Handling CD Lesefehler

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Umgang mit Fehlern beim Lesen einer CD war ein großer Teil der ursprünglichen Red Book CD-Standard. CDs verwenden Parität und Interleaving Techniken als Cross-Interleave Reed-Solomon-Code (CIRC), um die Auswirkungen von Fehlern auf der Festplatte zu minimieren. Dies funktioniert auf Frame-Ebene. Bei der Speicherung sind die 24 Daten-Bytes in jedem Frame zunächst durch einen Reed-Solomon-Encoder, um eine 4-Byte-Code genannt Parität "Q" Parität, die dann an die 24 Daten-Bytes hinzugefügt produzieren laufen. Die daraus resultierenden 28 Byte sind dann allerdings eine andere Geber, die eine andere Regelung zu einer zusätzlichen 4-Byte-Parity-Wert namens "P" Parität herzustellen nutzt laufen. Diese werden an die 28 Bytes aus dem vorherigen Codierung hat, was 32 Byte (24 der ursprünglichen Daten sowie die Q und P Paritätsbytes). Ein zusätzliches Byte Subcode (Tracking) Information wird dann hinzugefügt, was in 33 Bytes für jeden Frame. Beachten Sie, dass die P und Q Paritätsbytes nicht auf die P und Q Subcodes erwähnt verwandt.

Um die Auswirkungen eines Kratzers oder physikalischen Defekt, der benachbarten Frames schaden würde, werden mehrere Zwischenlagen hat vor der Frames tatsächlich geschrieben werden. Teile von 109 Frames sind Cross-Interleaved (gespeichert in unterschiedlichen Frames und Sektoren) mit Delay-Lines. Das Scrambling sinkt die Wahrscheinlichkeit, einen Kratzer oder beeinträchtigenden Mangel benachbarten Daten, da die Daten tatsächlich in der richtigen Reihenfolge geschrieben.

Mit Audio-CDs und CD-ROMs, können die CIRC Regelung Korrektur von Fehlern bis zu 3.874 Bit lang (die 2,6 mm in Gleislänge wäre). Darüber hinaus ist für Audio-CDs, nur die CIRC auch verbergen (durch Interpolation) Fehler bis zu 13.282 Bit lang (8,9 mm in Gleislänge). Interpolation ist der Prozess, in dem die Daten geschätzt oder gemittelt wiederherstellen, was fehlt. Das wäre natürlich auf einer CD-ROM-Daten-Disc nicht akzeptabel, so gilt dies nur für Audio-CDs. Das Red Book CD-Standard definiert die Block Error Rate (BLER) als die Anzahl der Frames (98 pro Sektor) pro Sekunde, die haben keine schlechten Bits (gemittelt über 10 Sekunden) und verlangt, dass diese weniger als 220 sein. Dies ermöglicht ein Maximum von bis zu etwa 3% der Bilder, um Fehler haben, und doch wird die Disk noch funktionsfähig sein.

Eine zusätzliche Fehlererkennung und-korrektur-Schaltung ist der entscheidende Unterschied zwischen Audio-CD-Player und CD-ROM-Laufwerke. Audio-CDs wandeln die digitalen Informationen auf der Disc gespeichert in analoge Signale für einen Stereo-Verstärker zu verarbeiten. In diesem Schema ist eine gewisse Ungenauigkeit akzeptabel, denn es wäre praktisch unmöglich, in die Musik zu hören. CD-ROMs, können jedoch nicht dulden Ungenauigkeit. Jedes Bit Daten müssen genau gelesen werden. Aus diesem Grund haben CD-ROMs viel zusätzlichen ECC Informationen geschrieben, um die Scheibe zusammen mit den eigentlichen gespeicherten Informationen. Die ECC kann erkennen und korrigieren die meisten kleineren Fehlern, die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Präzision auf ein Niveau, annehmbar für die Datenspeicherung sind.

Im Falle einer Audio-CD, fehlende Daten können interpolatedthat ist, folgt die Informationen einem vorhersagbaren Muster, dass der Antrieb, um die fehlenden Werte erraten können. Zum Beispiel, wenn drei Werte auf einer Audio-CD gespeichert sind, sagen 10, 13 und 20 erscheinen in einer Reihe, und der mittlere Wert ist missingbecause Beschädigung oder Schmutz auf der CD's surfaceyou konnte ein mittlerer Wert von 15, die Mitte ist interpolieren Zwischen 10 und 20. Obwohl dies vielleicht nicht ganz korrekt, im Falle der Audio-Aufnahme, wird es wahrscheinlich nicht spürbar sein, um den Zuhörer. Werden diese drei Werte auf einer CD-ROM in ein ausführbares Programm erscheinen, es gibt keinen Weg, um den richtigen Wert für die mittlere Probe zu erraten. Interpolation kann nicht funktionieren, weil ausführbare Programm Befehle oder Daten müssen exakt eingehalten werden, andernfalls wird das Programm abstürzen oder falsch gelesenen Daten für eine Berechnung benötigt. Mit dem vorherigen Beispiel mit einer CD-ROM läuft ein ausführbares Programm, raten 15 ist nicht nur leicht Offit völlig falsch ist.

In einer CD-ROM, auf der Daten anstelle von Audio-Informationen gespeichert sein, werden zusätzliche Informationen zu jedem Sektor hat zu erkennen und Fehler zu korrigieren sowie zur Bestimmung des Standorts von Daten-Sektoren genauer. Um dies zu erreichen, sind 304 Bytes aus dem 2352, die ursprünglich für Audio-Daten verwendet wurden und werden stattdessen für Sync (Synchronisieren Bit) verwendet genommen, ID (Identifikation Bits), ECC, EDC und Informationen. Dies lässt 2.048 Byte für Nutzdaten in jedem Sektor. Genau wie beim Lesen einer Audio-CD auf einem 1x (Standard-Geschwindigkeit) CD-ROM, sind Sektoren mit einer konstanten Geschwindigkeit von 75 pro Sekunde gelesen werden. Dies führt zu einer Standard-CD-ROM-Übertragungsrate von 2.048 x 75 = 153.600 Bytes pro Sekunde, die entweder als 153.6Kbps oder 150KiBps ausgedrückt wird.

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