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  CD-ROM碟片在外觀上與音樂CD完全相同,資料存取的方式也十分類似,區別僅在於它們儲存資料的標準。CD-ROM碟片是用1.2毫米厚的聚碳酸酯塑料和一層用作反射面的鋁製作的。直徑為120毫米的CD-ROM碟片最為常見,稍小的Mini CD的直徑為80毫米,除此之外,還有很多各種非標準尺寸和形狀的CD-ROM碟片,例如卡片尺寸的。資料以一系列細小的鋸齒的形式記錄在碟片中。鐳射照射反射面時可以讀出凹凸的資訊。凹點的深度大約為照射鐳射波長的1/4到1/6,由此,反射光的相位會發生偏移,並造成破壞衝突和削減反射光強度的衰減。反射光強度的變化被轉化為二進位制資料。

  在CD上儲存資料有多種格式,它們被收整合彩虹書。其中包括最初音樂CD的紅皮書標準,此外還有白皮書_(CD標準)和黃皮書。ECMA-130標準詳細描述了CD-ROM的物理層標準。

  CD-ROM的每個扇區包含98個24位元組的框,共2352位元組資訊。CD-ROM作為資料碟片,需要對資料有較高的可信任度,不能有錯誤資料。為了達到增強糾錯和檢錯的目標,CD-ROM有3層的糾錯機制。採用模式1型的CD-ROM擁有完整的3層糾錯機制,每個扇區記錄2048位元組資訊。模式2型的CD-ROM,每個扇區記錄2336位元組資訊,這類CD-ROM主要用於記錄視訊檔案。CDDA音訊標準規定的資料量為:44.1k/s×4B×2048 / 2352 = 153.6kB/s,與此比較,模式1型的CD-ROM的播放時間為74分鐘,或4440秒,容量為682MB。  1倍速的CD光碟機每秒鐘能夠讀取75個連續的扇區,即每秒150KB,x倍速光碟機讀取速度依此類推。

  預先壓制的CD-ROM碟片是通過母盤壓制出來的,首先製作一張玻璃的母盤,然後根據它的凸凹批量壓制出最終的光碟。可燒錄光碟(CD-R)與可重複燒錄光碟(CD-RW)的製作過程類似,它們都是通過鐳射改變染料的特性或者物質相變的方式記錄資料,這個過程通常稱為燒錄。

  一張標準的120毫米的CD-ROM碟片能夠記錄800.1MB資料(不包括糾錯和檢錯資料)。這個容量能夠記錄700部10萬個10個字母長的英文小說。如果每部小說有1釐米厚,那麼這些小說加起來有7米長。文字資訊通常能夠被壓縮至原來的1/10大小,這樣一張CD-ROM碟片就能夠容納大約100米厚的小說了。  一張單面的DVD的容量為4.4GB,大約為CD-ROM的6倍。  記錄CD容量時通常採用二進位制,一張700MB的CD名義上有700000KB的容量。而記錄DVD容量時通常用採用十進位制,一張4.7GB的DVD名義上有4.377GB的容量。

  CD-ROM光碟機可以讀取CD-ROM光碟,這種裝置在個人電腦上已經普及。CD-ROM光碟機可以通過IDE(ATA)、SCSI、SATA、Firewire和USB或者專門裝置連線至電腦。事實上,結合適當的軟體,所有的現代CD-ROM光碟機都能夠播放音樂CD、VCD和其它資料標準的CD。

  CD-ROM光碟機採用780奈米近紅外線二極體。鐳射波通過一個光電跟蹤模組射到碟片上,而後檢測它是否被反射或者分散。

  CD-ROM光碟機的傳輸速度是以音樂CD的傳輸速度的倍數作為標準衡量的,1倍速為150KB/s。通過提高碟片的轉速,資料的傳輸速度能夠提高。例如,1倍速的光碟機的轉速為每分鐘500轉,而8倍速的光碟機轉速為每分鐘4000轉,相應的讀取速度為1.2MB/s。超過12倍速時,震動和散熱成為問題。超過這個速度的光碟機通過各種方法解決這些問題。恆定角速度光碟機中的碟片以恆定的角速度旋轉,以較快的速度讀取邊緣資料,以較慢的速度讀取內側資料。由於受到機械的限制,20倍速曾被認為是光碟機讀取速度的極限,直至三星推出了32倍速的SCR-3230光碟機,它採用球來平衡旋轉的碟片以降低震動和噪音。2004年,最快的傳輸速度通常可以達到52倍速,每分鐘10350轉,7.62MB/s,不過這個速度只是在讀取碟片邊緣部分的資料時才能達到。由於受到用於製作CD的多碳酸鹽塑料的強度的限制,通過增加轉速提高讀取速度變得不再可行,但是,可以通過增加鐳射頭的方式進一步提到讀取速度,在Kenwood的TrueX 72x演示中,這款光碟機採用了7個鐳射頭,轉速與10倍速的光碟機轉速大致相當。  CD燒錄光碟機通常有3種不同的速度,分別為一次燒錄、重複燒錄和讀取的速度。通常,採用這樣的順序標註,例如12x/10x/32x的光碟機能夠以12倍速(1.80MB/s)燒錄一次燒錄光碟,以10倍速(1.50MB/s)燒錄可重複燒錄光碟,以32倍速(4.80MB/s)讀取光碟。  1倍速的定義在不同場合並不相同,CD-ROM的1倍速為150KB/s,音樂CD的1倍速為172.3KB/s,DVD的1倍速為1.32MB/s(1358KB/s)。  常見傳輸速度
只讀記憶光碟(英語:Compact Disc Read-Only Memory,縮寫:CD-ROM),是一種在電腦上使用的光碟。這種光碟只能寫入資料一次,資訊將永久儲存在光碟上,使用時通過光碟驅動器讀出資訊。CD的格式最初是為音樂的儲存和回放設計的,1985年,由SONY和飛利浦制定的黃皮書標準使得這種格式能夠適應各種二進位制資料。