Z całą pewnością wielu z Was zastanawiało się ile danych faktycznie powinno zmieścić się na płycie CD bez stosowania "nadpalania". Dlatego też poniżej przedstawiamy interesujące nas dane z nadzieją, że ten artykuł rozwieje wszystkie Wasze wątpliwości.

Jako przykład posłużą mi płyty o pojemności 74 oraz 80 min. Moim zdaniem są one najpopularniejsze i nie sprawiają tylu problemów co znacznie pojemniejsze płyty 90 czy 99 minutowe. Na końcu artykułu zamieściłem tabelę z danymi o faktycznych pojemności płyty 74, 80, 90 i 99 minut.

W związku z tym, że płyta w zależności od tego w jakim formacie została przygotowana ma różną pojemność dlatego poniżej opis podzieliłem na mniejsze części ściśle powiązane z typem nagrywanego nośnika.

CD-DA - płyta audio

Ten rodzaj nośnika powstał jako pierwszy i nie był pierwotnie przeznaczony do przechowywania danych komputerowych. Pierwsze płyty CD-DA wyprodukował Philips w 1980 roku i dane audio są zapisywane w próbkach - samplach. Na jedną sekundę nagrania przypada 75 bloków. Natomiast pojedynczy blok płyty audio składa się z 588 sampli. Każdy z sampli jest zapisany za pomocą 4 bajtów co w efekcie daje nam rozmiar pojedynczego bloku.

588(sampli) x 4 bajty = 2,352 (1 blok)

Do określenia faktycznej pojemności płyty CD będziemy potrzebowali jeszcze kilku szczegółów które zamieszczam poniżej.

• 1 blok = 2,352 bajtów
• 1 sekunda = 75 ramek (bloków)
• 1 minuta = 60 sekund
• 1 MB = 1,024 kB
• 1 kB = 1,024 bajtów

Oczywiście to tylko uzupełnienia dla początkujących użytkowników dla których np. 1 kB to 1000 bajtów a jedna minuta to 100 sekund :).

Poniżej zamieszczam schemat jednego bloku płyty audio.

Teraz gdy mamy już wszystkie niezbędne informacje możemy sprawdzić ile danych mieści się na płycie CD. Na początku będziemy potrzebowali danych na temat bloków zawartych na krążku. Możemy to obliczyć w następujący sposób.

CD-DA 74 min - 74(min.) x 60 (sekund) x 75 bloków = 333,000 bloków
CD-DA 80 min - 80(min.) x 60 (sekund) x 75 bloków = 360,000 bloków

Następnie pozostaje nam wymnożenie ilości bloków przez pojemność.

CD-DA 74 min - 333,000 (bloków) x 2,352 kB = 783,216,000 bajtów = 746.9 MB
CD-DA 80 min - 360,000 (bloków) x 2,352 kB = 846,720,000 bajtów = 807.5 MB

Wyniki mogą okazać się dla niektórych dziwne jednak takie założenia są przyjęte w "Czerwonej książce" która określa w sposób rygorystyczny wszystkie właściwości i parametry płyty audio.

MODE 1 - płyta z danymi

Teraz przyjrzyjmy się faktycznej pojemności płyty CD nagranej za pomocą trybu MODE 1. Rozwiązanie to powstało z chwilą wprowadzenia CD do użytku jako nośnika danych komputerowych.

Zanim zaczniemy przeliczać faktyczne pojemności płyty z danymi komputerowymi chciałbym zwrócić Waszą uwagę na jedną bardzo istotną różnicę pomiędzy zapisem muzyki i danych komputerowych na płycie CD. Otóż w przypadku muzyki problemy z odczytem danych z uszkodzonej (porysowanej) płyty mogą być dla przeciętnego muzykologa praktycznie niesłyszalne to niestety takie samo uszkodzenie danych komputerowych spowoduje katastrofę i np. program nie zadziała lub plik z dokumentem MS Worda nie będzie się nadawał do użytku. W związku z tym zapis danych na płycie CD musiał ulec pewnym zmianom. Mam tutaj na myśli dodanie mechanizmów korekcji. Zmiany poprawiły bezpieczeństwo danych ale wpłynęły również na zmianę pojemności płyty CD.

Format MODE 1 używa bloku o pojemności identycznej z płytą audio czyli 2,352 bajtów, jednak część bajtów została zarezerwowana na potrzeby zabezpieczenia danych przed uszkodzeniem. W praktyce wygląda to mniej więcej tak:

• 12 bajtów używa synchronizacja
• 4 bajty zajmuje nagłówek
• 288 bajty używane są na potrzeby korekcji ECC
• 2,048 bajtów pozostało na dane

Poniżej zamieszczam schemat jednego bloku płyty z danymi komputerowymi.

Wystarczy podstawić nową pojemność bloku do wzoru który używaliśmy poprzednio by otrzymać faktyczną pojemność płyty CD zapisanej w trybie MODE 1.

74 minuty (CD-ROM Mode 1)=333,000 x2,048=681,984,000 bajtów= 650.4 MB
80 minuty (CD-ROM Mode 1)=360,000 x2,048=737,280,000 bajtów= 703.1 MB

Jak widać pojemność płyty z danymi zapisanej w trybie MODE 1 jest znacznie mniejsza aniżeli tej samej płyty zawierającej muzykę.

MODE 2 - płyta z danymi multimedialnymi

Tryb MODE 2 jest używany przy tworzeniu płyty zawierających dane komputerowe w postaci skompresowanej muzyki, obrazu wideo lub grafiki. W tym przypadku rozmiar pojedynczego sektora jest równy 2,352 bajtom. Różnica pomiędzy trybem MODE 2 i MODE 1 polega na tym, że dla MODE 2 zrezygnowano ze stosowania systemu korekcji ECC co pozwoliło zwiększyć pojemność pojedynczego sektora.

W praktyce wygląda to mniej więcej tak:

• 12 bajtów używa synchronizacja
• 4 bajty zajmuje nagłówek
• 2,336 bajtów pozostało na dane

Ponownie mnożymy ilość bloków przez nową pojemność.

74 minuty (CD-ROM Mode 2) = 333,000 x 2,336 = 777,888,000 bajtów = 741.9 MB
80 minuty (CD-ROM Mode 2) = 360,000 x 2,336 = 840,960,000 bajtów = 802.0 MB

CD-XA Mode 2

CD-XA to rozwinięcie standardu CD-ROM, dzięki któremu możliwe jest przeplatanie sektorów zawierających dane różnego typu (obraz, dźwięk, animacja), a następnie jednoczesne ich odtwarzanie. Format ten stanowi połączenie właściwości trybu MODE 1 (korekcja) oraz MODE 2 (zapis danych multimedialnych).

Odmiana pierwsza

Pierwsze rozwiązanie jest przeznaczone do nagrywania programów i danych wrażliwych na uszkodzenie. Pojemność płyty jest identyczna jak dla trybu MODE 1. Pomimo faktu, że zmodyfikowano objętość obszaru wymaganego przez korekcję ECC oraz dodano dodatkowy nagłówek.

• 12 bajtów używa synchronizacja
• 4 bajty zajmuje nagłówek
• 8 bajtów dodatkowy nagłówek
• 280 bajty używane są na potrzeby korekcji ECC
• 2,048 bajtów pozostało na dane

74 minuty (CD-XA Mode 2) = 333,000 x 2,048 = 681,984,000 bajtów = 650.4 MB
80 minuty (CD-XA Mode 2) = 360,000 x 2,048 = 737,280,000 bajtów = 703.1 MB

Odmiana druga

Specyfikacja CD-XA Mode 2 dopuszcza drugą odmianę zapisu danych na płycie. W tym przypadki chodzi o informację bardziej odporne na uszkodzenia np. muzyka czy film. Przy tworzeniu płyty w tym formacie nie jest potrzebna korekcja którą zastąpiono przez dodatkowy nagłówek dzięki czemu zwiększono pojemność sektora.

• 12 bajtów używa synchronizacja
• 4 bajty zajmuje nagłówek
• 8 bajtów dodatkowy nagłówek
• 2,324 bajtów pozostało na dane

74 minutes (CD-XA Mode 2) = 333,000 x 2,324 = 773,892,000 bajtów = 738.0 MB
80 minutes (CD-XA Mode 2) = 360,000 x 2,324 = 836,640,000 bajtów = 797.9 MB

Zestawienia pojemności dla dostępnych płyt CD

TYP	AUDIO	MODE 1	MODE 2	CD-XA v.1	CD-XA v.2
74 min.	746,9 MB	650,4 MB	741,9 MB	650,4 MB	738,0 MB
80 min.	807,5 MB	703,1 MB	802,0 MB	703,1 MB	797,9 MB
90 min.	952,5 MB	829,4 MB	946,1 MB	829,4 MB	941,2 MB
99 min.	1047,8 MB	912,4 MB	1040,4 MB	912,4 MB	1035,3 MB

Uzupełnienie

Po publikacji tego artykułu otrzymałem od Was wiele maili z pytaniami na temat tego czy istnieje możliwość nagrania danych komputerowych tak by zmieściło się ich znacznie więcej niż na typowym nośniku przygotowanym w trybie MODE 2. Otóż uważni czytelnicy naszego serwisu zauważyli artykuł Gregga na ten temat. Jeżeli komuś uciekł ten tekst to polecam gorąco jego lekturę. Dowiecie się z niego w jaki sposób przygotować płytę na której zmieści się znacznie więcej niż umożliwia to zwyczajny overburning. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego artykułu będziecie mieli pełniejszy pogląd na opisane przeze mnie zagadnienie. Jeżeli jednak nadal macie pytania to proszę pisać a w miarę swojej wiedzy i możliwości postaram się pomóc. Oczywiście odpowiedzi pojawią się również tutaj w postaci kolejnej aktualizacji.