多媒體光盤存儲系統(tǒng)

1、L O G O多媒體光盤存儲系統(tǒng)多媒體光盤存儲系統(tǒng)第九章第九章主要內(nèi)容主要內(nèi)容光盤存儲系統(tǒng)光盤存儲系統(tǒng)1光盤的標準光盤的標準2光盤的結(jié)構(gòu)與信息記錄光盤的結(jié)構(gòu)與信息記錄3光盤庫與光盤塔光盤庫與光盤塔存儲技術的發(fā)展存儲技術的發(fā)展隨著寬帶網(wǎng)的普及，數(shù)百隨著寬帶網(wǎng)的普及，數(shù)百MB甚至上甚至上GB容容量的軟件、游戲、電影等在幾分鐘內(nèi)就可以拷量的軟件、游戲、電影等在幾分鐘內(nèi)就可以拷貝到硬盤里面，但是幾部影片的容量就會把現(xiàn)貝到硬盤里面，但是幾部影片的容量就會把現(xiàn)在的硬盤塞滿了。在的硬盤塞滿了。因此業(yè)界人士認為：全球硬盤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展因此業(yè)界人士認為：全球硬盤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有望在傳統(tǒng)硬盤的基礎上進行更深層次的拓展，有

2、望在傳統(tǒng)硬盤的基礎上進行更深層次的拓展，它將遵循它將遵循“容量更大、速度更快、使用更安全容量更大、速度更快、使用更安全”這條不變的規(guī)律前進；同時還將會在原有傳統(tǒng)這條不變的規(guī)律前進；同時還將會在原有傳統(tǒng)存儲的基礎上存儲的基礎上開創(chuàng)出硬盤存儲的新方式開創(chuàng)出硬盤存儲的新方式，最明，最明顯的體現(xiàn)就是移動存儲越來越普及。顯的體現(xiàn)就是移動存儲越來越普及。 光盤存儲技術是光盤存儲技術是2020世紀世紀7070年代發(fā)展起來的年代發(fā)展起來的一項高新技術。一項高新技術。2020世紀世紀9090年代以來，光盤生產(chǎn)年代以來，光盤生產(chǎn)已形成具有相當規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)，光盤存儲技已形成具有相當規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)，光盤存儲技術及其

3、應用已進入成熟期，其物理尺寸、編碼術及其應用已進入成熟期，其物理尺寸、編碼方式、數(shù)據(jù)記錄方式及數(shù)據(jù)文件的組織方式都方式、數(shù)據(jù)記錄方式及數(shù)據(jù)文件的組織方式都有了國際標準，并朝著高密度、大容量、小體有了國際標準，并朝著高密度、大容量、小體積、多品種、快速存取及網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。積、多品種、快速存取及網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。一、計算機存儲系統(tǒng)層次模型一、計算機存儲系統(tǒng)層次模型存儲量存儲量速度與成本速度與成本 光盤存儲技術在計算機外部存儲設備應用上光盤存儲技術在計算機外部存儲設備應用上得到了飛速的發(fā)展，它已向磁盤存儲技術提出挑得到了飛速的發(fā)展，它已向磁盤存儲技術提出挑戰(zhàn)。在光盤存儲技術方向，戰(zhàn)。在光盤存儲技

4、術方向，材料和器件是光存儲材料和器件是光存儲發(fā)展的關鍵，提高光存儲密度和數(shù)據(jù)傳輸率是發(fā)發(fā)展的關鍵，提高光存儲密度和數(shù)據(jù)傳輸率是發(fā)展光存儲的主攻方向。展光存儲的主攻方向。 光盤存儲系統(tǒng)由光盤存儲系統(tǒng)由光盤片光盤片和和光盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動器組成。組成。 2020世紀世紀7070年代初，人們發(fā)現(xiàn)激光經(jīng)聚焦后可獲得年代初，人們發(fā)現(xiàn)激光經(jīng)聚焦后可獲得直徑小于直徑小于1 1微米的光束，利用這一特性，微米的光束，利用這一特性，PhilipsPhilips公司公司開始了激光記錄和重放信息的研究。到開始了激光記錄和重放信息的研究。到2020世紀世紀8080年代年代初，成功開發(fā)了數(shù)字光盤音響系統(tǒng)，從此光盤工業(yè)迅初，

5、成功開發(fā)了數(shù)字光盤音響系統(tǒng)，從此光盤工業(yè)迅速地發(fā)展起來。速地發(fā)展起來。二、光盤及其特點二、光盤及其特點 CD(Compact Disc)意為高密盤，稱之為光盤。光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要特點光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要特點: :（1 1）記錄密度高）記錄密度高 （2 2）存儲容量大）存儲容量大（3 3）采用非接觸方式讀）采用非接觸方式讀/ /寫信息寫信息（4 4）信息保存時間長）信息保存時間長（5 5）不同平臺可以互換）不同平臺可以互換（6 6）多種媒體融合）多種媒體融合（7 7）價格低廉）價格低廉二、光盤及其特點二、光盤及其特點三、光盤的類型三、光盤的類型 只讀型光盤只讀型

6、光盤 只讀型光盤的數(shù)據(jù)是在制作時寫入的，用戶只能讀取上面的數(shù)據(jù)，而不能寫入或修改光盤中的數(shù)據(jù)。 最常見的只讀光盤為CD-ROM光盤，當然，CD-DA、V-CD、DVD等也都屬于只讀式光盤。按照數(shù)據(jù)存放格式和類型，光盤可分為許多不同的類型。 多次可寫光盤多次可寫光盤 這種光盤允許用戶一次或多次寫入數(shù)據(jù)，并可隨時往盤上追加數(shù)據(jù)，直到盤滿為止。信息寫入后則變成只讀狀態(tài)，不可再作修改，主要用于重要數(shù)據(jù)的長期保存。目前得到了廣泛應用的CD-R就屬于這類光盤。 可擦寫光盤可擦寫光盤 這種光盤具有和磁盤一樣的可擦寫性，可多次寫入或修改光盤上的數(shù)據(jù)，更適合作為計算機的新型標準外存設備。 目前有相變和磁光兩種類

7、型。目前有相變和磁光兩種類型。 相變型光盤(PCD)采用晶體非晶體作為材料，多數(shù)為碲合金。在激光束和熱力作用下，其狀態(tài)由非晶體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w狀態(tài)，同時，也可以由晶體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w狀態(tài)，這種結(jié)晶態(tài)的互換，就形成信息的寫入和擦除。 磁光型光盤(MOD)主要是由各種易于在垂直于表面方向磁化的介質(zhì)制成，鐵磁性介質(zhì)在外磁場的作用下可具有一定的方向性，這種方向性在激光束的熱力作用下可發(fā)生翻轉(zhuǎn)。方向的正負分別代表0或1，0或1的翻轉(zhuǎn)構(gòu)成其可擦除性。CD-RWCD-RW是可擦寫光盤最具有發(fā)展前途的產(chǎn)品。是可擦寫光盤最具有發(fā)展前途的產(chǎn)品。四、光盤的標準四、光盤的標準 目前的光盤標準及產(chǎn)品有：CD-DA、CD-

8、ROM、CD-R、PhotoCD、VCD、DVD等。p CD-DACD-DA標準標準 CD-DA(Compact Disc Digital Audio)，稱之為數(shù)字式激光唱盤或CD唱盤。1982年Sony和Philips公司合作開發(fā)了數(shù)字光盤音響系統(tǒng)并制定CD唱盤標準，稱為紅皮書標準紅皮書標準。CD唱盤是CD家族的第一個成員，其標準是以后各種新的CD標準的基礎。CD-DA的應用領域是用于存儲數(shù)字化的高保真立體聲音樂。p CD-ROMCD-ROM標準標準 該標準從CD-DA發(fā)展而來，又稱黃皮書標準黃皮書標準。該標準使得光盤以統(tǒng)一的格式存儲只讀的信息，作為計算機的只讀存儲器存儲計算機數(shù)據(jù)。 CD-

9、ROM是在CD-DA之后產(chǎn)生的，盡管兩者之間有許多相似之處，但有一個根本的區(qū)別：音頻CD只能存放音樂，而CD-ROM可以存放文本、圖形、聲音、視頻及動畫。CD-ROM可以播放CD上的音樂，但如果將一張CD-ROM盤片插入CD播放機中，則只能聽到嘈雜的響聲。p CD-RCD-R標準標準 CD-R是一種可刻錄的光盤，基于橙皮書橙皮書的CD-R空白光盤實際上沒有記錄任何信息，但可以變?yōu)榛诩t皮書、綠皮書和黃皮書的格式。 傳統(tǒng)的CD-ROM光盤一般用鋁作為反射層，所以稱為“銀盤”，CD-R有“金盤”“綠盤”兩種顏色，介質(zhì)本身的顏色是由記錄層中所用染料的顏色決定的，在CD-R中最常用的兩種染料是酞花青基

10、染料和花青基染料。p Photo-CDPhoto-CD標準標準 Photo-CD意為照片光盤，該標準是柯達公司和philips公司根據(jù)Cd-ROM XA標準開發(fā)的另一種系統(tǒng)，它是一種可記錄光盤，他作為存儲彩色照片的新載體而成為CD-ROM在攝影領域的成功應用。p Video-CDVideo-CD標準標準 激光視盤和激光唱盤的成功很自然的促使人們產(chǎn)生把數(shù)字電視放到CD盤上的想法，VCD是由JVC、Philips等公司于1993年聯(lián)合制定的數(shù)字電視視頻技術規(guī)格，稱之為白皮書白皮書，它用來描述光盤上存放采用MPEG-1標準編碼的全動態(tài)圖像及其相應聲音數(shù)據(jù)的光盤格式。p DVDDVD標準標準 DVD（

11、數(shù)字視頻光盤），是繼上述光盤產(chǎn)品之后的新一代光盤存儲介質(zhì)。 在與CD大小相同的盤片上，DVD可提供相當于CD 8-25倍的存儲量以及9倍以上的讀取速度。DVD與新一代音頻、視頻處理技術相結(jié)合，可提供近乎完美的聲音和影像。DVD與計算機結(jié)合，可提供新的海量存儲介質(zhì)。五、光盤的讀寫原理與制作過程五、光盤的讀寫原理與制作過程保護層保護層鋁反射層鋁反射層壓制的凹坑壓制的凹坑聚碳酸酯襯底聚碳酸酯襯底1、光盤結(jié)構(gòu)、光盤結(jié)構(gòu)2、光盤讀取原理、光盤讀取原理六、六、CD-ROM驅(qū)動器驅(qū)動器1、CD-ROM驅(qū)動器的指標驅(qū)動器的指標q 訪問時間是指從驅(qū)動器找到文件并開始從盤中讀入數(shù)據(jù)所需的平均時間。訪問時間反映了光

12、驅(qū)對讀入數(shù)據(jù)請求的快慢。q 數(shù)據(jù)傳輸率是指每秒鐘向主機傳送的數(shù)據(jù)量（位）。q 驅(qū)動器接口標準指的是CD-ROM驅(qū)動器與主機連接線的定義標準。常見有專用接口、IDE接口和SCSI接口標準。q 緩沖存儲器是在光驅(qū)中內(nèi)置的RAM存儲器，他用來暫存CD-ROM中讀出的數(shù)據(jù)，以便能夠保持一個恒定的數(shù)據(jù)傳輸率向主機傳送數(shù)據(jù)。q 誤碼率采用復雜的糾錯編碼技術可以降低誤碼率。q 容錯性驅(qū)動器在讀壞盤時的糾錯能力。q 平均無故障時間一般為25000小時左右。q 容量指光盤的最高存儲容量可達680M。q 內(nèi)置式和外置式2、CD-ROM驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)q ，驅(qū)動器的正面外觀，驅(qū)動器的正面外觀（1）立體聲耳機

13、插孔）立體聲耳機插孔 用來連接立體聲耳機，可將MPC音箱插頭直接 插入該孔，以輸出立體聲音樂。（2）音量控制旋鈕）音量控制旋鈕 用來調(diào)節(jié)輸出聲音的音量。（3）工作狀態(tài)指示燈）工作狀態(tài)指示燈 當指示燈亮時說明光驅(qū)正在訪問光盤，當你 把光盤放入驅(qū)動器時，須等指示燈滅時才能 開始有關操作。（4）彈出孔）彈出孔 允許用戶在不開機的情況下，用直別針插入 此孔使光盤盤托彈出。（5）彈出按鈕）彈出按鈕 通過按鈕使光盤彈出。q ，驅(qū)動器的背面外觀，驅(qū)動器的背面外觀電源輸入插座電源輸入插座跳線開關跳線開關信號線插座信號線插座音頻輸出接口音頻輸出接口七、光盤庫與光盤塔七、光盤庫與光盤塔1、光盤庫、光盤庫 光盤庫是

14、一個巨大的聯(lián)機資料庫，能通過CD-ROM盤和CD-DA盤的光盤自動換盤機自動把機柜中存放的多片光盤選出并裝入光盤機進行讀寫， 光盤庫可放置的光盤片數(shù)量一般從幾十片到上百片。這種聯(lián)機容量巨大的設備對于圖書館之類的機構(gòu)是很有用的。2、光盤塔、光盤塔 光盤塔是由許多光盤機通過電纜連接在一起的光盤只讀陣列，加上相應的控制器和網(wǎng)絡連接設備，構(gòu)成與網(wǎng)絡直接連接的存儲設備，用來存放電子出版物、從事光盤信息的管理。 光盤塔的應用主要集中在圖書館、檔案館、學校、科研情報部門、CAD/CAM等領域。3、光盤塔與光盤庫的比較、光盤塔與光盤庫的比較（1）速度：）速度：光盤塔提供“在線”檢索速度，與光盤庫不同， 他不需

15、要機械手到片倉里取盤，從而節(jié)省了 取盤時間，由于驅(qū)動器數(shù)量較多，能支持多 人同時讀取多張不同的CD.（2）容量：容量：光盤庫的容量少則十幾倍，多則幾十倍于 光盤塔。（3）功能：）功能：光盤庫管理軟件功能強大，管理方便，這 也是光盤塔所不及的。（4）升級：）升級：相對于整個光盤庫，其驅(qū)動器的價值所占 比例很小，升級到DVD庫不需花很大代價，而 光盤塔則不同，要把所有的驅(qū)動器更換一遍幾 乎等于買一臺新機器。DVDDVD存儲容量存儲容量 DVD-Video/DVD-ROM 1 1 4.7GB (DVD-5) DVD-Video/DVD-ROM 1 2 8.5GB (DVD-9) DVD-Video/

16、DVD-ROM 2 1 9.4GB (DVD-10) DVD-Video/DVD-ROM 2 2 17.0GB (DVD-18) DVDDVD如何提高存儲容量？如何提高存儲容量？ 從外觀和尺寸方面看，DVD盤與CD盤沒有什么差別，直徑均為120mm，厚度為均1.2mm。但是一片CD盤只能存儲約680MB的信息，而一片DVD盤片卻能夠存儲多達17GB的信息，這是因為DVD采用了許多新技術：采用更短波長的激光源來讀取信息。CD采用的激光波長為780nm的不可見光紅外光；而DVD采用激光波長為635/650nm，而且光學讀出頭的數(shù)值孔NA也比較大，這樣可以產(chǎn)生比較小的聚焦激光束。加大盤片的數(shù)據(jù)記錄區(qū)

17、域。DVD盤的記錄區(qū)域從CD盤的86cm2提高到86.6cm2。使用兩個面來記錄數(shù)據(jù)，以及在一個面上制作好幾個記錄層。改進信號的調(diào)制方式和錯誤校正方法。CD采用8位到14位+3位的調(diào)制方式，而DVD則采用了效率比較高的8位到16位的調(diào)制方式。 EVD(Enhanced Versatile Disk)意為增強型多媒體盤片系統(tǒng)，俗稱“新一代高密度數(shù)字激光視盤系統(tǒng)新一代高密度數(shù)字激光視盤系統(tǒng)”，是是DVDDVD的升級產(chǎn)品的升級產(chǎn)品。EVD產(chǎn)品的解像度是DVD的五倍，在聲音效果方面則于國際上首次同時實現(xiàn)高保真和環(huán)繞聲，一張EVD影碟目前可存儲約一百一十分鐘的影音節(jié)目。有關專家指出，EVD將震撼音效和亮麗畫質(zhì)完美結(jié)合，在世界上首次基于光盤實現(xiàn)了高清晰度數(shù)字節(jié)目的存儲和播放，為中國人民帶來了高清時代的影碟機。EVD藍光光碟藍光光碟 藍光光碟藍光光碟（Blu-ray Disc，簡稱BDBD）是是DVDDVD之后的之后的下一代光盤格式之一下一代光盤格式之一，用以存儲高品質(zhì)的影音以及高容量的數(shù)據(jù)存儲。藍光光碟的命名是由于其采用波長4