第7章 光存储系统
光存储系统是指采用光存储技术来读写数据的系统驱动器
DVD-R/RW光盘等
包括只读型的CD-ROM驱动器
CD-ROM
光盘DVD-ROM驱动器DVD-ROM光盘和可擦写的CD-R/RW驱动器CD-R/RW光盘DVD-R/RW
其中CD-ROM驱动器简称CD-ROM光驱DVD-ROM驱动器简称
DVD-R/RW驱动器简称DVD-R/RW
DVD-ROM光驱刻录机
CD-R/RW驱动器简称CD-R/RW刻录机
学习目标
CD-ROM DVD-ROM CD-R/RW DVD刻录机
7.1 CD-ROM
CD-ROM
Compact Disc-Read Only Memory
它具有速度快
兼容性强
只读光盘存储器
主要用来读取CD-ROM光盘上
的数据和软驱相比稳定性好等特点
7.1.1 CD-ROM光驱的分类
按照不同的分类标准CD-ROM光驱可以被分为不同的种类
1按接口分类
按照CD-ROM光驱与电脑主板的连接接口USB光驱3种
1IDE光驱
连接度快
IDE光驱是目前市场上最为常见的光驱
它通过数据线与主板上的IDE接口相
IDE接口的光驱价格便宜适合普通电脑用户选用数据传输效率高的特点3USB光驱
当然其价格也较高
但其数据传输率较低
可以将CD-ROM光驱分为IDE光驱
SCSI光驱和
2SCSI光驱SCSI光驱是指采用专门的SCSI接口卡与电脑相连接的光驱这种接口具有速
主要被应用于工作站服务器的电脑上
安装时不需要关掉计算机电源
USB光驱使用最为简便
支持即插即用功能
只要直接与USB接口连接计算机就能自动识别这种光驱
2
按结构分类
外置式光驱和多盘式光驱3种
可以安装在机箱的
1
内置式光驱
内置式光驱是目前大多数普通用户普遍采用的安装形式
按照光驱自身的结构可以将光驱划分为内置式光驱5英寸机箱托架上通过数据线连接到主板上
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2外置式光驱
外置式光驱放置在电脑机箱的外部通过并口线与电脑相连接使用方便
但价格较高
3多盘式光驱多盘式光驱一次可以放入4张6张8张甚至更多张光盘多用于专门提供
信息服务的大型服务器
在市场上并不多见
且价格较高生产这种光驱的厂家有NEC松下等
7.1.2 CD-ROM光驱的结构
CD-ROM光驱主要由前面板和背面接口部分组成
1CD-ROM光驱的前面板
CD-ROM光驱的前面板如图7.1.1所示从左到右其各部分分别为光盘托架耳机插孔音量调节旋钮
工作指示灯1光盘托架2耳机插孔
强制弹出孔和弹进弹出/停止键播放键 光盘托架主要用于放置光盘耳机插孔用来连接耳机或音箱
3音量调节旋钮4工作指示灯5
强制弹出孔
该插孔并用力一顶此键即停止播放
7播放键
音量调节旋钮用来控制耳机插孔输出音量的大小
工作指示灯用于显示光驱中是否有光盘以及光盘是否正在被读取 当断电或者是光驱出现某些问题而导致光盘不能弹出时
可以将大头针插入
即可使光盘托架弹出
6弹进弹出/停止键用来控制光盘托架的弹进和弹出如果光驱中正在播放CD音乐时按
在播放CD时
按该键开始播放第一首
再按该键播放第二首依次类推
2CD-ROM光驱的背面接口
光驱的背面结构如图7.1.2所示
光驱的背面接口从左到右分别为
数字音频线输出接口
模拟
音频输出接口主/从盘跳线数据线接口和电源接口
图7.1.1 光驱的前面板 图7.1.2 CD-ROM光驱的背面
1数字音频输出接口2模拟音频输出接口
一端与声卡连接接口已不再使用
数字音频输出接口用于连接数字音频系统或数码音乐设备 模拟音频输出接口是一个4针的接口
将音频线的一端插入该接口另
目前该
但不适用于VCD及多媒体光盘
当播放Audio CD时将声音从声卡输出
3主/从盘跳线当主板上的IDE1和IDE2分别用来连接硬盘和光驱时可以通过主/从盘跳
另一个设置为从盘
如果想在主板上的一个IDE接口上同时连接光驱
线来将其中一个设置为主盘
和刻录机也可以通过主/从盘跳线来将其中一个设备设置为主盘另一个设置为从盘
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第7章 光存储系统
4数据线接口5电源接口
该接口是一个40针的接口用来将光驱和主板相连接
电源接口是一个4针的接口用于与主机的电源相连接
7.1.3 CD-ROM光驱的性能指标
很多用户都会认为光驱的转速越快光驱的性能就越好但这是一种错误的认识要衡量光驱的性能还需要综合考虑下列指标
1数据传输速率
数据传输速率是光驱最基本的性能指标以KB/s为单位最早出现的CD-ROM光驱的数据传输率为150 KB/s当时有关国际组织将该速率规定为单速而后来出现的光驱速度与单速呈倍率关系如4倍速的光驱其数据传输速率为600 KB/s8倍速光驱的数据传输速率为1 200 KB/s依次类推
2Ultra DMA/33传输方式
Ultra DMA/33传输方式是目前市场上主流光驱采用的数据传输模式可达33 MB/s而普通的Mode 4模式只提供16.6 MB/s的数据传输速率
理论上其突发数据传输率
3平均访问时间
平均访问时间是指从检测到光头定位到它开始读盘的过程所需的时间平均访问时间越小的光驱性能就越好
单位是ms
一般来说
4CPU占用时间
CPU占用时间是指CD-ROM光驱在维持一定的转速和数据传输速率时所占用CPU的时间是光驱性能的一个重要指标
优秀的光驱产品会尽量减少CPU的占用率
它
5高速缓存
高速缓存的作用实际上就是提供一个数据缓冲它先将读出的数据暂存起来然后一次性进行传送
它的容量直接影响到了光驱的运行速度
6容错性
目前光驱的数据读取技术已经趋于成熟但在容错性的表现上并不理想大多产品采取调大激光头发射功率的办法来提高容错性能这种办法的最大弊端就是人为地造成了激光头过早老化从而减少产品的使用寿命
7.1.4 CD-ROM光驱采用的技术
CD-ROM光驱中采用的技术包括光驱读取技术双动态抗震悬吊系统术等
ABS 自动平衡系统技术
多光技术
光驱的机芯技术
数字伺服系统人工智能纠错技
DAAS自动检测分析及适应系统
1光驱读取技术
在光驱读取技术方面CD-ROM主要有CLVCAV和P-CAV三种读盘方式
1CLVConstant Linear Velocity恒定线速度技术该技术是12倍速以下的光驱普遍采用
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的一种技术采用这种技术的光驱在读取光盘的内圈时旋转的速度快在读外圈时旋转速度较慢
2CAVConstant Angular Velocity恒定角速度技术该技术是20倍速以上光驱常使用的
一种技术即不论光驱在读取内圈还是外圈时光盘的旋转速度是恒定的但其数据传输速率是可变的如一个20倍速的产品在读取内圈时可能只有10倍速直至到最外圈时才可以达到20倍速
3P-CAV
速读取
Partial CAV
局部恒定角速度
技术
P-CAV技术综合了CLV和CAV两种技术
的优点在随机读取光盘时采用CLV技术而一旦激光头无法正确读取数据立刻转为CAV方式减
2多光技术
在激光技术方面
传统光驱采用的是
单光技术
即一条激光照射一条磁道
而
多光技术的主要特点
则是指一条激光可以照射多条磁道因此很少发生振荡
多光技术
对于侧重使用大容量多媒体应用软件
3D建模和高级游戏的用户是最好的选择
在同一时刻同时读取多条磁道的数据
多光技术
是比普通的单光技术读取信息的范围大而且由于它所增加的数据传输率在整个光盘上都是恒定的
3光驱的机芯技术
传统的光驱大多使用塑料机芯由于成本低价格便宜因此在国内市场上被广泛应用但由于塑料在高温速光驱的首选
高速状态下极易老化
因此塑料机芯在32倍速以上的高速光驱上将会是一个很大的隐
患而全钢机芯由于采用了钢材为原料在抗高速和抗高温方面表现较好且抗老化能力强是当前高
4数字伺服系统
采用数字伺服系统的光驱在出厂前不需要手动去调整激光发射的增益或衰减而是在使用过程中自动调整
这就使得光驱读取数据的准确性得到了提高
5双动态抗震悬吊系统
为了减少光驱在高倍速转动时的震动双动态抗震悬吊系统使用两个抗震动装置与动态阻尼器来吸收主轴电机高速旋转时产生的震动
6ABS自动平衡系统技术
ABS技术能够极大地提高光驱在读取密度不均的盘片时的性能量得到平衡
在读取数据时盘片的转速也会稳定许多
其工作原理是
当光驱在读取
密度不均匀的光盘时托盘下的滚珠由于离心力的作用会跑到质量轻的那一边从而使整个盘片的质
7DAAS自动检测分析及适应系统
这种技术的主要特点是能够自动调整转速及激光头
并能够有效地控制光驱震动及减小噪音
8人工智能纠错技术
人工智能纠错技术的研发过程是在研制光驱时对1万张有各种毛病的盘片进行特殊研究记录下偏心划痕激光反射弱等情况开发出相应的对策后记录在程序芯片中在具体读盘时如遇到上述不良现象
则立即使用事先计算好的方案进行纠错
因此可以有效地提高光盘读取正确率
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第7章 光存储系统
7.1.5 CD-ROM光盘
CD-ROM光盘如图7.1.3所示
盘片直径为12 cm中间圆孔直径为
1.5 cm厚度为0.12 cm重量不到20 g容量可达650 MBCD-ROM光盘由3层组成分别为透明衬底层反射层和保护层透明衬底层由聚碳酸脂或玻璃材料组成反射层为铝质材料保护层为漆材料其中在反射层上刻有凹凸不平的光道用来记录信息CD-ROM光盘只能写入一次可以重复读出
适合于长期存放资料
图7.1.3 CD-ROM光盘
7.2 DVD-ROM
DVD是Digital Video Disc的缩写
DVD-ROM又称为数字视频只读存储器
是新一代的光盘存
储技术它可以保存视频音频和计算机数据具有比CD-ROM容量更大速度更快的特点DVD-ROM光驱如图7.2.1所示
7.2.1 DVD-ROM的技术指标
DVD-ROM的技术指标主要有DVD的介质DVD的规格DVD的速度和DVD的光头
图7.2.1 DVD-ROM光驱
1DVD的介质
DVD的介质主要是DVD盘片DVD盘片既可以单面存储
DVD盘片的大小与CD相同由两个厚0.6 mm的基层粘成
且每一面都可以存储两层资料
也可以双面存储
2DVD的规格
DVD的规格主要有DVD-ROMDVD-Video
DVD-Audio
DVD-RAM等
3DVD的速度
和CD-ROM相同DVD-ROM的速度也分为2倍速4倍速5倍速等但需要注意的是DVD-ROM 驱动器的倍速并不等同于CD-ROM的倍速单倍速DVD-ROM的速度约等于单倍速CD-ROM的9倍
4DVD的光头
DVD-ROM驱动器的光头分为单激光头和双激光头CD-ROM信号
单激光头是用同一个光头来读取DVD和
双激光头则是指用两个光头分别来读取DVD和CD-ROM信号
7.2.2 DVD-ROM采用的技术
DVD-ROM采用的技术有DVD-ROM的信号读取核心技术件防盗版技术
DVD-ROM影像技术和DVD硬
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1DVD-ROM的信号读取技术
DVD-ROM的机芯负责碟片的转动通过DVD激光完成信号读取为了兼容CDVCDSVCD等DVD的信号读取技术常见的有单激光头的单头单眼中间部分的激光束形成CD的聚集点
单头双波长单头双眼和双激光头
采用这种
1单头单眼单头单眼的DVD-ROM采用的是单激光头单聚集镜双聚集点的方案通过透镜
再通过透镜边缘部分的激光束形成DVD的聚集点
但其读盘的精度不高
读盘方式的DVD-ROM成本较低读盘速度较高
2单头双波长单头双波长的DVD-ROM采用单激光头双波长激光束系统用同一个激光头
来读取DVD和CD信号即使用一组聚集镜产生的650 nm和780 nm波长的激光信号来分别读DVD和CD信号和单头单眼技术相比分别读取DVD和CD信号速度相对较慢
单头双波长技术能够更加提高读盘性能和读盘速度
但由于要转换聚焦镜
所以读盘
3单头双眼单头双眼的DVD-ROM采用一个激光头两组聚集镜通过转换不同的聚集镜来
使用这种方式读取的信号的质量较高
4双激光头双激光头的DVD-ROM拥有两套完全独立的聚集镜采用两个完全独立的激光
头来读取DVD和CD信号由于双激光头的DVD-ROM的伺服机构读盘时有一个切换过程因此其读盘时间比起单激光头要长
而且这种驱动器价格较高
2DVD-ROM影像技术
DVD-ROM采用了影视MPEG-2压缩技术
即将整个画面的
背景
动作
等分别进行压缩
存储可以提供高清晰高质量的画面还采用了AC-3杜比数字环绕立体声技术将视频游戏和互联多媒体游戏带入一个崭新的境界这些技术的采用都得益于DVD盘片可以存储更大容量的影像音乐和图片文件过去由于受到盘片650 MB容量的限制不得不降低影像音频等文件的质量将其制作到一张碟片中因此其表现出的画面质量不高
3DVD硬件防盗版技术
DVD硬件防盗版技术是为了防止盗版而在DVD内加入保护的技术1
区域码保护
由于各地区电影上映的时间不同
主要有下列3种
所以目
为防止水货泛滥影响到票房收入
前市场上主流的DVD-ROM都是有区域码限制的即只能读取某一个区的DVD碟片其他区的DVD碟片读不出来区域码划分为以下6个区第一区包括美国加拿大和东太平洋岛屿第二区为欧洲西亚阿拉伯半岛埃及南非格陵兰和日本第三区为中国台湾南韩和东南亚第四区为中南美澳大利亚和南太平洋岛屿第五区为非洲
2DVD内容搅乱系统CSS3类比保护系统APS
号将被切断
解码单位中有一个相当复杂的认证程序的芯片来对输出到电视的信号进行管制
印度中亚
蒙古和俄罗斯第六区指中国大陆
DVD内容搅乱系统主要针对个人电脑用户在DVD-ROM和认证确定后资料才开始传送
如果用户的显卡没有通过Macrovision的认证则输出的信
类比保护系统指的是在显卡的TV-OUT接头上附加一块Macrovision 7
7.3 CD-R/RW
CD-R/RW是在CD-ROM基础上发展起来的两种CD存储技术
CD-RCD-Recordable
是一种
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第7章 光存储系统
对CD盘进行一次性刻写的存储技术而CD-RW
CD-ReWritable是一种允许对CD盘进行多次重
复擦写的存储技术用户可以通过CD-R/RW刻录机来备份重要程序数据和文件也可以用来制作个人音乐CDVCD等CD-RW驱动器如图7.3.1所示
图7.3.1 CD-RW驱动器
7.3.1 CD-R刻录机的工作原理
CD-R刻录机的工作原理如下的数据资料
当CD-R刻录光盘时
刻录软件将控制激光头以一定的规则向
CD-R光盘的数据面发射激光束激光束在数据面上会蚀刻出凹凸不平的小坑这些小坑记录着指定
光驱就可以通过识别这些小坑来读取数据
CD-R最大的优势就在于光介质更容易保存只要不受物理性的损伤理论上可将数据保存20100年而且由于光介质受外界影响比普通的磁盘要小得多其防水防霉防静电问题已基本形成了一套解决方案
7.3.2 CD-R的性能指标
CD-R的性能指标主要有以下几项
1CD-R的读写速度
CD-R的读写速度是决定CD-R性能的重要指标
包括数据的读取速度和写入速度
由于技术的
限制CD-R的写入速度要比它的读取速度低得多目前CD-R的读取速度可以达到24倍速而其写入速度通常为4倍速8倍速16倍速等一般来说写入速度越高写入时间就越少但由于盘片记录软件等原因高速写入有可能引起
飞盘现象导致刻录失败
2CD-R的接口方式
CD-R的接口方式通常有4种即IDE接口SCSI接口记录质量不高好
还必须另外配置SCSI接口卡使用比较麻烦且加大了成本
EPP和ECP
其中EPP和ECP为高速模式
在这两种模式下
刻录目前
而在SPP模式下只能达到2倍速的读和单倍速的写速度适用于笔记本电脑
它体积小巧
并口和USB口IDE接口的刻录机可
以连接到主板上的IDE设备接口上且其价格较低兼容性较好但它对系统和软件的依赖性较强
SCSI接口的刻录机在CPU资源占用和数据传输的稳定性方面要优于其他两种接口刻录质量最但它本身价格较高并口有3种模式即SPP使用并口的刻录机已不常见
USB接口刻录机是最新推出的用功能
录机如图7.3.2所示
具有方便的热插拔和即插即
传输速度高于上述3种接口方式
能够跨平台使用且其CPU占用率也远低于并行接口的刻
机能达到6倍速和2倍速的写要求
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图7.3.2 USB接口的刻录机
3CD-R的安装方式和进盘方式
CD-R的安装方式有内置式和外置式两种内置式的CD-R价格较低且比较节省空间多采用IDE接口或SCSI接口SCSI接口或并口
外置式CD-R的价格较高
但方便携带
散热性
稳定性和密封性较好
多采用
4CD-R的缓存容量
CD-R的缓存容量大小是衡量CD-R性能的重要指标前CD-R的缓存容量为512 KB2 MB
缓存容量越大
刻录的成功率就越高
目
7.3.3 CD-R光盘
目前市场上CD-R光盘的种类很多而且容量颜色形状品牌也多种多样给用户的选购带来了很大的困难
下面就从不同的角度来介绍一下CD-R光盘
1CD-R光盘的容量
目前市场上的CD-R光盘的容量常见的有以下几种录时间为74分钟式的光盘
CD-R 80格式的光盘
容量可达800 MB记录时间可达到90分钟
CD-R 74格式的光盘CD-R 99格式的光盘
容量为650 MB记
CD-R 90格
容量可达990 MB
容量可达700 MB记录时间可达到80分钟
记录时间可达到99分钟
2CD-R光盘的颜色
CD-R光盘根据各自染料层所使用的材料而呈现出不同的物理颜色金盘
蓝盘3种 1绿盘
绿盘是最早开发的CD-R光盘
它采用花菁染料Cyanine来作为染料层
花菁染料
市场上比较常见的有绿盘
记录灵敏度很高各种CD-R和CD-RW刻录机都能在绿盘记录层快速形成可靠的信息凹坑但其缺点是在强光照射下绿盘中的花菁染料会发生物理化学变化从而导致光盘报废绿盘对各种品牌和型号的CD-R或CD-RW刻录机的兼容性较强在市场上绿盘非常普遍价格也比较便宜
2金盘
地长期保存数据呈现出白金色
3蓝盘
料与银混合后
金盘是基于Phthalocyanine的酞菁染料开发出来的产品
CD-R金盘的使用寿命超过了100年
并且金盘的数据清晰度很高因此这种CD-R盘被称为白金盘为了降低生产成本使得CD-R光盘呈现为蓝色
由于这种染料具有较高的所以CD-R金盘适于可靠
稳定性且对室内外的强光并不敏感
适用于做VCD和Audio CD
由于金盘的成本较高一些厂家为了降低成本采用银来做反射层和酞菁染料混合后记录面
三菱化学公司开发出了一种金属化的AZO有机染料
CD-R蓝盘价格便宜
且可以长期保存数据
AZO染蓝盘表面
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第7章 光存储系统
还带有防刮伤涂层有较好的抗紫外线能力
4其他颜色的光盘除了上述3种光盘外市场上还有其他各种颜色的CD-R盘片如黄色
粉红色黑色彩色等对于用户来说这些光盘除了好看之外还可以根据光盘颜色的不同用来存放不同类型的资料
以便于归类存放
3CD-R光盘的形状
光盘的形状主要有普通光盘小光盘1普通光盘
右它使用有机染料作为记录层的主要材料由于使用较少
因此价格相对较高
名片光盘异形光盘等
直径是120 mm
厚度为1.2 mm左
记录成本非常低被广泛应用于多媒体等领域
普通光盘和普通CD盘片的外观尺寸相同
2小光盘小光盘的直径只有77 mm可以在大部分的光盘驱动器上使用容量通常为200 MB3名片光盘名片光盘在市场上并不多见数据只能存储在中间的圆形区域中容量为50 MB
每张光盘的价格大约为1520元
4异形光盘用户可以定制出任意形状的光盘如三叶草光盘这种光盘的直径不大于120 mm
由于数据只能存放在光盘的连续圆轨迹上因此只能在其从中心开始的不间断的圆轨道上存储数据边上的叶子没有任何用处这种光盘除了用来装饰外
并没有太大的实际意义
4CD-R光盘的品牌
目前市场上的光盘品牌主要可以分为国外品牌等这些品牌的光盘质量较好但价格较贵
2台资品牌
台资品牌和国产品牌3种
1国外品牌国外品牌厂商比较有名的有HPKodakLGPhilipsRICOHSONYYAMAHA
如图7.3.3所示为LG的CD-R光盘
这些品牌主要有ACER
如图7.3.4阿帕奇
且盗版光盘大多来源于此类厂商目前比较知名的厂商有清华同方
目前台资品牌的CD-R光盘占据着很大的市场份额
AOPENFINISIL等这些品牌的产品质量参差不齐所示为AOPEN的CD-R光盘
3
大恒等
国产品牌
国产品牌的光盘是最近才兴起的
价格适中
这类光盘大多性能稳定
无论是性能
适合于普通用户使用尤其值得一提的是阿帕奇16倍
速的白金盘价格和售后服务都受到了市场的一致好评如图7.3.5所示
图7.3.3 LG的CD-R光盘 图7.3.4 AOPEN的CD-R光盘 图7.3.5 国产品牌的CD-R光盘
7.3.4 CD-RW的工作原理
CD-RW采用相变技术来存储信息
相变技术是指在盘片的数据面上
某些区域是处于低反射特
性的非晶体状态而数据是通过一系列的由非晶体到晶体的相变来表示的CD-RW驱动器在记录时通过改变激光束的强度来对数据面进行加热
从而导致数据面发生从非晶体状态到晶体状态的相变
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CD-RW的特点在于数据可以反复擦写CD-R操作前景
且CD-RW刻录机可以执行与CD-R相同速度甚至更快的
因此CD-RW具有更广阔的发展
而且CD-RW与CD-R之间的价格差也在不断缩小
7.3.5 CD-RW的刻录方式和存储格式
CD-RW刻录机的刻录方式主要有整盘刻写轨道刻写和多段刻写3种
1整盘刻写
整盘刻写数据
Disc-At-Once
是光盘对光盘的全盘复制方式
Close
方式被禁止
无法继续追加
大多刻录机都支持这种刻录方式
2轨道刻写
轨道刻写Track-At-Once允许用户指定需要进行刻录的目录或文件同时也允许用户不断追加数据进行续刻直到容量用完为止但这种刻录方式在每一次刻写时数据首尾都会写入LEAD IN/LEAD OUT标记
因此会额外消耗约20 MB的空间
3多段刻写
多段刻写方式可用于CD-RW盘片的写入和追加也同样会浪费一部分空间
4增量包刻写
增量包刻写经常性备份
Incremental Packet Writing)
它允许用户在一
Incremental Packet Writing是Philips公司开发的一种刻录方式
条轨道中多次追加数据可以减少追加刻录过程中盘片空间的浪费这种刻录方式适用于少量数据的
7.4 DVD刻录机
和CD-R/RW刻录机相比于海量数据存储的需求光盘
DVD刻录机所采用的载体数据存储容量更大
此外DVD刻因此
DVD刻录
能够充分满足人们对
而且DVD刻录机不仅可以用来刻录DVD
而且还可以用来刻录普通的CD-R/RW光盘
录机本身还具备CD-ROM和DVD-ROM的功能
机将取代CD-R/RW而成为光存储技术的主流产品如图7.4.1所示
7.4.1 DVD刻录机的内部结构
图7.4.1 DVD刻录机
DVD刻录机的内部结构主要由光头3大部分组成
控制电路系统和机械系统
1光头
光头质量的好坏在很大程度上决定了DVD刻录机刻录光盘的质量以及刻录机的使用寿命DVD刻录机的读写工作需要通过不断地调整其光头发出的激光束的波长和能量来完成如DVD刻录机在
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第7章 光存储系统
读取DVD光盘时需要650 nm波长的激光束在读取CD光盘时则需要780 nm的激光束而且DVD刻录机还要进行DVD光盘不同量
一般来说
CD光盘的擦和写
这时光头发出的激光束不但波长不同
而且能量也
当DVD刻录机在擦除CD-RW光盘上的数据时所需能量最大
在写入数据时所需
能量次之而在读取数据时所需能量最小由于上述工作使得光头要频繁地调整其激光束的波长和能
因此光头极易磨损和老化这就要求光头必须具备较好的质量
2控制电路系统
DVD刻录机的控制电路系统主要负责控制光头的移动
马达的旋转方式和速度
识别DVD刻
录机内的盘片类型并且将盘片反射回来的光信号编码后传送给计算机的CPU去处理目前的DVD控制电路系统一般采用单芯片或双芯片组其技术主要被Philips先锋三洋NEC等公司所掌握其中以日本公司的实力最强
几乎主宰了控制芯片的技术领域
3机械系统
DVD刻录机的机械系统又分为光头控制系统1
光头控制系统
托盘控制系统用来控制DVD托盘的进出和夹紧光盘
主轴电机控制系统又可分为电机和转盘
相对来说
电机的故障率较
或写入数据的预定位置
2托盘控制系统3
托盘控制系统和主轴电机控制系统
使光头到达要读取
光头控制系统主要负责控制光头在固定的轨道上移动
主轴电机控制系统
小用户应该重点注意转盘好的转盘能够保证光盘在不同速度下平稳地转动使光头准确地读取和写入数据
总的来说光头和机械系统基本上都受到控制电路系统的控制接受控制电路系统的指令去完成工作
7.4.2 DVD刻录机的刻录规格
DVD刻录机的刻录规格有很多
其刻录标准标志如图7.4.2所示
图7.4.2 DVD刻录标准标志
DVD刻录机的刻录规格分别有DVD-RAMDVD-RDVD-RWDVD+RDVD+RWDVD Multi和DVD Dual
下面就来具体介绍这些规格
1DVD-RAM
DVD-RAM采用了Phased-changed Dual和部分MO的技术DVD-RAM同时放入DVD-RAM驱动器中才能进行读写数据的工作量升级至4.7 GB
容量为2.584.7 GB第一代
DVD-RAM是1998年问世的当时的DVD-RAM带有一个保护外壳在使用时用户必须将外壳和
1999年推出了其2.0版本将容
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2DVD-R
DVD-R采用有机染料的方法制成A针对专业市场
大部分DVD播放器都支持DVD-R最初的DVD-R容量只
有3.95 GB后期才扩充至4.7 GB早期DVD-R分为DVD-RG和DVD-RA两类其中DVD-R
DVD-RG针对普通用户
3DVD-RW
DVD-RW和CD-RW相同可重复擦写超过1 000次DVD-RW采用与DVD-R相同的Track PitchMark Length和 RotationControl技术大部分的DVD播放器都可以播放DVD-RWDVD-RW盘片有3类其中1.0版本的和1.1版本的现在已很少见到而现在的DVD-RW的容量都已经达到了4.7 GB
4DVD+R
DVD+R光盘采用和DVD+RW系统相同的分布式物理地址架构同样属于一次写入的系统架构
可以实现让用户在记录一次资
料之后还可以继续使用剩余的光盘空间即DVD+R系统是允许用户多次分批记录资料的与DVD-R
5DVD+RW
DVD+RW是由SONY
Philips
RICHO以及HP所共同推出的
早期的DVD+RW单面容量为
2.8 GB且不兼容大部分的播放器和DVD-ROM而现在的DVD+RW的容量单面为4.7 GB且大部分的DVD播放器都可以阅读DVD+RWDVD+RW刻录机还可以读取DVD-ROMCD-ROMDVD-R和DVD-RW
6DVD Multi和DVD Dual
DVD Multi刻录机可以同时支持DVD-R/RW和DVD-RAM刻录机可以同时支持DVD+R/RW和DVD-R/RW
但这种产品比较少见
DVD Dual
这种产品目前已被广泛应用
7.4.3 采用新接口的DVD刻录机介绍
与传统的IDE接口
SCSI接口和并口不同
现在的电脑各种外置接口十分丰富
这里将介绍的
几款DVD刻录机就是分别采用了不同的接口方式
1外置型LDR-P22U2刻录机
如图7.4.3所示为logitec推出的外置型LDR-P22U2 DVD-R/RW产品
它支持USB 2.0
采用了先锋生产的薄型
2倍速的
DVD-R/RW驱动装置尺寸大小为14524160 mm3
LDR-P22U2刻录机支持2倍速的DVD-R读取
DVD-RW读取8倍速的DVD-ROM读取4倍速的DVD-R/RW读取24倍速的CD读取16倍速的CD-R刻录和8倍速CD-RW刻录
图7.4.3 LDR-P22U2刻录机
2外置型的DVD/CD-RW康宝CRWD-iU48S
如图7.4.4所示为外置型的DVD/CD-RW康宝CRWD-iU48S售价为18 500日元折合人民币1 276元
可以支持USB 2.0
IEEE 1394和CONNECT PLUS三种接口尺寸大小为62
24048 mm3
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第7章 光存储系统
重1.3 kg
不含电源
24倍速的CD-RW刻录Super-Link
的功能
16倍速的DVD-ROM读取和
CRWD-iU48S支持48倍速CD-R刻录48倍速的CD-ROM读取具有防止写入错误
3PX-712SA
PX-712SA是由Plextor公司推出的内置CD/DVD刻录机如图7.4.5所示该产品最大的特点在于它采用Serial ATA即SATA接口数据传输速率达到150 MB/s时使用Zero Link缓存保护技术的盘片上
该产品内建8 MB缓存
CD刻录
时采用Buffer Underrun Proof技术DVD+R/W刻录时则采用Lossless Linking技术
DVD-R/W刻录
PX-712SA能通过GigaRec将高达1 GB的数据刻录到一片99分钟
图7.4.4 CRWD-iU48S刻录机 图7.4.5 PX-712SA刻录机
PX-712SA支持12倍速的DVD刻录的DVD读取
12倍速的DVD+R刻录4倍速的DVD+RW刻录8倍
速的DVD-R刻录4倍速的DVD-RW刻录24倍速的CD-RW刻录48倍速的CD刻录和16倍速
7.4.4 DVD光盘
随着多媒体技术以及互联网的迅速发展和存储这样一种全新的大容量存储介质7.4.6所示
传统的最多可记录700 MBDVD-R光盘诞生了如图
数据的CD-R和CD-RW光盘片已经无法满足现代大规模数据资料的记录
1DVD光盘的结构
DVD光盘由5层组成从上到下分别为印刷层保护胶层铝全反射层黄金半反射层和数据层间距为0.74 µm采用635道间距为1.6 µm采用780
DVD光盘的最小凹坑长度仅为0.4 µm道790 nm的红外激光器读取数据
图7.4.6 DVD-R光盘
650 nm的红外激光器读取数据而CD光盘的最小凹坑长度为0.83 µm
如图7.4.7所示为CD盘片和DVD盘
片记录点大小与轨道间距的比较
图7.4.7 CD和DVD盘片记录点大小与轨道间距的比较
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2DVD光盘的容量
按单双面与单双层结构的各种组合的不同
DVD光盘可以分为单面单层
单面双层
双面单层
和双面双层4种物理结构根据容量的不同可将DVD分为DVD-5DVD-9DVD-10和DVD-18四种规格它们都是由两片基底组成每片基底的厚度均匀因此DVD光盘的厚度为1.2 mm就单面盘而言只在其下层基底中包含有数据而双面盘的上下两层基底上均有数据如表7.1所示为DVD容量规格
表7.1 DVD容量规格
说 明 容 量 单面单层 4.7 GB或2小时以上的视频 单面双层 8.5 GB或4小时以上的视频 DVD-Video
DVD-ROM 双面单层 9.4 GB或4.5小时以上的视频
一面单层一面双层 13.2 GB或6.5小时以上的视频 双面双层 17.1 GB或8小时以上的视频
2.6 GB 单面单层
DVD-RAM 1.0
DVD-RAM 5.2 GB 双面单层
4.7 GB 单面单层
DVD-RAM 2.0
9.4 GB 双面单层
DVD-R 1.0 3.9 GB 单面单层
DVD-R 4.7 GB 单面单层
DVD-R 2.0
9.4 GB 双面单层
4.7 GB 单面单层
DVD-RW DVD-RW 2.0 9.4 GB 双面单层
4.7 GB 单面单层 DVD+R
DVD+RW 9.4 GB 双面单层 DVD形式
盘片格式
DVD-5 DVD-9 DVD-10 DVD-14 DVD-18
7.4.5 DVD刻录机的选购
随着DVD技术的成熟DVD刻录机价格的下降DVD刻录机已经成为目前的主流下面就DVD刻录机选购来做以简单介绍
1刻录格式的选择
DVD刻录机的格式目前主要有DVD-RAMDVD-R/RWDVD+R/RW三种其中后两种又有可重复擦写的RW与一次性写入的R之分所以市场上常见的DVD刻录盘片共有5种
为了兼容更多的刻录盘片如今很多厂商都推出了所谓的双模式DVD刻录机但一般而言双模式DVD刻录机一次都只能支持3种DVD格式中的两种所以要购买这种产品就必须舍弃一种格式
双模式DVD刻录机有两种种产品最为常见
一种是DVD Dual
它能同时支持DVD+R/RW和DVD-R/RW
这
另一种是DVD Multi
它能同时支持DVD-RAM和DVD-R/RW
这种产品比较少
见所以在这两种模式中主要根据用户的需要进行选择
2刻录速度的选择
与目前CD-RW刻录机的速度相比DVD刻录机的速度相对较低目前主流的DVD刻录机从最初的2X发展到8X甚至16X不过DVD刻录机的刻录速度的1X是1 380 KB/s约1.35 MB/s相当于CD-RW刻录机的9倍左右
因此实际数据传输量仍是很大的
目前普通的DVD容量至少为
4.7 GB目前8X刻录机刻录一张盘需要8分钟
比刻录一张CD-ROM所花费的时间是多了许多
但以录入相同容量的速度而言DVD刻录机的优势就显露出来了使用DVD刻录机的一般都是刻
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第7章 光存储系统
录数据量大的用户
3防拷贝机制
面对泛滥成灾的盗版行为厂商在推出DVD规格时就采取了严格的保护机制运用各种技术对光盘特别是影音光盘加强了保护功能以增加复制的难度目前DVD光盘使用的拷贝技术很多较常见的有数码保护技术CSS
模拟保护系统APS
区域码系统差异容量设计Cactus Data Shield
技术DiscGuard光盘防盗版技术等其中DVD光盘最常用的是前4种
4防刻死技术
早期的DVD刻录机由于速度较慢
因此一般都不采用防刻死技术
不过目前的DVD刻录机的
写入速度已经很快单纯采用增大缓存的方法是不能完全解决刻坏盘的问题于是厂商在DVD刻录机之上也采用了防刻死技术来确保刻录的安全性和稳定性不过目前DVD刻录机所采用的防刻死技术与CD-RW所采用的几乎是一样的主要也是三洋公司的Burn-Proof技术理光的Just Link刻录技术以及较新的Super Link技术等
5避震设计
由于刻录一张DVD光盘的时间一般都比较长因此最大限度地降低刻录与读取时的震动和噪音是相当重要的目前市场上能见到的光存储产品的避震设计原理各异效果差别明显主要有WSSWire Suspension System钢索悬挂式减振机构机构
等
FDSFloating Damper Suspension悬浮承载减震
7.5 实 训
1实训目的
1理解CD-ROM光驱的分类及结构
2了解CD-ROM光驱的性能指标及采用的技术4了解CD-R光盘的容量
种类及品牌
3了解DVD-ROM光驱的性能指标及采用的技术 5理解CD-RW的刻录方式和存储格式 6掌握DVD-ROM的内部结构及刻录规格 7了解DVD刻录机的选购要点
2实训内容
1用普通的CD-R光盘刻录数据文件2设置光驱跳线及连接音频线
3实训注意事项
1注意光驱电源线
数据线的正反
2检查光驱跳线是否有问题
激光头是否太脏或激光头功能减弱等
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本章小结
本章主要介绍了电脑的外部存储设备类
性能指标
选购技巧和光盘的分类
光驱其中包括光驱的基本常识以及不同类型光驱的种
使用技巧等
习 题 七
一
填空题
1按照CD-ROM光驱与电脑主板的连接接口可以将CD-ROM光驱分为_________光驱SCSI
光驱和 _________光驱3种
2_________是一种对CD盘进行一次性刻写的存储技术
以用来制作个人音乐CDVCD等
而_________是一种允许对CD盘
进行多次重复擦写的存储技术用户可以通过CD-R/RW刻录机来备份重要程序数据和文件也可
二简答题
1CD-ROM光驱可以分为哪几类2CD-ROM光驱的性能指标有哪些3DVD-ROM采用的技术有哪些4CD-RW的刻录方式有哪几种 5简述DVD刻录机的内部结构 6DVD刻录机的选购要点是什么
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