Kompakt disk deyince aklınıza ne geliyor? Gerçi çoğumuz CD diyoruz. Kimine göre kaliteli sesli müzik dinlemenin bir yolu, kimilerine göre bilgisayarlarımızın vazgeçilmez birer parçası. Her ne olursa olsun bilgisayar ve müzik dünyasının vazgeçilmezleri arasındalar artık.

Magnetik teyplerden, optik CD'lere kadar teknoloji çok yol katetti kısa zaman içinde. Sizde merak ediyorsanız CD'lerin nasıl çalıştığını benle birlikte devam edin.

İLK OLARAK İKİLİ SAYI SİSTEMİ

CD'lerin nasıl çalıştığını anlatmadan önce bilmenizi istediğim asıl önemli olan konu ikili sayı sistemi. Şimdi bu nerden çıktı demeyin, bence işin temelini kavramakta fayda var.

Bizler günümüzde 10'lu sayı sistemini kullanıyoruz. Yani 0 ile 9 arasındaki on adet rakam işimizi görüyor. Bilgisayarların kullandığı ise biraz daha farklı. Onlar sadece 0 ve 1 rakamlarından oluşan ikili sayı sistemini kullanıyorlar. Başka bir deyişle anlatırsak, bilgisayarlar için "evet-hayır" veya "açık-kapalı" ifadeleri geçerlidir.

Peki nasıl oluyorda sadece 0 ve 1 rakamlarını kullanarak klavyeden yazdığınız diğer rakamları ve harfleri anlayabiliyor bilgisayarlar. İşte burada ikili sayı sistemi devreye giriyor. Her sayı ve harf ikili sisteme bilgisayarın anlayacağı dilde çevriliyor.

Şimdi size ikili sistemdeki bir sayının onlu sisteme nasıl çevrildiğini bir örnekle anlatacağım. Diyelim ki ikili sistemde yazılmış 1001100101 sayısı var. Bunu onlu sisteme çevirelim. Bunun için aşağıdaki hesaplamalar yapılır.

- Sağdaki ilk hane 0 olmak üzere ve sola doğru haneler 0,1,2,3.... olarak belirlenir.

- Her hanede bulunan rakamla (0 veya 1) 2^{hane sayısı} çarpılır.

- Çıkan tüm sonuçların toplamı onlu sayı sistemine göre sonucu verir.

Birde onlu sayı sistemindeki bir sayıyı ikili sisteme nasıl çeviririz ona bakalım. Diyelim ki 1316 sayısını ikili sisteme çevirmek istiyorum. Aşağıdaki hesaplamaları yapmanız yeterli olacaktır.

Aşağıdaki tabloda 0'dan 9'a kadar olan sayıları ikili sisteme göre görebilirsiniz. Aynı şekilde 255 kadar olan her "8 bit" klavyeden girilen bir harf ya da sembolü ifade eder. Burada söylemek istediğim bazı şeyler var. İkili sistemdeki her 0 ve 1 rakamı "bit" olarak ifade edilir. 8 haneden oluşan 8 bit ise 1 byte olarak ifade edilir. 8 bit 28 = 256 adet değer demektir. Bunun gibi 1 bit 2 adet değere eşdeğerdir ( Yani 21 = 2 ). 2 bit 4 adet değere denk gelir (Yani 22 = 4). Onlu sistemdeki 0 ve 9 arasındaki sayılar ve harflerde 8 bit 'den oluşurlar ve 1 byte 'lık yer kaplarlar.

00000000	=	0	11111111	=	20+21+22+23+24+25+26+27
00000001	=	1		=	1+2+4+8+16+32+64+128
00000010	=	2		=	255
00000011	=	3
00000100	=	4
00000101	=	5
00000110	=	6
00000111	=	7
00001000	=	8
00001001	=	9

1024 byte 1 kilobyte; 1024 kilobyte 1 megabyte ve 1024 megabyte ise 1 gigabyte olarak ifade edilir. Örneğin bir floppy diskin kapasitesi 1,44 megabytedır. Bu 1,44x1024x1024 = 1.509.949 karaktere denk düşer. Bunu şöyle daha kolay ifade ederiz: Her bir sayfası 2000 harften oluşan 750 sayfa uzunluğunda bir döküman bir floppy diske sığmaktadır.

Umarım anlatabilmişimdir 0 ve 1 'in bilgisayarlar için ne anlama geldiğini...

YAKINDAN BİR BAKIŞ

Gelelim şimdi asıl konumuz olan CD'lere. Çoğunuz mutlaka görmüştür bir CD'nin nasıl olduğunu ama biz yinede biraz tarif edelim: 12 cm çapında, ortasında 15 mm çapında bir delik olan ve 1,2 mm kalınlığında yuvarlak bir plastik parçasına benzetebiliriz. Üzerinde aynen plağa benzer şekilde içten dışa doğru spiraller halinde veriler (datalar) bulunur. Dataların içten başlaması, daha küçük çapta CD 'lerin yapılmasına olanak tanır. Tabi ki bunların kapasitesi daha düşük olacaktır.

Kesitine baktığımızda (bu tabi ki ancak mikroskopla olabilir) 4 katmandan oluştuğunu görürüz. En üsten başlarsak; etiket, koruyucu tabaka, yansıtıcı tabaka ve saydam tabaka.

CD'lerin üstünde çukurlar ve düzlükler denilen kısımlar bulunur. Çukurların sayısı 2 milyar kadardır. Bu çukurlar CD'lerin yapım aşamasında ana bir kalıptan çoğaltılacak CD'ler üzerine kopyalanırlar. Çukurların kopyalandığı kısım polikarbonat tabakadır. Bu tabaka daha sonra sırasıyla yansıtıcı alüminyum tabaka, koruyucu tabaka ve etiket katmanıyla kaplanır.

Bu arada şunu söylemek istiyorum. Çukur ve düzlük kısımlar bakış yönünüze göre farklılık gösterebilir. O yüzden umarım kafanız karışmaz.

Neyse, çukurlardan bahsetmeye devam edelim. Çukurların derinliği 0,15 mikron'dur. Genişlikleri ise 0,6 mikron. Şimdi sorarsanız eğer mikron nedir diye onu açıklayayım : 1 mikron 1 milimetrenin 1000'e bölünmüş halidir. Yani 1000 mikron 1 milimetreye eşittir. Ne kadar ufak değerler değil mi? Çukurların uzunluklarına gelince, onlar biraz değişkenlik gösterirler. 0,80 mikrondan 3 mikrona kadar olabilirler. Fazla kafamız karışmadan aşağıdaki resme baksak iyi olur.

Şimdi gelelim sözü fazla uzatmadan bilgilerin CD'den nasıl okunduğuna.

NASIL MI ÇALIŞIYOR?

Yazımın başında sizlere ikili sayı sistemini anlatmıştım. Şimdi neden anlatma ihtiyacı duyduğumu daha iyi anlayacaksınız.

CD'yi bilgisayara taktığınızda CD belli bir hızla dönmeye başlar. Bu esnada hareket edebilen bir kafa üstünde bulunan lazer ışını CD yüzeyini taramaya başlar. CD üzerine gönderilen her lazer ışını, yansıtıcı alüminyum tabakadan tekrar geri yansır. Yansıyan lazer ışınları bir fotosel tarafından algılanır. Algılanan her lazer ışını 0 değeri olarak bilgisayar tarafından kabul edilir.

Pekala, 1 değerini nasıl anlayacak bu bilgisayar? İşte bu nokta çok ilginç: CD üstündeki çukurlardan ve düzlüklerden bahsetmiştik. İşte lazer ışını bir çukurdan düzlüğe geçerken veya tam tersi olarak bir düzlükten bir çukura geçerken geri yansımaz. Yansımayan lazer ışını ise bilgisayar tarafından 1 değeri olarak algılanır. Böylelikle 0 ve 1 değerlerinden oluşan bir veri topluluğu bilgisayara iletilir. Aşağıdaki animasyon biraz daha kolay anlamamızı sağlayacaktır.

Aşağıdaki şekilde aynı zaman da CD'lerin çalışma prensibi konusunda fikir vermektedir.

Dikkat ettiyseniz yanyana hiç 1 değeri denk gelmemektedir. Zaten CD teknolojisine bu aykırıdır. Ama ikili sayı sisteminde iki adet 1 'in yanyana geldiği çok olmaktadır. Bu problem nasıl aşılmış acaba onu biraz inceleyelim, ne dersiniz?

EFM NEDİR?

Bilgisayarların temel yapısının 0 ve 1 kodlarından oluştuğunu öğrenmiştik. 8 adet kod 1 byte eşdeğerdi ve byte'larda sayı, harf ve sembolleri ifade ediyordu.

Byte'ları kolay bir şekilde harddiske veya CD'ye kaydedebiliyoruz. Fakat CD'ye kaydediş biçimi hard disklerden biraz farklıdır. 1 byte 0 ve 1 'lerden oluşur. Tabi ki birbirini takip eden 1 sayılarıda olacaktır. (00110111 gibi)

Fakat CD'de bulunan datalarda hiçbir zaman 1 sayısı yanyana gelemez. Bu problemi çözmek için farklı bir sistem kullanılır. İngilizce'de "Eight to Fourteen Modulation" ifadesinin kısaltması olan EFM sistemi kullanılır. Bunu Türkçe'ye kabaca "8'den 14'e modülasyon" olarak tercüme edebiliriz.

Yani bu sistem sayesinde 8 bit'lik kodlar 14 bit'lik kodlara dönüştürülerek CD'lere kayıt yapılır. 14 bit'lik kodların özelliği ise arka arkaya 1 sayısının kesinlikle tekrar edilmemesidir. Ama doğal olarak 1 ile biten 14 bit'lik kodu, 1 ile başlayan başka bir 14 bit'lik kod takip edebilir. Böyle durumların olmaması için her iki kod arasına "margin bits" denilen "ara (veya sınır) bitler" konur. Bu 3 adet 0 değeridir (000). Böylelikle 2 adet 1 sayısı birbirini takip edemez.

Sonuç olarak 8 bit'lik kodlar 14 bit'lik kodlara dönüştürülerek CD'lere kaydedilir. CD'lerden okunan 14 bit'lik kodlar da 8 bit'lik kodlara dönüştürüldükten sonra işleme konulur.

BİLMENİZ GEREKENLER

• İlk CD'ler Sony ve Phillips tarafından üretilmiştir.
  
  
• CD üstündeki spiral biçimde bulunan track dediğimiz izlerin uzunluğu yaklaşık 4,5 km'dir.
  
  
• Veriler Cd üzerine fiziksel olarak yazıldığı için; floppy diskler gibi manyetik ortamlardan etkilenmezler.
  
  
• Her ne kadar güvenli gözükselerde bir CD'yi bükmeyin veya üstünü çizmeyin. Böyle durumlarda CD bozulabilir.
  
  
• Eğer CD'niz çizilmişse herhangi bir bezle silmeyin. Özel temizleyiciler kullanın. Eğer illaki sileceksiniz dairesel hareketler yaparak silmeyi deneyin.
  
  
• Her ne kadar üzerine keçeli kalemle yazı yazsak da bunların risk teşkil ettiğini unutmayın. Mürekkep ince koruyucu tabakayı geçip yansıtıcı alüminyum tabakaya etki edebilir. CD'nin üstünde bir etiket varsa, ona yazı yazmanızda bir sakınca yoktur.