
O CD-ROM é um pequeno disco plástico (policarbonato) com 1,2 mm de espessura,
semelhantes aos CD’s de música, e da mesma forma que estes, pode armazenar vastas
quantidades de informações, cerca de 640 Mb. A leitura é feita através da emissão de um feixe
de laser, que é refletido pela camada reflexiva no disco onde passa a ser interpretado por uma
lógica e só depois transformado em informação visual .
A vida útil do CD-ROM é quase que infinita, só podendo as informações serem
danificadas através de danos físicos na mídia do disco, pois o processo de gravação de um
CD-ROM não é magnético, ele é feito através de “altos e baixos relevos” que são impressos
no disco. Este processo também conhecido como prensagem, a moldagem de “picos” e
“vales” é feita num “master disk” com um gravador de CD onde são feitas as gravações. Estes
CD’s “prensados” são produzidos “moldados numa camada de alumínio. Os dados gravados
nestes CD’s não são alteráveis.
Estrutura de um CD-ROM convencional possue três camadas:
· LAQUER - Laqueamento
· ALUMINIUM - Alumínio
· POLYCARBONATE - Policarbonato
A leitura de um CD-ROM é feita da seguinte maneira:
O laser projeta um raio concentrado de luz que é focalizado por uma bobina de
focalização, o laser então atravessa uma camada de protetora de plástico e atinge uma camada
refletora que se assemelha a papel alumínio no fundo do disco. A superfície da camada
protetora se alterna entre cavidades e planos. Os planos, também chamados de PITS, são áreas
de superfícies plana, as cavidades, também conhecidas como LANDS são diminutas
depressões na camada refletora. Estas duas superfícies são uma gravação dos 1’s e 0’s usados
para armazenar dados. A luz que atinge um plano ( Pit ) é dispersada, mas a que atinge uma
cavidade (land ) é refletida diretamente de volta ao detetor, onde passa por um prisma que
desvia o raio refletido para um diodo sensível à luz. Cada pulso de luz que atinge o diodo
sensível à luz gera uma pequena voltagem elétrica. Estas voltagens são comparadas a um
circuito temporizador para gerar um fluxo de 1’s e 0’s para que o computador possa
compreeder.

2. Velocidade de Leitura dos CD-ROM’s.
(Tecnologia CLV, CAV e P-CAV)
Tecnologia CAV - Constant Angular Velocity, ou “Velocidade Angular Constante” é a
tecnologia utilizada nos discos rígidos para ter acesso ás informações , o que significa que em
qualquer área do disco passa por um ponto especificado, o cabeçote do disco, por exemplo, a
uma taxa constante. Os setores de um disco rígido variam de acordo com a posição em que
estão dispostos. No centro do disco, os dados estão mais compactados, já na borda externa, as
informações são gravadas de forma mais espalhada. Devido a essa variação de densidade de
dados, o disco pode girar a uma velocidade constante e ler os dados a uma velocidade
constante, estando no centro do disco ou na borda externa.
Ao contrário dos discos rígidos, a tecnologia de CD foi desenvolvida usando o padrão
CLV (Constant Linear Velocity), ou “Velocidade Linear Constante”, pois os criadores de CDs
de Áudio desejavam colocar o máximo de música no CD. Para tanto as especificações
determinavam que cada setor num CD deveria ocupar o mesmo comprimento ao longo da
trilha espiral, ao invés de espalhar os dados ao aproximar-se da borda do disco. Para ler estes
setores eqüidistantes no centro do disco à mesma velocidade que os da borda externa, era
necessário acelerar o motor nas trilhas internas e reduzir sua rotação nas trilhas externas.
Diversos fatores forçaram os fabricantes de drives de CD-ROM a migrar da tecnologia
“CLV Native” do CD-ROM para a tecnologia CAV. O principal fator de limitação para a
velocidade de drives de CD-ROM está nos próprios discos. Num drive de CD-ROM 12X
CLV, a velocidade de rotação varia de 2.400 rpm a 6360 rpm. A 6360 rpm o disco está
girando o mais rápido possível antes que pequenas imperfeições com o disco e a legenda nele
impressa desequilibrem o disco em relação ao seu eixo de rotação, provocando vibrações e
reduzida confiabilidade na leitura dos dados. O ruído causado por esse problema já levou
certos fabricantes a indicar em seus drives advertências quanto a esse efeito.
Por um outro lado, um drive utilizando tecnologia CAV não precisa girar tão rápido
para atingior velocidades de leitura maiores, tendo portanto menos torque no motor e vibração
reduzida. Os Chips DSP (Digital Signal Processor) ou “Processador Digital de Sinal” num
drive tipo CAV precisa “ver” os dados mais rapidamente na borda externa do CD-ROM do
que na borda interna, levando à especificação 8X - 16X ou 12X- 20X. A necessidade de usar o
padrão P-CAV (Partial- CAV) ou “CAV Parcial” é devido a limitações na velocidade de
processamento de dados dos chips DSP. O chip DSP usado num drive 20X P-CAV, por
exemplo, só pode ler a uma velocidade máxima de transferência igual a 20X. Desse modo,
quando o bloco ótico de leitura chega a um ponto no disco onde está transferindo a uma
velocidade de 20X, a rotação é reduzida a uma velocidade que o processador pode
acompanhar, como acontece num drive CLV. Um problema encontrado pelos fabricantes é o
fato que a velocidades muitos altas, por exemplo um drive de 30X totalmente CAV lê dados
em torno de 6000 rpm, certos formatos de CD-ROM, como os discos CD-R, não poderão ser
lidos devidos à menor reflectividade das tinturas utilizadas em mídias CD-R.

3. CD-ROM Gravável CD-R
Esta tecnologia de CD-R pertence a categoria “WORM – Write Once Read Many”.
Isto significa que uma vez o dado escrito ele não pode ser apagado ou alterado de forma
alguma.
A estrutura de um CD-R possue cinco camadas, sendo elas:
· Data Shield – Superfície de Proteção (Polímero);
· Laquer – Laqueamento (Verniz);
· Gold – Ouro;
· Dye Layer – Tintura;
· Polycarbonate – Policarbonato.
O processo de gravação de um CD-R funciona da seguinte maneira:
1. Um lazer envia um raio de luz de baixa energia a um CD construído em uma camada
relativamente espessa de plástico policarbonato transparente. Sobre o plástico está uma
camada de um material tingido, usualmente da cor verde, uma fina camada de ouro para
refletir o raio laser, uma camada protetora de verniz e em geral uma camada de um
material, polímero resistente a arranhões. Pode haver um papel ou uma etiqueta pintada
sobre tudo isto.
2. A cabeça de gravação laser segue um sulco em espiral entalhado na camada de plástico. O
sulco, denominado um atip (do inglês, absolute timing in pregroove, ou temporização
absoluta em pré-sulco), possui um padrão ondulado semelhante ao de uma gravação
fonográfica. A freqüência das ondas varia continuamente do início ao fim do sulco. O raio
laser refle6e-se neste padrão e, ao ler a freqüência das ondas, a unidade de CD pode
calcular onde a cabeça está localizada em relação à superfície do disco.
3. À medida que a cabeça segue o atip, usa a informação de posicionamento dada pelas
ondas do sulco para controlar a velocidade do motor que gira o disco, de modo que a área
do disco sob a cabeça esteja sempre se movendo à mesma velocidade. Para tanto, o disco
precisa girar mais rápido quando a cabeça se move na direção do centro do disco e mais
devagar quando a cabeça se aproxima da borda.
4. O programa usado para fazer uma gravação em CD envia os dados a serem armazenados
no disco em um formato específico, como o ISSO 9096, que automaticamente corrige
erros e cria uma tabela de índice. A tabela é necessária porque não existe algo como a
tabela de alocação de arquivos dos discos magnéticos para registrar a localização de um
arquivo. A unidade de CD grava a informação enviando pulsos do raio laser de alta
energia em uma freqüência de luz de 780 nanômetros.
5. A camada tintada é projetada para absorver a luz a esta freqüência específica. A absorção
da energia do laser cria uma marca por uma de três formas, dependendo do projeto do
disco. A tintura pode ser descorada; a camada de policarbonato pode ser distorcida ou a
camada tintada pode formar uma bolha. Independentemente de como a marca é criada, o
resultado é uma distorção chamada de risca ao longo da trilha espiral. Quando o raio é

4. desligado, não aparece marca alguma. Os comprimentos das riscas variam, bem como os
espaços sem marcas entre elas. A unidade de CD usa variação dos comprimentos para
gravar a informação em uma codificação especial que comprime os dados e verifica erros.
A alteração na tintura é permanente, fazendo dos CDs graváveis um meio do tipo WORM
(grava uma vez, lê muitas).
6. A unidade de CD gravável – ou uma unidade comum de leitura de CD – focaliza um raio
laser de baixa energia sobre o disco para ler os dados. Onde a marca não foi formada na
superfície do disco, a camada de ouro reflete o raio diretamente de volta à cabeça de
leitura. Quando o raio atinge uma risca, a distorção no sulco dispersa o raio de forma que a
luz não retorna à cabeça de leitura. Os resultados são os mesmos como se o raio tivesse
sido dirigido aos planos e cavidades de um CD-ROM comum. Toda vez que o raio é
refletido para a cabeça, esta gera um pulso de eletricidade. A partir do padrão dos pulsos
de corrente, a unidade descomprime os dados, verifica quanto a erros e os passa para o PC
na forma digital de 0s e 1s.

5. CD-ROM CHANGERS
São equipamentos compostos de um leitor de CD-ROM e um cartucho de CD’s. Desta
forma, temos a possibilidade de acesso (até o número de CD’s comportado pelo cartucho) sem
a necessidade de troca dos CD’s. Similar ao conjunto de cd player com cartucho de 6 a 12
CD’s, os changer’s podem permitir acesso aleatório aos dados existentes nos CD’s, sem
necessidade de troca de CD’s.
Saindo do mercado doméstico, existem as verdadeiras vitrolas de CD-ROM,
destinadas à indústrias e as grandes companhias aceitam de 25 a 500 discos, são chamadas de
jukebox, tem preços altos ( de U$ 2.500 a U$ 25000 ), fora do alcance de muitos usuários,
mas preenchendo um mercado indispensável apropriado aos grandes projetos ou arquivo de
dados. Esses equipamentos são usualmente conectados a servidores de rede das grandes
empresas que sempre necessitam de um software específico para cada sistema operacional de
rede.
Com o lançamento de jogos, programas multidiscos o uso dos Changer’s vem a ser
uma necessidade aparente, mas o aparecimento do DVD faz o consumidor pensar duas vezes
antes de querer adquirir um Changer.

6. Bibliografia Utilizada:
S.O. S Sistema Rápido de Pesquisa;
Editora Quark; pg 24 – 29;
Storage Solutions – Soluções de Armazenamento Roberto Marques
http://www.iis.com.br/~rmaques.