Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.

CD jako medium pro dlouhodobé uchování dat (?)

Čas nutný k přečtení
8 minut
Již přečteno

CD jako medium pro dlouhodobé uchování dat (?)

0 comments
Jsou pryč doby, kdy zapsané informace mohly být čitelné mnohá staletí (případně do příštího požáru) a kdy jediným používaným snímačem těchto informací byl náš zrak. Audio a video záznamy na páskách a kazetách, diskety, veškerá magnetická, magnetooptická a optická media, CD, čipy dovolují dříve netušené možnosti záznamu informací. Stejná technika jako pro záznam je ale zapotřebí i k tomu, aby bylo možno zaznamenané informace znovu nabídnout našim smyslům. Pouze je-li zajištěna reprodukce zaznamenaných informací, má pro nás tato informace význam. Při denním používání těchto médií je nevýznamná doba, která uplyne od záznamu informace k jejímu přečtení. Krátkodobá spolehlivost je obvykle dostatečná a pomalý pokles kvality záznamu v čase nemusí být znatelný. Začneme-li uvažovat v horizontu více let, musíme se zabývat novými problémy. Významná může být například životnost nejstarších CD-audio, která se nyní pravděpodobně blíží ke svému konci. Významná je i morální životnost - všimněte si jak dlouho byly aktuální první diskety 8 palců, jak brzo zmizely diskety 5”. Hledíme-li nyní shovívavě na staré diskety, situace se jistě bude opakovat i s dnešními médii.

Běžná technika je vyvíjena především pro okamžité upotřebení; v krátkém období, které rozhodně nepřesahuje desetiletí. Taková je  plánovaná i skutečná životnost záznamových a snímacích zařízení.

Jediné médium, které bylo optimalizováno s ohledem na delší použitelnost je mikrofilm. Ten však neumožňuje zachovat vše hodné zachování a chybí mu mnohé žádoucí vlastnosti moderních nosičů digitálních dat. Je jisté, že drtivá většina informací produkovaných naší současnou společností bude v digitální formě. Archivaci digitálních dat se tedy nelze vyhnout.

Digitální technologie přinesla z tohoto hlediska do mysli archiváře na první pohled zmatek a bezútěšnost. Přinesla však i určitou naději, a tou je nezávislost informace na nosiči.

Na jakém nosiči je informace uložena není důležité. Informaci je možné bez ztráty jediného bitu kopírovat, zasílat a archivovat na libovolném médiu, sdílet tyto informace po sítích.

Vynořuje se nová problematika - otázky dlouhodobé použitelnosti samotných dat, morální životnosti systémů a formátů, tedy jednoduše řečeno – problémů se závislostí dat na programech.

Z tohoto hlediska je nutno přehodnotit i informace o životnosti médií. Fakt, že životnost může být deklarována 100 let (nepitvejme co je tím míněno) je nedůležitá bez zajištění migrace dat na nová média. Při nevhodně zvolených formátech dat může být mnohem dříve stejně závažná i migrace do nových formátů a systémů, nebo snaha o jejich zachování.

Zájemce o tuto oblast odkazuji na velmi zajímavé www stránky nkp.digit.cz.

Zde se chci podělit o zkušenosti se spolehlivostí záznamu na CD, CD-ROM a CD-R.
Principy záznamu definovaly firmy Philips a Sony poskytly je celému světu za přijatelných podmínek. Snesitelné podmínky kombinované s možnostmi tohoto média, byly základem pro jejich celosvětové rozšíření. To pak v kombinaci s širokým komerčním využitím zajistilo a ještě zajišťuje jeho relativně vysokou morální životnost. Považuji tato média za vhodná pro levnou a přitom bezpečnou dlouhodobou archivaci, ovšem jedině tehdy, je-li zajištěna potřebná kontrola kvality a dodržována určitá pravidla.

Spolehlivost záznamu na CD disku

Obecně se ví, že CD disky jsou velmi odolné proti poškození. Je to dáno samotným principem. Data jsou na disku chráněna svou polohou, neboť jemná struktura nesoucí informace je snímána skrze celou tloušťku CD. Drobné nečistoty a škrábance na hladké ploše disku jsou pro snímací objektiv neviditelné, protože na ně není zaostřeno, jsou daleko mimo hloubku ostrosti objektivu. Kromě zaznamenávaných informací je na CD zaznamenáno určité množství informací navíc. Tyto nadbytečné informace (redundance) jsou organizovány tak, že dovolují správně obnovit značné množství chybějícího nebo nesprávně přečteného záznamu. Data nejsou na disku zaznamenána bezprostředně za sebou, jsou v určité délce rozházena, promíchána. I při hrubém, ostře ohraničeném místním poškození záznamu se vlastně poškodí data jen trochu, byť ve větším rozmezí, rozprostřeně. Promíchání s nepoškozenými daty dovoluje při dostatečné redundanci úspěšnou rekonstrukci dat.

Disk je dokonale čitelný, dokud stačí zmíněná redundance k rekonstrukci původního záznamu. Každé poškození však způsobuje, že se tato informační rezerva vyčerpává. Při překročení určité hranice je již nemožné úspěšnou úplnou rekonstrukci provést, proto se při reprodukci původního záznamu objeví neopravitelné chyby. Pro audio disk to neznamená konec, jen se počne z počátku zcela neznatelně zhoršovat reprodukovaný zvuk, pro paměťové disky to však znamená nenávratnou ztrátu jednotlivých souborů. Existuje dokonce oblast ležící na počátku záznamu (blízko středu disku) zvaná TOC (table of contens), jejíž poškození způsobí nečitelnost celého disku jako celku.

Je třeba upozornit, že redundance se nevyčerpává pouze viditelným poškození. Stejně jako poškrábání, vyčerpává tuto nadbytečnost nekvalitní médium, vadná nebo již hodně používaná záznamová jednotka, a samozřejmě i degradace média časem.

Za kvalitu lisovaného disku ručí výrobce, který musí mít ve výrobě k dispozici zařízení dovolující měřit a zajistit předepsané vlastnosti.

Horší je situace u individuálního záznamu pomocí CD-R zapisovačů. Verifikace po provedeném záznamu je pouze kontrolou, zda lze informace z disku přečíst (Ano/Ne), neříká však nic o tom s jakou jistotou či rezervou. Je možné, že nově zapsaný CD-R disk, který prošel verifikací, hrubě poškrábete a přesto bude bez problémů čitelný. Právě tak je ale možné, že verifikovaný disk opatřený jediným malým škrábnutím bude nepoužitelný.

Nelze popsat do absolutních detailů jak má disk a záznam na něm vypadat. Nelze ani tyto vlastnosti objektivně při rozumných nákladech měřit. Závazná, jednoznačně popsatelná a bez problémů dodržovaná je pouze struktura - formát záznamu. Měření fyzických vlastností disku a hodnocení jeho použitelnosti je vždy hodnocení vlastností celého řetězce - výroba, médium, reprodukční zařízení. Podstatné je jak reprodukční zařízení záznam ‘vidí’. Posuzovat lze pouze funkčnost celého tohoto řetězce. V praxi jsou běžné paradoxy, že horší disky jsou na některých dobrých přehrávačích nehratelné a jinde (i na horších jednotkách) jsou použitelné dobře. Ještě nápadněji je tento efekt zřejmý u zapisovatelných disků CD-R, kde do tohoto procesu přibývají ještě vlastnosti záznamové jednotky a média. CD-R disky jsou ve svých vlastnostech variabilnější, než robustní výroba záznamu pro lisované disky. Sejde-li se médium s nižší citlivostí se zapisovací jednotkou s nižší intenzitou laseru nebo horší geometrií záznamového bodu, můžou vznikat nespolehlivé i přímo nepoužitelné disky. Drobné variace záznamu, které u správně exponovaného záznamu nezpůsobují žádné chyby, mohou u nesprávně exponovaného disku způsobit takové množství chyb, že redundance může být vyčerpána.

Při vysokých nárocích na spolehlivost záznamu na CD-R je dobré mít jistotu zda používané médium je optimální pro danou zapisovací jednotku.

Podle našich zkušeností již po jednom roce intenzivního používání CD-R zapisovače dochází ke změnám kvality záznamu (technicky: asymetrie, I3,I11/Itop HF-signálu, Bler). Takovéto disky již nemusí být vhodné pro dlouhodobé uchování dat. Kvalita záznamu se liší i podle použité rychlosti. Podle našich zkušeností nemusí být nejnižší rychlost nejlepší. U některých výrobců lze pozorovat i zřetelné rozdíly mezi jednotlivými šaržemi médií.

Měření lze obvykle zajistit formou zakázky ve výrobě lisovaných CD, při intenzivnějším a závažnějším používání CD-R pro archivaci je lepší pořízení vlastního měřícího zařízení, které lze využít i pro pozdější kontrolu stavu archivovaných CD-R.

Sny o nezničitelnosti CD

Při prosazování CD na komerčním trhu byla zdůrazňována vysoká odolnost disku vůči poškození. Promyšleným a efektním tahem bylo například předvádění provrtaného CD, který je schopný provozu. Tento efektní trik však předpokládal naprosto dokonale nastavený přehrávač, aby nedošlo k přeskoku na sousední stopu záznamu a vhodné umístění díry, protože i malé poškození v oblasti TOC spolehlivě zničí celý disk. Většina přehrávačů by při tomto testu neobstála, ale kdo by si to ověřoval na zakoupeném CD...

Realita

I bez zbytečných efektů lze objektivně konstatovat, že CD disk je skutečně značně odolný proti hrubému poškození. Je citlivější na škrábnutí v tangenciálním směru, méně citlivý na radiální poškození. Nejcitlivější místo disku je nejvnitřnější oblast záznamu.
Čitelnost disku je závislá na dostatku nadbytečných informací v přečtených datech.

Je-li tato rezerva dostatečná, lze disk vždy přečíst a získat data identická s originálními a to i když je disk viditelně poškozen. Protože nadbytečná data jsou generována podle přesně formulovaných pravidel, vznikne při kopírování nejen disk s identickými digitálními daty, ale i s plně obnovenou redundancí, tedy vlastně nový a z hlediska bezpečnosti velmi pravděpodobně i lepší disk.

Spolehlivost uložení záznamu lze zjistit pouze měřením, okamžitý stav ani postupná degradace disku není na médiu vidět. Je-li však zajištěno měření vlastností CD, nikoli jen verifikace, lze zajistit preventivní kontrolu uložených dat a tím zajistit přepis dat na nové médium včas, kdy ještě nehrozí jejich ztráta.

Archiv a jeho využívání.

Pokud je archiv používán a data jsou živá, poskytuje archiv i kopie archivovaných dat formou CD-R.
Kopie jsou obsahově identické s originály, jsou však na počátku své životnosti, jsou vytvořeny na médiích a záznamových zařízeních na technologicky pokročilejší úrovni, jejich redundance je plně obnovena. Proto jsou nové kopie pro další archivaci vhodnější než starší originály. Je proto správné novou kopii uložit do archivu a originál poskytnout uživateli. I originály preventivně přepsané na nová média mohou být poskytnuty později uživateli. Tento princip archivace nových kopií dovolí v budoucnu i postupný přechod na nová média.
Bude v krátké době nevyhnutelný i pro audioarchivy uchovávající nahrávky na CD-audio.

Závěr

Pro dlouhodobou práci s novými médii je nutná hluboká znalost jejich skutečných vlastností, nelze se spoléhat na komerční informace a postupy osvědčené pro jiné podmínky. Podcenění tohoto odpovědného přístupu může vést snadno k nenahraditelné ztrátě digitálních dat. Naopak, promyšlené využití existujících znalostí, spojené s potřebnými prostředky může nabídnout spolehlivou alternativu dlouhodobého uchování digitálních dat.

Použitá literarura

Red book CD audio, Philips and Sony.
Yelow book CD-ROM, Philips and Sony.
Principles of Digital Audio, Ken C. Pohlmann, 1985.
Digitisation of Rare Library materials.
Klíčová slova: 
Hodnocení: 
Průměr: 4 (hlasů: 2)
PSOHLAVEC, Stanislav. CD jako medium pro dlouhodobé uchování dat (?). Ikaros [online]. 1999, ročník 3, číslo 9 [cit. 2019-09-16]. urn:nbn:cz:ik-10391. ISSN 1212-5075. Dostupné z: http://ikaros.cz/node/10391

automaticky generované reklamy
registration login password