CD-ROM

CD-ROM
Speichermedium
Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM)
Compact Disc.jpg
Allgemeines
Typ optisch
Kapazität 650 MB bis 879 MB [1]
Lebensdauer 10 bis 50 Jahre
Größe 12 cm × 1,2 mm
Ursprung
Entwickler Philips, Sony
Vorstellung 1979


CD-ROM ist die Abkürzung für Compact Disc Read-Only Memory, ein physikalischer Permanentspeicher für digitale Daten. Sie ist nach der Audio-CD die zweite Anwendung der Compact Disc.

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Rohling-Datenschicht
CD-Brenner

Eine CD-ROM speichert zwischen 650 MB (entspricht 74 Minuten Musik – den herkömmlichen Audio-CDs) und 879 MB (100-Minuten-CDs, die aber nicht in allen CD-Brennern beschrieben und nicht in allen CD-Laufwerken gelesen werden können). Je nach Qualität und Art des Rohlings und nach Brenner kann auch noch außerhalb des standardisierten Bereichs gebrannt werden (überbrennen). Dies kann jedoch zu Fehlern oder Verlust der Daten in diesem Bereich führen.

Fast alle heutigen Computersysteme verfügen über ein CD-ROM-Laufwerk, mit dem die Daten gelesen werden können. Die CD-ROM ist eines der wenigen Speichermedien, die von verschiedenen Computersystemen gelesen werden können, vorausgesetzt die Daten wurden nach der ISO-9660-Norm aufgezeichnet. Andere verbreitete Dateisysteme für CD-ROM sind zum Beispiel Rockridge (UNIX) und Joliet (Windows). Unterstützt eine CD-ROM die El-Torito-Spezifikation, so ist sie ein bootfähiges Medium. Alle diese Spezifikationen setzen jedoch auf der ISO 9660-Norm auf.

Die erste CD wurde 1979 auf einer Messe in Tokio vorgestellt. Die CD-ROM ist das zur Zeit am weitesten verbreitete (physische) Medium zum Verteilen von Daten und Software.

Die CD-ROM ist eines der offiziellen CD-Formate, die in den so genannten „Bunten Büchern“ (Rainbow Books) spezifiziert sind, im Falle von CD-ROM im „Yellow Book“ (= Daten-CDs) und „Orange Book“ (= beschreibbare CD-Formate mit Multisession-Fähigkeit). Nur wenn die dort beschriebenen Spezifikationen eingehalten werden, darf die CD-ROM das von Philips vergebene offizielle Compact-Disc-Logo tragen. Es existieren weitere spezielle Formate, z. B. CD-ROM XA, CD-Extra, CD-i usw. Da bei der Herstellung von CD-ROM (und deren Derivate) bestimmte Patente von Philips und/oder Sony genutzt werden, ist zu prüfen, ob dafür von den Patentrechtsinhabern Lizenzgebühren verlangt werden. Die Herstellung und der Vertrieb von unlizenzierten CD-ROMs kann in Deutschland oder anderen Ländern durch die Patentinhaber oder staatliche Stellen verfolgt oder verboten werden.

Aufbau des Datenträgers

Als Trägermedium verwendet man hier nur eine Kunststoffscheibe (aus Polycarbonat) mit einem Durchmesser von 12 cm und einer Stärke von 1,2 mm. Auf dieser Scheibe befindet sich, analog zur Schallplatte, eine spiralförmig verlaufende Datenspur. Die Informationsträger sind auch hier kleine Vertiefungen, die sogenannten „Pits“ und „Lands“, welche im Maßstab gegenüber der Schallplatte jedoch um ein Vielfaches verkleinert wurden, unterschiedlich lang sind und so konzipiert wurden, dass sie mit Hilfe eines Laserstrahls ausgelesen werden können. Der Wechsel von „Pit/Land“ bzw. „Land/Pit“ bildet eine 1, gleich bleibende Struktur „Land/Land“ oder „Pit/Pit“ eine 0. Da die „Pits“ und „Lands“ bei aufeinanderfolgenden Einsen zu kurz würden, muss dieser Fall ausgeschlossen werden. Daher ist eine Umkodierung notwendig, welche mit der 8-zu-14-Modulation realisiert wird. (Mit weiteren 3 Merge-Channelbits getrennt ergeben sich 17 Kanalbits für ein Datenbyte.) Die „Tonspur“ (Datenspur) verläuft hier von innen nach außen. Am Anfang der Datenspur ist ein Inhaltsverzeichnis gespeichert. Bei Musik-CDs gibt dieses Inhaltsverzeichnis die Anzahl der Musiktitel, die Einspieldauer und die Gesamtspieldauer an. Bei Daten-CDs sind dort nicht die Positionen der Dateien und Verzeichnisse gespeichert, sondern nur die Positionen der Tracks, welche ihrerseits normalerweise ein Dateisystem (mit Positionen der Dateien und Verzeichnisse) enthalten. (Siehe auch Dateisystem oder CDFS.)

Die Drehzahl wird abhängig von der Stellung des Abtastsystems auf der spiralförmigen Spur reguliert, um eine gleich bleibende Datenabtastung zu gewährleisten. So wird bei 1-facher Lesegeschwindigkeit vom Abtastsystem innen die Drehzahl etwa auf 520/min und außen etwa auf 210/min eingestellt. Dabei werden Nutzdaten mit einer Geschwindigkeit von etwa 153,6 KB/s (CD-ROM Mode 1) bis 176,4 KB/s (Audio-CD) ausgelesen. Bei der maximalen 72-fachen Lesegeschwindigkeit ist eine Datenrate von bis zu 11,06 MB/s möglich. Dazu kommen noch Zusatzinformationen für Fehlerkorrektur, Codierung und Synchronisation.

Lebensdauer

Die Frage, wie lange die Daten effektiv gelesen werden können, ist offen. Schätzungen schwanken zwischen 10 und 50 Jahren, wobei die Alterung sehr stark von Temperaturschwankungen abhängig ist; auch Sonnenlicht lässt die Medien sehr viel schneller altern. Sicher ist, dass Daten auf CD-ROM bedeutend kürzer als auf Papier oder Pergament halten. Man geht davon aus, dass eine optimale Lebensdauer durch Lagerung bei konstant 20 °C in absoluter Dunkelheit erreicht werden kann. Allerdings spielt auch die Produktqualität eine große Rolle, so können schlecht produzierte CDs durchaus nach einigen Jahren Leseprobleme aufweisen.

Herstellung

Eine CD-ROM besteht aus einem Kunststoffträgermaterial mit Aluminiumbeschichtung. Die digitale Information wird auf einer spiralförmigen Spur aufgebracht. Es werden stellenweise Vertiefungen in die Beschichtung gepresst, so genannte Land. Diese reflektieren etwas früher als die unbeschädigten reflektierenden Stellen, die Pits genannt werden, da die CD-ROM von der Oberseite gepresst werden und von der Unterseite gelesen werden. Somit sind die Pits von der Lese-Seite nicht als Vertiefungen sichtbar, sondern als Hügel. Die Übergänge von Land zu Pit, und umgekehrt, reflektieren das Licht nicht. Beim Lesen tastet ein schwacher Laserstrahl die gespeicherte Information ab.

Die industrielle Herstellung einer CD-ROM beginnt mit dem Premastering. Dabei werden die auf einer CD-ROM zu speichernden Daten zusammengestellt, der dazugehörige Fehlererkennungscode (EDC/Fehlerkorrektur) wird berechnet. Der Fehlererkennungscode dient zum Beseitigen von Fehlern beim Lesen einer CD-ROM durch ein spezielles Korrekturverfahren (CIRC, Cross-Interleaved Reed-Solomon Code). Beim Premastering werden den eigentlichen Nutzdaten auch noch Synchronisationsbytes und Headerinformationen vorangestellt.

Beim nächsten Produktionsschritt, dem Mastering, werden mit Hilfe eines starken Laserstrahles die Daten vom Premastering auf eine photoresistente Schicht übertragen, ausgewaschen und versilbert. Das Negativ einer CD-ROM, ein so genannter Glasmaster, entsteht. In den meisten Fällen wird der Glasmaster vor der CD-ROM-Herstellung mit Nickel galvanisiert, der so genannte „Vater“ entsteht.

Die eigentliche CD-ROM-Herstellung (Pressung) erfolgt in einem Spritzgussverfahren (genau: Spritzprägen). Das Ausgangsmaterial, flüssiges Polycarbonat, wird mit Hilfe des Masters in eine Form gepresst, anschließend mit Aluminium beschichtet und versiegelt. Meist wird noch ein CD-Label im Siebdruckverfahren auf die Oberseite der CD-ROM aufgetragen.

Siehe auch: Presswerk (Optische Datenträger), Disc Publishing

Normen und Standards

  • ISO/IEC 10149, und identisch Standard ECMA-130.
  • Eine Datenmenge von maximal 359849 Extents (je 2048 Bytes) bzw. 79:59,74 Minuten bleibt gerade noch innerhalb der maximal zulässigen Toleranzwerte für die CD-Norm.

Spezielle Arten und Formate

Verschiedene Arten von Medien:

  • CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) – die industriell hergestellte, also „gepresste“ und unzählig vervielfältigte, klassische Compact Disc
  • CD-R (Compact Disc Recordable) – übliche, einmal beschreibbare CD
  • CD-RW (Compact Disc ReWritable) – mehrfach lösch- und wiederbeschreibbare CD
  • DVD (Digital Versatile Disc) – Nachfolger der CD mit vielfacher Speicherkapazität

Verschiedene Formate und Dateisysteme respektive mögliche Inhalte auf den genannten Medien:

  • CD-DA (Compact Disc Digital-Audio) – klassische Audio-CD
  • CD-i (Compact Disc Interactive) – inzwischen veraltetes Multimedia-Format
  • MiniDVD – Standard-CD, die mit DVD-konformen Daten beschrieben wurde
  • CD-MRW (Compact Disc Mount Rainier Read/Write) – Verwendung von Standard-CD-R(W)-Medien zum Beschreiben in MRW-fähigen Laufwerken
  • ISO 9660 – bei der CD-ROM übliches Dateisystem
  • UDF (Universal Disk Format) – plattformunabhängiges Dateisystem für optische Medien, welches ISO 9660 ergänzt oder ersetzt

Multimedia-Computerspiele

1991 erschienen die ersten Multimedia-Computerspiele auf CD-ROM, zuvor wurden mehrere Disketten für ein Spiel benötigt. Das erste derartige Spiel für den PC war Sherlock Holmes: Consulting Detective. Die ersten Spielkonsolen mit CD-ROM-Laufwerk waren FM Towns Marty von Fujitsu (1991, eingebautes Laufwerk) und die PC Engine (ab 1988, jedoch externes Gerät). Frühe Spiele waren oft identisch mit den Diskettenversionen oder hatten zusätzlich erweiterte Zwischensequenzen und Musik, die während des Spiels direkt von der CD abgespielt wurde.

Multimedia-CD-ROM

Seit Mitte der 90er kamen mit der Verbreitung von CD-ROM-Laufwerken in PCs eine Fülle von Lexika und anderen Bildungs-, Unterhaltungs- und Edutainment-Medien unter dem Schlagwort Multimedia auf den Markt, häufig mit der Software Director von Macromedia erstellt, seltener auch auf der Basis von HTML. Es verbreiteten sich nun auch Anwendungen der CD-ROM als Ausstellungs- und Museumsmedium: Vielfach wurden nun sog. Info-Terminals mit eigens dafür produzierten CD-ROMs bestückt, um Besuchern Informationen multimedial zu vermitteln. Die interaktive Multimedia-CD-ROM galt noch Anfang der 2000er als technisch und konzeptionell aktuellstes Medium, bis sie dann schließlich einerseits von der DVD-ROM und dem USB-Stick mit mehr Kapazität, und andererseits vom zunehmend multimedialen und schnelleren World Wide Web abgelöst wurde. Sie trat danach eher in Billigsegmenten und speziellen Nischen auf, in denen sie bis heute existiert: So werden z. B. etwa einige jährlich aktualisierte, professionelle Datenbanken weiterhin exklusiv auf CD-ROM vertrieben. Häufig werden auch Printmedien von einer CD-ROM mit weiteren Daten begleitet. Die Kopierbarkeit digitaler Daten ist ein Problem bei der Vermarktung - digitale Abbilder von CD-ROMs können wie alle anderen Daten kopiert und verbreitet werden, virtuelle CD-ROM-Laufwerke gaukeln dem Rechner dann physisch vorhandene CD-ROMs vor.

Sonstiges

Die CD-ROM kann leicht die ganzen Texte und Bilder eines Lexikons oder Atlanten enthalten – und auch Audio- und Videostreams

Ursprünglich sollte die Kapazität nach Planung der Erfinder 60 Minuten Musik betragen und somit einen Durchmesser von genau 10 Zentimeter haben, die CD-ROM könnte somit in die Brusttasche eines Hemdes gesteckt werden. Die willkürlich erscheinenden 74 Minuten entstanden aber nicht, weil der Chef des Entwicklungsunternehmens gerne die 9. Sinfonie von Ludwig van Beethoven hörte, die 74 Minuten lang ist, und deshalb nicht auf einer Audio-CD Platz gefunden hätte. Vielmehr wurde der für die Spieldauer entscheidende CD-Durchmesser durch die Philips-Führung folgendermaßen begründet: Die Compact Cassette war ein großer Erfolg, die CD sollte nicht viel größer sein. Die Compact Cassette hatte eine Diagonale von 11,5 cm, die Ingenieure machten die CD 0,5 cm größer.

Das Loch in der Mitte der CD-ROM hat seinen Ursprung in der Größe einer alten niederländischen 10-Cent-Münze. Diese hatten die Entwickler von Philips ständig in ihrem Geldbeutel. Die Größe des Durchmessers dieser Münze schien für die Anwendung ideal zu sein.

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: CD-ROM – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Die Präfixe werden hier bei Speicherkapazitäten im binären Sinn verwendet: 1 KB = 1024 B (Byte), 1 GB (GByte) = 1024 MB (MByte), analog zu den Herstellerangaben.

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Rom — (Roma) …   Deutsch Wikipedia

  • Rom: Großmacht und Weltreich —   Rom hatte vor dem Pyrrhoskrieg jahrzehntelange höchst aufreibende Kriege geführt und brauchte Ruhe. Es beschäftigte sich damit, allerlei Nachbereinigungen vorzunehmen, um die Herrschaft Schritt für Schritt zu sichern, und errichtete in aller… …   Universal-Lexikon

  • Rom — (Roma), die merkwürdigste Stadt auf der Erde, gegenwärtig die Hauptstadt des Kirchenstaats, liegt unterm 41°53 54 nördl. Breite, 10°9 30 östl. Länge zu beiden Seiten der Tiber, 3 etc. Ml. von deren Mündung auf den bekannten 7 Hügeln (mons… …   Herders Conversations-Lexikon

  • ROM hacking — is the process of modifying a video game ROM image to alter the game s graphics, dialogue, levels, gameplay, or other gameplay elements. This is usually done by technically inclined video game fans to breathe new life into a cherished old game,… …   Wikipedia

  • ROM — bezeichnet: Rom, die Hauptstadt Italiens Provinz Rom, die nach der Stadt Rom benannte italienische Provinz Römisches Reich, in der Zeit vom 6. Jahrhundert v. Chr. bis zum 6. Jahrhundert n. Chr. Zweites Rom, Konstantinopel, antike Hauptstadt des… …   Deutsch Wikipedia

  • Rom (Begriffsklärung) — Rom bezeichnet: Römisches Reich, in der Zeit vom 6. Jahrhundert v. Chr. bis zum 6. Jahrhundert n. Chr. Römische Kurie, die Zentralbehörde des Heiligen Stuhls für die römisch katholische Kirche einen männlichen Angehörigen der Roma… …   Deutsch Wikipedia

  • Rom [4] — Rom (Römisches Reich, Gesch.). I. Rom unter Königen. Die Stelle, wo R. nachher erbaut wurde, war vormals ein Weideplatz Albanischer Hirten. Romulus (s.d.) u. Remus, die Enkel des Numitor, Königs von Alba Longa, Söhne der Rhea Sylvia u. des Mars,… …   Pierer's Universal-Lexikon

  • Rom [1] — Rom (Roma, a. Geogr. u. Topogr.), Stadt in Latium in Unteritalien, am linken u. zum Theil am rechten Ufer des Tibris auf sieben (od. vielmehr 10) Hügeln gebaut, daher die Siebenhügelstadt (Roma septicollis). Nach der Sage wurde R. 754 od. 753 v.… …   Pierer's Universal-Lexikon

  • Rom — ROM, Rom, or rom is an abbreviation and name that may refer to:In Computers and Mathematics: * Read Only Memory, a class of storage media used in computers and other electronic devices. This tells the computer how to load the operating system. ** …   Wikipedia

  • Rom [3] — Rom (Antiq.). Die Römer waren ein aus Latinern, Sabinern u. Etruskern gemischtes Volk (Populus roman us Quiritium); den politischen Charakter betreffend, so gab sich in den Latinern die Partei des Fortschritts zu erkennen, während die Sabiner die …   Pierer's Universal-Lexikon

  • Rom — Saltar a navegación, búsqueda ROM o Rom puede referirse a: Las siglas de Read only memory (término informático). El pueblo rom. Rom, comuna francesa situada en Deux Sèvres. Río Rom, afluente del Adigio en Val Müstair, Suiza. Las Régions d outre… …   Wikipedia Español

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”