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당신이 생각하는 것보다 더 신비로운 것은 CD에 저장된 데이터가 어떻게 인코딩되는가?
디지털 음악의 발전은 기술의 진보와 함께 이루어졌습니다. CD(Compact Disc)는 음악 재생 매체일 뿐만 아니라 데이터 저장을 둘러싼 놀라운 세계이기도 합니다. 1982년 처음 출시된 이래로 CD의 특징과 이를 뒷받침하는 인코딩 기술은 많은 사용자의 관심을 끌어왔습니다. CD의 디자인에는 여러 층의 기술과 정밀한 물리적 구조가 포함되어 있으며, 이로 인해 이 작은 디스크에 무한한 가능성이 부여됩니다.
CD는 최대 74분 분량의 오디오 데이터, 약 650MB의 데이터를 저장하도록 설계되어 당시 시장에서 가장 인기 있는 데이터 전송 옵션 중 하나였습니다.
CD의 물리적 구조는 1.2mm 두께의 폴리카보네이트 플라스틱으로 만들어졌으며 중앙에 15mm 구멍이 있습니다. 이러한 구멍은 CD 재생의 핵심일 뿐만 아니라 보호층의 디자인이 CD를 재생 중에 간섭에 비교적 강하게 만들어줍니다. 데이터는 나선형 트랙, 즉 일련의 작은 구덩이와 땅으로 인코딩됩니다. 각 구덩이의 길이와 모양이 데이터 해석에 어떤 영향을 미치는지 더 자세히 알아보는 것도 가치가 있을 것입니다.
이 작은 구덩이는 깊이가 약 100나노미터, 너비가 500나노미터로, 빛을 읽을 때 반사에 변화를 만듭니다.
CD 데이터가 어떻게 인코딩되는지 자세히 살펴보는 것이 좋습니다. 데이터 기록은 전통적인 0과 1로 직접 구성되지 않고 대신 비반환 제로 반전 인코딩이라는 기술을 사용합니다. 구덩이에서 땅으로, 땅에서 구덩이로의 전환은 1을 나타내고, 변경되지 않은 연속적인 상태는 0을 나타냅니다. 즉, 각 1 사이에 0이 최소 2개, 최대 10개 있어야 하며, 이를 통해 디자인의 세련미와 독창성을 보여줘야 합니다.
CD가 재생되면 디스크 드라이브 내부의 레이저 방출기가 폴리카보네이트 플라스틱 베이스를 통해 데이터를 읽습니다. 레이저의 파장과 구덩이에서의 반사, 그리고 지면의 높이 변화에 따라 다양한 반사광 에코가 형성됩니다. 이 과정 자체는 우리가 깨닫지 못한 채 음악을 즐길 수 있게 해주는 일종의 광학적 마술입니다.
반사 강도의 변화를 측정하여 읽은 신호는 디스크에서 다시 보낸 정보입니다.
하지만 CD는 완벽하지 않습니다. CD는 설계상 환경으로 인해 손상될 위험이 있으며, 부적절한 취급으로 인해 손상될 수도 있습니다. 특히 피트와 라벨의 거리가 가깝기 때문에 이러한 결함으로 인해 독서 시 문제가 발생하기 쉽습니다. 또한 CD의 내구성은 기후, 보관 조건, 물리적인 긁힘 등 다양한 요인의 영향을 받으며, 이러한 요인은 모두 데이터 무결성에 대한 과제를 증가시킵니다.
새로운 기술의 등장으로 CD는 SHM-CD, Super Audio CD 등 다양한 새로운 형태로 조용히 발전했습니다. 이러한 새로운 CD는 표준 CD 형식을 유지하면서 음질이나 데이터 전송 성능을 개선하려고 시도했습니다. 이러한 새로운 기술에도 불구하고 포맷의 기본, 즉 오디오와 데이터가 구덩이와 땅의 패턴으로 인코딩되는 방식은 변함없이 유지되고 있습니다. 이로 인해 데이터 저장의 미래가 어떻게 될지 궁금해집니다.
오늘날 사용자가 보다 효율적인 데이터 저장 기술에 점점 더 의존함에 따라 음악을 소비하는 방식도 극적으로 바뀌었습니다. 그러나 CD의 데이터 인코딩 기술은 아직도 발견되어 이해되기를 기다리는 신비한 보물상자와 같습니다. 그렇다면 음악과 데이터 저장 기술이 끊임없이 발전함에 따라, 미래에는 풍부한 추억을 담을 수 있는 CD 같은 매체가 나올까요?
