光盘存储器
光驱基础知识
容错性
尽管目前高速光驱的数据读取技术已经 趋于成熟，但仍有一些产品为了提高容 错性能，采取调大激光头发射功率的办 法来达到纠错目的，这种办法的最大弊 病就是人为地造成激光头过早老化，减 少产品的使用寿命。 好厂商采用先进的容错技术和较好的伺 服系统，加上中等功率的激光发射，在 较强读盘能力的前提下纠错能力不俗。
光驱基础知识
什么是光驱？
光驱（也称光盘存储器）是一种存放数 据的存储装置，具有容量大、可靠性好、 存储成本低廉等特点，是计算机的重要 部件之一。
光驱的分类
光驱的种类繁多，按照读取光盘的种类及 性能来分，可分为CD-ROM、DVD光驱、 刻录光驱、蓝光光驱、和HD-DVD等几大 类。
CD-ROM
虚拟光驱是一种模拟（CD/DVD-ROM)工作的工 具软件，可以生成和你电脑上所安装的光驱功 能一模一样的虚拟光驱，这的工作原理是先虚 拟出一部或多部虚拟光驱后，将光盘上的应用 软件，镜像存放在硬盘上，并生成一个虚拟光 驱的镜像文件，然后就可以中将此镜像文件放 入虚拟光驱中来使用，所以当您日后要启动此 应用程序时，不必将光盘放在光驱中，也就无 需等待光驱的缓慢启动，只需要在插入图标上 轻按一下，虚拟光盘立即装入虚拟光驱中运行， 快速又方便。 Daemon tools Virtual Drive
– 平时不要把托架留在外面，也不要在电脑周 围吸烟 – 尽量不要把光盘留在驱动器内，因为光驱要 保持“一定的随机访问速度”，所以盘片在 其内会保持一定的转速，这样就加快了电机 老化 – 注意光驱的散热。 – 保证光驱水平摆放
平均寻道时间
平均寻道时间(Average Access Time) 是指激光头（光驱中用于读取数据的 一个装置）从原来位置移到新位置并 开始读取数据所花费的平均时间，显 然，平均寻道时间越短，光驱的性能 就越好。
第十四章只读光盘存储器要点课件
随着数字化时代的深入发展，只读光盘存储器在数据备份、档案存储、多媒体娱 乐等领域仍具有广阔的应用前景。同时，随着技术的不断创新和升级，只读光盘 存储器也将迎来更多的发展机遇。
THANKS
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相位编码
相位编码方式利用不同长度的凹坑来代表二进制数 据。通过改变凹坑之间的距离，可以实现数据的编 码。
只读光盘存储器的读取原理
光学读取
只读光盘使用光学读取方式来读取存储在光盘上的数据。激光器发出的光束照 射到光盘表面，通过反射和散射来检测凹坑和无凹坑区域之间的差异，从而读 取二进制数据。
数据解码
第十四章只读光盘存储器要点课件
目录
• 只读光盘存储器概述 • 只读光盘存储器的工作原理 • 只读光盘存储器的应用 • 只读光盘存储器的未来发展
01
只读光盘存储器概述
Chapter
只读光盘存储器的定义
01
只读光盘存储器是一种基于激光技术的信息存储设备，它能够将数据以微米级别 的精度刻录在光盘上，并通过激光读取数据。
数字图书馆建设
只读光盘存储器可以作为 数字图书馆的建设基础， 提供大量的数字化信息资 源。
古籍资料保护
只读光盘存储器可以用于 保护古籍资料，避免古籍 损坏和遗失。
04
只读光盘存储器的未来发展
Chapter
只读光盘存储器的技术发展趋势
光盘容量提升
兼容性增强
随着技术的进步，只读光盘的存储容 量将不断增大，以满足日益增长的数 据存储需求。
为了满足更多设备的需求，只读光盘 将增强与各类设备的兼容性，扩大应 用范围。
读取速度提升
未来只读光盘的读取速度将得到显著 提升，缩短数据传输时间，提高使用 效率。
光盘存储器的原理与应用
光盘存储器的原理与应用1. 光盘存储器的介绍光盘存储器是一种使用光学技术进行数据存储和读取的设备。
它使用激光技术将数据以蓝光或红光的形式记录在光盘上，然后通过激光读取器读取数据。
光盘存储器有着高密度、长期保存、良好的兼容性等特点，因此在信息存储领域得到了广泛的应用。
2. 光盘存储器的原理光盘存储器的原理基于激光技术和信号处理技术。
当激光束照射到光盘上时，通过不同方式记录的数据会反射出不同的光强，激光读取器会采集到这些反射光并转换为电信号，然后通过信号处理技术将电信号转换为二进制数据。
光盘存储器有两种主要的记录方式：CD（Compact Disc）和DVD（Digital Versatile Disc）。
CD使用的是红外激光，而DVD使用的是蓝紫激光。
由于蓝光具有更短的波长，所以DVD的储存密度更高，能储存更多的数据。
3. 光盘存储器的应用光盘存储器在多个领域都有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：•数据存储光盘存储器作为一种高密度、长期保存的存储介质，被广泛应用于数据存储领域。
它可以储存各种类型的数据文件，包括文档、图片、音频、视频等，适用于个人和企业的数据备份和长期存档。
•影视娱乐光盘存储器也是影视娱乐领域中常用的媒体，它能储存大量的电影、电视剧和音乐等内容，并可以通过光盘播放器进行播放。
光盘存储器解决了储存和传输大容量视频和音频数据的问题，为用户提供了高品质的娱乐体验。
•教育培训光盘存储器在教育培训领域也有广泛的应用。
许多教育机构和培训机构使用光盘存储器制作教学课件、培训资料等，方便学生在电脑上查看和学习。
光盘存储器的可移动性和便携性使得教育资源可以轻松地共享和传播。
•游戏娱乐光盘存储器还被广泛应用于游戏娱乐行业。
许多游戏开发商将游戏软件制作成光盘形式，供用户安装和运行。
光盘存储器的高容量和高速读取能力可以满足游戏软件对数据存取速度和存储空间的需求。
4. 光盘存储器的发展趋势随着信息技术的不断发展，光盘存储器也在不断进化和改进之中。
计算机存储器的发展历史
计算机存储器的发展历史计算机存储器是计算机系统的重要组成部分，它的发展历史经历了多个阶段。
本文将简要介绍计算机存储器的发展历程，以便读者更好地了解其演变过程。
一、电子管时代早期的计算机存储器使用的是电子管，它们被用来制作移位寄存器，这是存储数据的最基本形式。
然而，这种存储器体积庞大且功耗高。
此外，由于电子管的寿命较短，这种存储器的可靠性较差。
二、随机存储器时代随着半导体技术的发展，随机存储器（RAM）逐渐取代了电子管。
RAM具有体积小、功耗低、读写速度快等优点，成为了计算机系统的主流存储器。
然而，RAM是基于电存储元件，因此其数据易丢失，需要定期进行数据备份。
三、半导体存储器时代随着集成电路的发展，半导体存储器逐渐成为主流。
与RAM相比，半导体存储器具有更高的可靠性和更长的寿命。
此外，它们还具有体积更小、容量更大、读写速度更快等优点。
目前，常见的半导体存储器包括DRAM、SRAM和Flash Memory等。
四、光盘存储器时代随着数据存储需求的不断增长，光盘存储器逐渐成为了一种主流的存储方式。
光盘存储器具有容量大、可靠性高、成本低等优点。
此外，它们还可以重复擦写，使得数据存储更加灵活。
目前，常见的光盘存储器包括CD-ROM、DVD-ROM等。
五、云存储时代随着互联网技术的发展，云存储逐渐成为了一种新型的存储方式。
云存储可以将数据存储在远程服务器上，使得用户可以随时随地访问和共享数据。
此外，云存储还具有容量大、可靠性高、安全性好等优点。
目前，常见的云存储服务包括Google Drive、百度云、阿里云、华为云、小米云等。
总结:计算机存储器的发展历史经历了多个阶段，从早期的电子管到现代的云存储，其技术和容量都在不断发展。
未来，随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，计算机存储器将会继续朝着更高容量、更高速率、更低功耗和更安全可靠的方向发展。
CD-ROM的简介
百度首页 | 登录助突出贡献者DrakknighT十二级版本DVD-ROMCD-ROM开放分类：硬件、电脑、光盘、存储器、驱动器目录• CD-ROM的定义• CD-ROM的规格• CD-ROM的原理• CD-ROM的速度• CD-ROM的发展• CD-ROM的复制• CD-ROM的结构• 错误检测与纠正•• 观看DVD的方法• 其他相关的知识•Compact Disc Read-Only MemoryCD-ROM的定义CD-ROM ，只读光盘，一种能够存储大量数据的外部存储媒体，一张压缩光盘的直径大约是4.5英寸，1/8英寸厚，能容纳约660兆字节的数据。
所有的CD-ROM盘都是用一张母盘压制而成，然后封装到聚碳酸酯的保护外壳里。
记录在母盘上的数据呈螺旋状，由中心向外散开，磁盘表面有许许多多微小的坑，那就是记录的数字信息。
读CD-ROM上的数据时，是利用激光束扫描光盘，根据激光在小坑上的反射变化得到数字信息。
CD-ROM驱动器的速率以“X倍速”表示，其速率的标准有2倍速，4倍速，8倍速等，目前可达到50倍速。
随着技术的发展，已出现了数字多功能磁盘(DVD)，它的存储容量更大，现已达到9.4千兆字节，还有更高的，而且图像清晰度更好，高保真效果也更好。
CD-ROM 为计算机所使用的光盘规格，其读取光盘片的设备就称为光驱(CD-ROM)，储存在光盘片上的数据是以雷射光读取的，而非磁性方式读取，所以光盘的保存可长达数十年。
计算机所使用的光盘片格式与普通家中雷射唱盘所播放的音乐光盘(CD)格式相同，一片光盘片的数据容量高达650MB (74 min)，约为450片的1.44MB软盘片之多。
一般软盘片是可擦写的，但光盘片只能读取数据，而不能写入数据 (如果有CD-R可烧录式光驱及CD-R空白片加上烧写软件，则可以在光盘片上写入数据)。
目前大多数的计算机都将CD-ROM 列为标准配备，而 CD-ROM的转速从1倍、2倍.....24倍、32倍，到现今最快的40倍...，速度的世代交替非常快，另计算机系统所使用的光盘片也称为CD-Title。
光盘存储器
CD-ROM 101001101001011000101000110010
激光束 图2.30 光盘数据的读取
数字信息
CD底面 凸坑
CD顶面
单片机原理与应用
按尺寸与容量，光盘大致可分为三种。即大容量光盘，直径为 14吋，存储容量达10GB以上；中容量光盘，直径为8吋或12吋， 存储容量为700 MB ~2000GB；小容量光盘，直径为2~5.25吋， 存储容量为几十~几百MB。光盘的数据传输率约为每秒几~几十 MB。
2. 光盘的工作原理 如今，光盘控制器与光盘驱动器制作成一个整体，合称为光盘驱动器 ，简称为光驱，又叫CD-ROM驱动器，用于读取光盘上的数据信息。 光盘存储是利用激光的单色性和相干性，把数据信息通过调制激光聚 焦到记录介质上，使介质的光照微区(直径一般小于µm)发生物理和化学 变化，其分子的排列方式发生改变，形成凹坑，其深度约0.12µm、宽度 约为0.5~0.6µm，以此记录二进制数据。 写入与读出是通过能将激光束汇聚成直径为亚微米(µm)圆斑的光学镜 头来完成。其工作过程是从半导体激光器发射激光束，通过物镜聚焦到 光盘的盘面上。
2. 常见光盘分类 自美国ECD公司与IBM公司联合研制成第一片光盘以来，光盘存储 器已经历了三代，现在已进行第四代。仅从使用的角度来看，光盘可 分为以下几种： (1) 只读存储光盘(CD-ROM) 只读光盘(CD-ROM、CD、VCD、LD)是一次成型的产品，由一种 称作母盘的原盘压制而成；可以复读而不能再写，一般存储容量在 650MB～760MB左右。比如市面上的视频录像盘，数据音响唱盘等 。 (2) 一次写入光盘(WORM) 一次写入光盘是用光盘刻录机制作，每次刻录一张。若一次没有刻 满，可以追加续刻。写入后可以反复读出，不能再写，一般容量为 650MB。可用来存储文档、检索信息和图像。
微型计算机常见的微型计算机由哪五部分组成，并简述各部分的功能
微型计算机常见的微型计算机由哪五部分组成，并简述各部分的功能2011-02-20要具体的微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
其中存储器又分内存储器、外存储器;通常我们把输入设备及输出设备统称为外围设备;而运算器和控制器又称为中央处理器――cpu(centralprocessingunit)。
1.微处理器微型计算机的中央处理器(cpu)习惯上称为微处理器,是微型计算机的核心,由运算器和控制器两部分组成:运算器是微机的运算部件;控制器是微机的指挥控制中心。
随着大规模集成电路的出现,使得微处理器的所有组成部分都集成在一块半导体芯片上,目前广泛使用的微处理器有:intel公司的80486、pentium(奔腾)、pentiumpro(高能奔腾)、pentiummmx(多能奔腾)、pentiumii(奔腾二代)、pentiumiii(奔腾三代)、pentiumiv(奔腾四代);amd公司的amdk5、amdk6、amdk7等。
[我们熟知的286、386、486,指的是80286、80386、80486处理器。
因为在美国数字不能申请为商标,所以从80486以后,intel开始用pentium作为处理器的名称。
]表征微机运算速度的指标是微机cpu的主频,主频是cpu的时钟频率,主频的单位是mhz(兆赫兹)。
主频越高,微机的运算速度越快。
2.内存储器(主存)目前,微型计算机的内存由半导体器件构成。
内存按功能可分为两种:只读存储器(readonlymory,简称rom)和随机(存取)存储器(randomaccessmory,简称ram)。
rom的特点是:存储的信息只能读出(取出),不能改写(存入),断电后信息不会丢失。
一般用来存放专用的或固定的程序和数据。
ram的特点是:可以读出,也可以改写,又称读写存储器;读取时不损坏原有存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。
断电后,存储的内容立即消失。
光盘的存储原理与组成
•3
光盘的读出原理
• 将CD进行回放时，用一个低能激光二极管发出的波长
为0.78毫米的红外光照射在二极管下“流过”的凹区和
凸区。光源在碳酸盐脂层的上方，所以，当凹区经过
时，激光束就会比凸区经过时伸出一些。由于凹区的
高度为激光波长的1/4，从凹区反射的激光的波长为从
凸区反射光的波长的一半。这样，反射光和发射光叠
• 存储器（操作系统层）
– 段、页管理
• 存储器（用户层）
– 文件 •26Biblioteka 存储器组成• 主存储器
– SRAM:触发器的不同状态 – DRAM:电容是否存储电荷
• 磁表面存储器
– 磁颗粒的偏转方向（编码规则）
• 光盘
– 凹区和凸区，反射光的强弱
•27
存储器设计目标
• 高速度
– CPU对存储器的要求越来越高
Row Decoder
BANK A DRAM
(2M*8)
Sense Amplifiers Latch and I/O Gating
Burst Counter
Column Decoder
Row Multiplexer
Sense Amplifiers and I/O Gating
Latch
BANK B
DRAM
(2M*8)
•22
Rambus DRAM
• 对主存带宽进行改进，引入特殊的总线。 • 采用面向块的异步协议传送地址和控制
信息。 • 经过480ns的初始化时间后，数据传输带
宽可达500Mbps。
•23
RamLink
• 用DRAM体组成环，在存储控制器的控 制下，共同响应请求，提供整个系统的 性能。
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2019年11月16日
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1 CD光盘(续4)
• 1.2 CD系列产品
– 自1981年激光唱盘上市以后，开发了一系列CD产品， 见图14-1，包括
• CD-DA(Compact Disc-Digital Audio) • CD-G(Graphics) • CD-V(Video) • CD-ROM • CD-I(Interactive) • CD-I FMV(Full Motion Video) • Karaoke CD • Video CD
• 由于CD-DA能够记录数字信息，自然就想到把它用作计算机的存储 设备。但从CD-DA过渡到CD-ROM需要解决两个重要问题
– 地址问题：计算机如何寻找盘上的数据，即如何划分盘上的地址。因为 记录歌曲时是按一首歌作单位，一片盘也就记录20首左右的歌曲，每首 歌平均占用30 MB左右的空间。存储一个文件不一定都要那么大的存储 空间，因此需在CD盘上写入很多的地址编号
记录密度
里外记录区的密度相同 里外记录区的密度不同
光道形状
2019年11月16日
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1 CD光盘(续9)
• 1.4-5 CD盘的记录原理
– 数据记录原理
• 磁光盘(magneto optical disc，MOD)
– 利用磁的记忆特性，借助激光来写入和读出数据
• 相变光盘(phase change disc，PCD)
4.1 VCD简介
2 CD-Audio
4.2 VCD播放机的基本结构
2.1 采样频率和样本大小
4.3 DVD播放机的基本结构
2.2 声道数
5 HD DVD与BD光盘
2.3 声音数据的通道编码
5.1 HD DVD与BD光盘是什么
2.4 CD盘如何批量生产
5.2 HD DVD与BD技术规范
2019年11月16日
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1 CD光盘(续3)
– ISO 9660标准的诞生
• 黄皮书标准只解决了硬件生产厂家的制造标准问题，即存放计算机数 据的物理格式，而没有涉及逻辑格式，也就是计算机文件如何存放在 CD-ROM上，文件如何在不同的系统之间进行交换等问题。为此， 在多方努力下又制定了一个文件交换标准，后来国际标准化组织(ISO) 把它命名为ISO 9660标准
光盘存储器
光盘存储器目录
1 CD光盘
3 DVD光盘
1.1 CD工业史上的大事
3.1 DVD光盘是什么
1.2 CD系列产品
3.2 DVD的规格
1.3 CD盘的结构
3.3 DVD的存储容量是怎样提
1.4 数据是怎样写入到CD盘上的
高的
1.5 数据是怎样从CD盘读出的 4 VCD与DVD播放机
1.6 CD激光唱盘标准摘要
• 利用激光来记录信息的革命便拉开了序幕。它的诞生对人类文明进步 的影响，不亚于纸张的发明对人类的贡献。
2019年11月16日
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1 CD光盘(续1)
– 数字激光唱盘的诞生
• 大约从1978年开始，研究人员把声音信号变成用“1”和“0”表示 的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上
• 1982年Philips公司和Sony公司成功地把记录数字声音的盘推向了市 场
– CD系列盘
• 大小、重量、制造工艺、材料、制造设备等都相同，只是根据
不同的应用目的存放不同类型的数据而已
2019年11月16日
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1 CD光盘(续5)
图14-1 CD产品系列
2019年11月16日
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1 CD光盘(续6)
• 1.3 CD盘的结构
– 盘片结构
• 组成部分见图14-2
– 保护层；反射层；刻槽；聚碳酸酯衬垫
• 两种反射层
– 铝反射层：银白色，称为“银盘”，只读的光盘 – 金反射层：金色，称为“金盘”，可刻录的光盘，称为CD-R (CD-
Recordable)盘
• 外形尺寸见图14-3
– CD盘的外径为120 mm，重约14～18g – 激光唱盘分为3个区：导入、导出和声音数据记录区
2019年11月16日
图14-7 CD盘的读出原 理
2019年11月16日
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1 CD光盘(续11)
• 1.6 CD激光唱盘标准摘要
名称 光盘 播放时间 旋转方向 旋转速度 光道间距 盘片直径 盘片厚度 中心孔直径 记录区 数据信号区 材料 最小凹坑长度 最大凹坑长度 凹坑深度 凹坑宽度
• 这种塑料金属圆盘很小巧，故用Compact Disc命名，而且还为这种 光盘制定了标准，这就是世界著名的“红皮书(Red Book)标准”。 这种盘又称为数字激光唱盘(Compact Disc-Digital Audio，CD-DA) 盘
2019年11月16日
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1 CD光盘(续2)
– CD-ROM的诞生
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1 CD光盘(续7)
图14-2 CD盘片的结 构
2019年11月16日
图14-3 CD盘的结 构
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1 CD光盘(续8)
• 光道结构
பைடு நூலகம்
CD盘的光道结构与磁盘磁道的结构比
较
CD光盘
磁盘
记录道
螺旋形
同心环
磁道数目
很多
只有一条，长约5 km
盘片转动速度
CLV(恒定线速度)
CAV(恒定角速度)
– 利用激光特殊材料在加热前后的反射率不同记忆1和0
• 只读CD光盘
– 在盘上压制凹坑的机械办法记录数据，见图14-5 » 凹坑的边缘记录的是1 » 凹坑和非凹坑的平坦部分记录的是0
– 使用激光读出，见图14-7
2019年11月16日
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1 CD光盘(续10)
凹坑
刻录设备
激光束
(引自Encarta Premium DVD 2006) 图14-5 原版盘制作示意图
– 误码率：把CD盘作为计算机的存储器使用时，要求它的错误率(10-12)远 远小于声音数据的错误率(10-9)。而用当时现成的CD-DA技术不能满足 这一要求，因此还要采用错误校正技术
• 1984年Sony和Philips发布了CD-ROM物理格式标准，称为黄皮书 (Yellow Book)标准
2019年11月16日
2/48
1 CD光盘
• 1.1 CD工业史上的大事
– 模拟光盘系统的诞生
• 20世纪70年代初期，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始研究利 用激光来记录和重放信息
• 1972年9月向全世界展示了长时间播放电视节目的光盘系统，这就是 1978年正式投放市场并命名为LV(Laser Vision)的光盘播放机