Компьютерра, 2008 № 41 (757) - [18]
Реально же количество информации на CD еще много больше, так как данные пишутся не напрямую: каждые 8 бит кодируются специальным 14-битным кодом EFM (Eight-to-Fourteen Modulation - кодировка 8 в 14). 24 таких "символа" данных образуют звуковой кадр, содержащий 6 отсчетов (сэмплов) левого канала и 6 отсчетов правого канала (по 16 бит каждый). К каждому кадру добавляется 8 бит коррекции ошибок (используется так называемый помехозащитный код Рида-Соломона) и один служебный, что в сумме дает 33-битный кадр. С учетом того, что каждый "символ" разделяется тремя битами, общее число "символов" в кадре составляет 588. Такие кадры, как легко подсчитать, исходя из частоты дискретизации 44,1 кГц, идут со скоростью 7350 раз в секунду. 98 кадров образуют единовременно считываемую единицу: звуковой сектор, содержащий 2352 байта данных. Общий поток "физических" данных при скорости 1х, с учетом кодов коррекции и служебных байт, составляет 4,3 Мбит/с.
Такой подход позволяет не очень заботиться об ошибках при записи и чтении. Так, наличие царапин на традиционном аудио-CD до некоторого предела никак не сказывается ни на качестве звука, ни на стабильности воспроизведения: использование кодов коррекции позволяет исправить до 3500 групповых ошибок подряд (занимающих на диске зону около 2,5 мм вдоль дорожки). Другое дело - диски с данными (Data CD), где ошибки недопустимы, и количество полезной информации еще меньше. Величина 650 Мбайт полезной информации, характерная для дисков с данными, получается потому, что в них используется еще один дополнительный в сравнении с аудиодиском уровень коррекции ошибок, на который приходится тратить часть дискового пространства: из упомянутых 2352 байт в каждом секторе аудиодиска, Data CD использует лишь 2048 байт (величина, кратная 512 байтам, образующим сектор на жестком диске).
Заметим, кстати, одно свойство аудиодисков: информация с них должна поступать с совершенно определенной, точно заданной скоростью, зависящей в первую очередь от скорости вращения, которую приходится повышать в областях, расположенных ближе к центру диска, и снижать к краям (полный диапазон изменения угловой скорости - примерно вдвое). Упреждающее чтение с накоплением информации в буфере, что позволило практически избавиться, в частности, от джиттера (заметных на слух дефектов воспроизведения из-за неравномерности поступления цифровой информации), стали использовать позднее - сначала приводы еле успевали воспроизводить то, что поступало в реальном времени. Первые приводы CD вообще не "умели" читать аудиоданные с диска в цифровой форме с точностью до бита, ведь небольшие сбои и пропуски в аудиопотоке на слух незаметны. Так что копию "бит в бит" аудиодиска с помощью этих приводов было сделать невозможно, что очень устраивало производителей.
Заметим в скобках, что истоки монополии лейблов, за которую они так яростно сражаются и по сей день, именно оттуда: при почти полном отсутствии средств качественного копирования музыки[ В этом отличие ситуации 1960–80-х годов за рубежом и в нашей стране, где рынок в области поп- и рок-музыки, по сути, отсутствовал и большинство записей у нас распространялось путем аналогового копирования - вполне незаконного с сегодняшней точки зрения. Большинство же зарубежных бытовых моделей магнитофонов-плееров вообще линейного входа для записи не имели; к тому же процедура довольно сложна с точки зрения рядового зарубежного "чайника" и приводит к заметному снижению качества, так что в условиях насыщенного западного рынка попросту была нецелесообразна. По этим причинам наличие на рынке некоторого количества моделей магнитофонов с возможностью записи лейблы тогда совершенно не беспокоило.] пользователь был вынужден покупать что дают - например, целый альбом ради одного хита. Странно только, что лейблы посчитали такую ситуацию вечной и были страшно удивлены, когда с распространением цифровых средств копирования пользователи стали поголовно отказываться покупать музыку "оптом", предпочитая набирать "синглы" по собственному вкусу.
Существует два режима записи дисков: DAO и TAO. Название первого расшифровывается как "диск за один раз" (Disk-at-once). Такие диски еще называют односессионными, так как весь диск записывается за один прием, без выключения лазера. Одна сессия, впрочем, не означает наличие только одной звуковой дорожки - в современных дисках дорожек (треков, Tracks) обычно столько, сколько записывается отдельных аудиокомпозиций. Это удобно и при записи, и при обратном преобразовании (каждый файл оригинала соответствует своему треку), и с точки зрения контроля за пользователями, которые вечно норовят все куда-нибудь скопировать (для каждого трека можно проконтролировать длительность и составить контрольную сумму, с помощью которой ее легко в дальнейшем "отловить" в пиринговых сетях). Естественно, какой-нибудь концерт может быть растянут и на весь объем диска - тогда и трек всего один.
В процессе записи в режиме DAO важно, чтобы поток данных, поступающих в привод, не прерывался, иначе "болванка" (даже перезаписываемая) может быть испорчена навсегда. Не все старые компьютеры справлялись с таким требованием, да и по сей день при записи на высоких скоростях не рекомендуется в процессе работы привода запускать другие приложения. На ПК последних моделей (с большим количеством оперативки и особенно использующих скоростные интерфейсы приводов типа SATA) можно, впрочем, об этом не задумываться.
