光盘基础知识
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电脑光盘驱动器光盘知识 教学PPT课件
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计算机硬件技术基础
COMBO光驱
COMBO即康宝，是近几年才发展起来的一种 新型多功能光驱。它的最大特点就是同时具备 CD-ROM、DVD-ROM和CD-R/CD-RW三种光 驱的功能。目前笔记本上的光驱多为COMBO光 驱。
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计算机硬件技术基础
3 光驱的结构 （1）外部结构
控制面板：
紧急弹出孔
光驱托盘
工作指示灯
CD立体声插孔
音量控制按 钮
播放键
弹出键
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计算机硬件技术基础
光驱的接口： 光驱的接口由数据接口、电源接口、跳线和音频 接口组成。
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计算机硬件技术基础
数据接口： 分为IDE接口、SCSI接口和USB接口等几种，目 前常用的是采用40针的IDE接口。
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计算机硬件技术基础
电源接口： 目前计算机通用的电源接口采用的是的四芯D型 接口。
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计算机硬件技术基础
跳线： 光驱的跳线也和硬盘的跳线一样，可以用来设置 光驱作为主盘或副盘设置。
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计算机硬件技术基础
音频接口： 音频接口可以输出CD音频，它的功能和面板上的 立体声耳机插孔是一样的，但需要一根4芯或3芯 的CD音频线连接到声卡上。
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计算机硬件技术基础
(2) 寻道时间 寻道时间(Seek 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。
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计算机硬件技术基础
(3) 容错能力
相对于读盘速度而言，光驱的容错性显得更加重 要。在高倍速光驱中，高速旋转的马达使激光头 在读取数据的准确定位性上相对低倍速光驱要逊 色许多，同时低质量的光盘更加剧对光驱容错能 力的需求，因而许多厂家都加强对容错能力的设 计。
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COMBO光驱
COMBO即康宝，是近几年才发展起来的一种 新型多功能光驱。它的最大特点就是同时具备 CD-ROM、DVD-ROM和CD-R/CD-RW三种光 驱的功能。目前笔记本上的光驱多为COMBO光 驱。
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3 光驱的结构 （1）外部结构
控制面板：
紧急弹出孔
光驱托盘
工作指示灯
CD立体声插孔
音量控制按 钮
播放键
弹出键
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光驱的接口： 光驱的接口由数据接口、电源接口、跳线和音频 接口组成。
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数据接口： 分为IDE接口、SCSI接口和USB接口等几种，目 前常用的是采用40针的IDE接口。
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电源接口： 目前计算机通用的电源接口采用的是的四芯D型 接口。
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跳线： 光驱的跳线也和硬盘的跳线一样，可以用来设置 光驱作为主盘或副盘设置。
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音频接口： 音频接口可以输出CD音频，它的功能和面板上的 立体声耳机插孔是一样的，但需要一根4芯或3芯 的CD音频线连接到声卡上。
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(2) 寻道时间 寻道时间(Seek 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。
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(3) 容错能力
相对于读盘速度而言，光驱的容错性显得更加重 要。在高倍速光驱中，高速旋转的马达使激光头 在读取数据的准确定位性上相对低倍速光驱要逊 色许多，同时低质量的光盘更加剧对光驱容错能 力的需求，因而许多厂家都加强对容错能力的设 计。
光盘的基础知识
六、如何选购光盘
选购光盘时，要看光盘的表面是否平整、不翘曲、 无小坑、无划痕、内部无小气泡，正版光盘内侧空白 处印有SIDD码，此编码是厂家编号，具有唯一性。正 版光盘生产过程必须在虑尘级为１０００的净化空气 中进行。出场前经过激光扫描或电子显微镜扫描，各 项指标参数都符合标准；盗版光盘在复制过程中，为 了弥补声像缺损，常用EQj均衡器等设备进行效果处 理，以蒙混过关。
三、光盘的基本工作原理
明亮如镜的光盘是用极薄的铝质或金质音 膜加上聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。 与软 盘和硬盘一样，光盘也能以二进制数据(由“0” 和“1”组成的数据模式)的形式存储文件和音乐 信息。要在光盘上存储数据，首先必须借助电 脑将数据转换成二进制，然后用激光将数据模 式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。激 光在盘片上刻出的小坑代表“1”，空白处代表 “0”。
光盘的保养
不要在光盘上贴标签光盘表面的异物会使光盘在高速 旋转时失去平衡，另外，粘肢也可能渗过保护膜而损坏光 驱。 不要在光驱工作时强行按下Eject(出盒键)，使其弹出 光驱光盘正在高速旋转时突然退出，会对盘片造成损坏。 不要在阳光下曝晒否则会引起光盘变形，严重时会使 其中存放数据的光盘反射层遭到破坏，使数据丢失。 光盘 平时要存放在通风干燥处保存，当光盘有损坏或表面变形 时，不要放入光驱中。
二、光盘的分类
1、按信息编码分类：CD、MP3、VCD、SVCD、 CD-ROM、ＤＶＤ等。
• ＣＤ是索尼和飞利浦公司联手研制的一种数字音乐光
盘，有12cm直径和8cm直径两种规格，以前者最为常见， 它能提供74分钟的高质量音乐。
• MP3为MPEG Layer 3的缩写，它是一种储存在电脑上 的音乐格式，它的特色是压缩后的档案很小(跟以前的WAV 格式比起来)，而且保有接近于CD的品质；MP3音乐压缩 格式也因为网络的流行而迅速发展，广泛被使用者接受。
DVD的基本知识结构和工作原理
LPCM格式的音频信号一般是以双路立体声的形式输出 的。与CD相比,DVD碟片上录制的LPCM格式的音频信号具有 更高的采样频率和量化比特数. 杜比AC－3音频信号的输出形式有三种。一种是利用同 轴电缆或光纤直接输出杜比AC－35.1声道环绕立体声数字 音频信号。另一种是在机内将杜比AC－35.1声道的音频信 号下混成两声道立体声信号输出，这是最基本的一种输出 形式。还有一种是输出6个声道的杜比AC－35.1声道环绕立 体声信号。这三种方式只要配接相应的音频功放和音箱， 都可以获得高保真的环绕立体声效果。
3、DVD的特点
（1）、容量大：单面单层达4.7G。 （2）、DVD可记录图像，也可记录数据， 而且数据的读出码率较高： CD-ROM ：150KB/S。 DVD-ROM： 1385KB/S是CD的9倍。 （3）、两种格式DVD与统一后的比较：
①、DVD存储容量大：对图像和声音采用了 不同于VCD的压缩标准，使DVD的图像、声音 质量得以提高。
②、图像方面：采用MPEG-2，使图像的 清晰度达到500线。 ③、音质方面：采用AC-3 （5.1声道）和 MPEG-2的音频编码。 ④、DVD有8种不同的语言，32种不同的字 幕，容纳不同结局版本的电影。
4、DVD与VCD、CD的比较
主要区别：（1）、激光头不同 （2）、解码电路的不同
DVD功能
三、DVD的新技术
1、双层、双面数据读取技术： DVD的巨大魅力在于它拥有超大的数据 容量。DVD扩大容量采用了如下方法： （1）、缩小数据凹坑的大小与轨迹之 间的距离。
①、凹坑的长度：0.83um → 0.4um ②、轨迹间距：1.6um → 0.74um
光盘与刻录相关基础
1.1 DVDR的基本知识：DVD光盘由上下两片片基粘合在一起组成，每片片基上最多可以容纳两层数据，DVD光头能够通过调整焦距来读取这片基上数据。
因此根据容量的不同可将DVD分成四种规格:DVDR 5(D5)，也写作DVDR SL，这个格式是指单面单层，标称容量4.7GB.实际容量4.38GB，超过2小时视频。
由于该产品生产较早且技术较成熟，所以现在我们在市面上所见的DVD刻录碟片大多是这种。
DVDR 9(D9)，也写作DVDR DL，这个格式是指单面双层，标称容量8.5GB，实际容量7.92G B，大约4小时视频。
DVDR 10(D10):这个格式是指双面单层，标称容量9.4GB，实际容量8.76GB，大约4.5小时视频。
DVDR 18(D18)，这个格式是指双面双层，标称容量17.1GB，实际容量15.9GB，超过8小时视颜。
备注说明：1.容量单位"GB"和"Gbytes"意义是不一样。
我们常见的DVD刻录碟片上标注的容量"GB"是一种不太准确的写法，实际上应为"Gbytes"("DVD格式/标识许可公司"推荐以"Gbytes"作为碟片的容量单位在DVD产品包裹和相关材料上使用)。
以下是两种单位的换算方式:1 Gbyes = 10^9byes (1，000，000，000 byes)1 GB= 2^30 byes (1 ，073，741 ，824 byes)4.7 Gbyes = 4.7 X 10^9 byes = 4，700，000，000 byes≈4.38× 2^30 byes = 4.38GB2.视频时间的计算。
上面视频时间的是以4Mbp/s码率为计算标准得到的，观看效果比VCD强一点.若是以我们观看得D9影片的接近8Mbp/s的码率为标准来计算的话，D9的可记录视频也才刚2 小时，D5的视频就1小时而己。
存储基础知识培训ppt课件
物理磁盘
物理卷（RAID）
RAID、LUN的形成过程
物理磁盘
LUN
物理卷（RAID）
பைடு நூலகம்
分割
卷（Volume）
在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（FAT32、NTFS、ext2/3/4等）VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
控制器
磁盘柜
磁盘电缆
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用，以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。阵列控制器是介于主机和磁盘之间的控制单元，配置有专门为I/O进行过优化的处理器以及一定数量的缓存（cache）。控制器上的CPU和cache共同实现对来自主机系统I/O请求的操作和对磁盘阵列的RAID管理。阵列上的cache则作为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
常见磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以连接1600万个设备
物理卷（RAID）
RAID、LUN的形成过程
物理磁盘
LUN
物理卷（RAID）
பைடு நூலகம்
分割
卷（Volume）
在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（FAT32、NTFS、ext2/3/4等）VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
控制器
磁盘柜
磁盘电缆
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用，以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。阵列控制器是介于主机和磁盘之间的控制单元，配置有专门为I/O进行过优化的处理器以及一定数量的缓存（cache）。控制器上的CPU和cache共同实现对来自主机系统I/O请求的操作和对磁盘阵列的RAID管理。阵列上的cache则作为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
常见磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以连接1600万个设备
DVD基础知识
Country/Area AC Supply Voltage Frequency 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz 60Hz 50Hz 50Hz PAL PAL PAL PAL PAL NTSC PAL PAL 240/250V 240V 220V 230V 220V 240V 120V 200/220V 230/240V Color System Broadcasting System VHF B B B D B M I B UHF American British West European West European Chinese Australian West European F A A D A C H A Channel System Plug Type
220V
50Hz
NTSC
M
-
Japanese
A
220V
220V 230/240V 240V 220/230/240V 110V 230V
50Hz
50Hz 50Hz 50Hz 60Hz 60Hz 50Hz
PAL
SECAM PAL PAL NTSC NTSC PAL
B
K1 B B M M B
G -
West European
50Hz
50/60Hz 60Hz 60Hz 50Hz 50Hz 50Hz
PAL
NTSC DRIT NTSC PAL PAL SECAM
B
M D M M B D
K -
West European
Japanese East European American American West European East European
A
220V
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SECAM PAL PAL NTSC NTSC PAL
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Japanese East European American American West European East European
A
计算机基础知识
容量大小度量单位
1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1PB=1024TB 1EB=1024PB 1ZB=1024EB 1YB=1024ZB 1BB=1024YB
九.编码
1.ASCII码 ASCII码是American Standard Code for Information Interchange的缩写,意为 “美国 标 准信息交换代码”,作为国际通用的信息交换标准代 码. ASCII码用7位二进制表示一个字符,所以有 128种组合,表示128个不同字符,包括数字0-9,26 个大小写英文字母,以及各种标点符号.运算符号和 控制命令符号等. 2.汉字编码 汉字编码的重要性 在于解决汉字输入,处理和输出的问 题.
店员走过来，往他的杯中添上一些水。阿坦 那索夫看着杯中再次充满了水，心中豁然开 朗：水喝完了可以补充，电容器里的电荷只 要不断地刷新，存储的数据就不会消失—— “再生存储”的概念终于被阿坦那索夫给悟了 出来。他弓着身开始描画设计草图：由自行 车链条带动的滚筒旋转，滚筒上安装着许多 电容器，这些电容器在旋转中扫过已经充电 的刷子。只要这个过程不中断，电容器便周 而复始存储某一种状态——充电（1）或未充 电（0）。
例（11001111.01111）2 = （011 001 111.011 011）2 = （317.33）
8
八进制转换为二进制 整数部分从低位开始，将每一位十进制数转化为3位二进制数，不足
时以0补齐，转换完成后从左至右依次写下二进制数。 小数部分从最高有效位开始，将每一位十进制数转化为3位二进制数， 不足时以0补齐，转换完成后从左至右依次写下二进制数。 例（567)8=（101 110 111 ）2 （0.567)8=(0.101 110 111)2
计算机基础知识100题含答案
计算机基础知识100题含答案一、计算机硬件1、世界上第一台电子计算机叫什么名字？答案：ENIAC（埃尼阿克）2、计算机的硬件系统由哪几部分组成？答案：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
3、中央处理器（CPU）的主要组成部分是什么？答案：运算器和控制器。
4、内存和外存的区别是什么？答案：内存速度快、容量小、断电数据丢失；外存速度慢、容量大、断电数据不丢失。
5、常见的输入设备有哪些？答案：键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
6、常见的输出设备有哪些？答案：显示器、打印机、音箱等。
7、硬盘的主要作用是什么？答案：存储计算机中的数据和程序。
8、显卡的作用是什么？答案：负责将计算机的数字信号转换成模拟信号或数字信号，输出到显示器上。
9、声卡的作用是什么？答案：实现声音的模拟信号和数字信号之间的转换。
10、主板的主要作用是什么？答案：连接计算机的各个硬件组件，提供数据传输和控制的通道。
二、计算机软件11、计算机软件分为哪两大类？答案：系统软件和应用软件。
12、操作系统的主要功能是什么？答案：管理计算机的硬件和软件资源，提供用户与计算机之间的接口。
13、常见的操作系统有哪些？答案：Windows、Mac OS、Linux 等。
14、办公软件包括哪些？答案：Word、Excel、PowerPoint 等。
15、图像处理软件有哪些？答案：Photoshop、Illustrator 等。
16、视频编辑软件有哪些？答案：Premiere、Final Cut Pro 等。
17、数据库管理软件有哪些？答案：MySQL、Oracle、SQL Server 等。
18、编程语言有哪些分类？答案：机器语言、汇编语言、高级语言。
19、常见的高级编程语言有哪些？答案：C、C+＋、Java、Python 等。
20、编译型语言和解释型语言的区别是什么？答案：编译型语言在执行前需要编译成可执行文件，执行效率高；解释型语言边解释边执行，执行效率相对较低，但开发效率高。
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• 1980年出了CD标准
• 1982年正式面市
• 1990年后在全世界流行
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 1.激光视盘LD
• 2.音频光盘CD • 3.视频光盘VCD • 4.中国视频光盘CVD • 5.超级视频光盘VCD(SVCD)
• 6.数字视频光盘DVD
• 7.微型光盘MD • 8.可录可抹光盘MO
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 3.1EFM调制
• 就是要将每个字符由8bit转换成14bit，使每帧的数据由 33*8bit=264bit增加至33*14bit。
• 做EFM调制是为了增加记录密度，减少因光盘相邻轨迹上 光点重合而产生的码间干扰，既保证时间的准确性，又可 以削弱音频的低频成分对放送机伺服系统正常运行的干扰。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 信号的形成和变换，决定着光盘机的整机系统电路的结构 与组成。电路是为信号的流通和变换服务的，信号不同， 变换不同，所用的电路与设备也就不同。 • 在讨论电子设备时，了解设备处理信号的特征、形态及形 成过程是非常有用的。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 光盘有磁光盘与光盘之分
• 磁光盘是用光学（激光）方式在磁性介质上记录和读取信 息的盘片，这是利用激光束加热盘片上的磁层，使其磁距 产生翻转而达到记录、拾取、抹除信息的目的； • 光盘是用光学方式在非磁性介质上记录和读写信息的盘片。
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 世界上第一张光盘是在1971年由美国IBM公司与其他公司 合作研制成功的。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• P通道码，携带曲目的编辑信号，用于记录乐曲起始的位 置，采用P码可以迅速准确地找到乐曲的起点 • Q通道位携带了曲目的时间及控制信号，还附加纠错信号 CIRC，可用来控制重放信息。
• 播放时，以Q位来确定激光头的当前位置，再计算激光头 到待选曲目间所需移动的音轨（轨迹）数目，然后由微处 理机发出指令，指使伺服系统做滑行跟踪，直至能进行选 取读入位置。
• 2.1.CIRC 纠错原理图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 2.2.CIRC编码方法
• 在音频信号中，通常取左右两声道个6个采样点数据做为一 帧，没点由A/D转换成16bit二进制数据，则每帧内含有二 进制的音频字节数为：2*6*16bit=24*8bit=24B • 在进行CIRC编码前，先将同一帧内的24个音频字符经扰码 器处理，将相邻的字符按预定的规定分隔，进行有规律的 位置变换、即交叉交织处理。并插入8个校验符，是输入的 24个字符转化成32个。（如下图所示）
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• • • • 1. 音频信号的脉冲编码调制 在信号量化比特取ｎ＝１６时，数字编码信号的信噪比为： Ｓ／Ｎ＝６ｎ＋１．７５＝９８ｄＢ 量化比特ｎ每增加１ｂｉｔ，信号的信噪比动态范围将增 加６ｄＢ，但是量化比特的增加，会使信号的频道宽度增 加，数据传输速率也大大提高，成本和技术难度也会随这 增加。
• ＥＦＭ调制是位了满足刻录或者拾取的要求，这一数码规 则中不能有连续的二个１，二个一之间最少有二个０，但 是不能超过１０个０。
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 4.5.开启刻录机中激光束
• 用此激光束将旋转着的光盘盘基表面的光刻胶刻蚀成一系 列螺旋形排列的凹凸纹迹，这些凹坑与岛（凸起）即真实 地记录了音视频的全部信息。 • 重放时，光盘信号应作相反过程的变换。
第一、光盘基础知识
• VCD的图像信号采用MPEG-1标准，120mm直径光盘上记 录74min的音视频节目。 • DVD视盘机是按现代视听要求设计的一种新的光盘视听系 统，采用了MPEG-2标准数据压缩技术，可在120mm直径 的光盘上记录135min的音视节目。
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 4. 音频数码的帧结构
• 4.1.音频信号帧的结构示意图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
• 1）帧同步信号，是做重放系统伺服机构的控制信息，这一 信号的丢失或受到干扰时，将会造成数据流的混乱与错误。
• 2）控制与显示信号，8bit数码，依次为P Q R S T U V W， 也称子码信息。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• R S T U V W通道位，提供了图像、文字等显示信息，也 称图形显示码。它表示了电视图像或线路图形及颜色种类 （共有8种颜色）。每张CD光盘可容纳1500-2000幅性能 良好、具有多种灰度和色彩的文字与图像。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
• 考虑到激光信号的误码率。光盘上凹坑的实际长度为０. ９～３.３ｕｍ，宽０.５ｕｍ。
第一、光盘基础知识
• 如果光盘转速每秒１.２～１.４ｍ，则读取信息的最短时间 为１.５ｕｓ，这相当于刻录信号的频率不能超过０.６７Ｍ ＨＺ，而ＣＤ系统ＰＣＭ音频数据的传输速率为１.４１１ ２Ｍｂｉｔ／ｓ．
• 可见，ＰＣＭ信号不能直接刻录，必须对ＰＣＭ码进行变 换，以满足激光刻录的要求。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 光盘在录制过程中，经常会产生随机误码或者数据丢失； 光盘在使用过程中，也会出现划伤或者破损，是数据丢失， 严重时光盘就不能正常播放。 • 因此必须用一种方法对上述问题进行自动检查、校正。
• 在CD/VCD等光盘系统中，常采用CIRC方法。
第一、光盘基础知识
• 1、光盘技术的发展
• 1960年，世界上诞生了红宝石激光器，为激光光盘的实用 化创造了条件。
• 1972年美国RCA公司与荷兰飞利浦公司联合开发并发表了 激光视盘（LD）系统，从此开创了以激光和高密度记录为 前提的光盘时代。 • 1982年推出了CD唱机，此后以CD为基础的各种CD媒体大 量涌现。
数字视频技术及应用
第三节 光盘基础知识 及 视频光盘数据信号的 形成与处理
本节目录
• 一、光盘的基础知识
• 1.光盘技术的发展
• 2.光盘的分类 • 3.光盘的结构
• 4.光盘记录前音视频信号的处理过程
• 二、视频光盘数据信号的形成与处理 • 1.音频信号的脉冲编码调制 • 2.数码的CIRC纠错 • 3.音频数码的帧结构 • 4.CD唱机的基本组成
• 2.2.CIRC编码方法原理图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 意为8bit数码转至14bit的调制
• PCM码中每帧的24个音频字符经过CITC交叉交织处理后， 附加了4个C2纠错字符，可使成群成片的误码变为分散的 单个误码，在28个字符的基础上，有附加了4个C1纠错字 符及一个表示曲目、时间、数据控制与显示的字符（C和 D），最后形成了每帧含有33个字符的数码信息流
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 2.1.CIRC （交叉交织里德—索罗门编码）纠错原理
• CIRC纠错就是讲PCM字符数据按规律将其打乱、延时、 分散到各帧的预定位置上，在做其它处理后，将它刻录到 光盘上。播放时，解码电路做相反变换，将分散的数据在 集中起来，还原出原理的PCM数据。（如下图所示）
• 在这里采用的是ＥＦＭ调制，即８－１４调制，就是将８ ｂｉｔ码变换成１４ｂｉｔ码的一种变换技术。
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 4.2.应用ＣＩＲＣ码形成数据位流
• ＣＤ．ＶＣＤ．ＭＤ等光盘系统中均采用ＣＩＲＣ的纠错 原理来提高信息的纠错能力。
• 这种交叉交织码应用信息系列的组合方法，使由于划伤、 灰尘、污斑等引起误码率很高的随机性群误码得到很好的 纠正，而对那些频繁出现但码长较短的群误码，可以由交 叉交织的编码来纠正，对于码长较长的群误码，则用另外 准备好的交织来解决。
•Hale Waihona Puke P137第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 3.2.插入3bit结合码
• 8bit数码转换成14bitEFM码后，满足了“数码中不可有连 续两个1，其间应存在2-10个0”的要求，但两个14bit码相 连时，这一要求难以实现，在两组14bit码间插入3bit结合 码，使整个码流符合EFM码的规则。 • 也称不归零（NRZI）调制
第一、光盘基础知识
• 3.光盘的结构
• CD . VCD. DVD属于激光只读光盘。
• 3.1.其基本结构如下图所示：
• 3.2.代表信息的坑与岛
• 3.3.坑与岛对激光的反射情况
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 在制作光盘前，音频信号需要做一系列处理才能符合激光 系统制作的要求，其处理过程分以下五步：
• 音频模拟信号转换成数字信号需经Ａ／Ｄ转换，即对模拟 信号进行采样、量化和编码处理，最后得到ＰＣＭ信号。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 1.1.采样频率、数据传输速率及信号带宽
• 对双通道立体声而言，ＣＤ光盘音频信号的采样频率为４ ４.１ＫＨＺ，量化等级为ｎ＝１６，即每以声道的数据传 输速率为 • Ｒ＝４４．１＊１６＝７０５．６ｋｂｉｔ／ｓ • 两个声道的数据传输速率为 • Ｒ＝４４．１＊１６×２＝１.４１１２Ｍｂｉｔ／ｓ
• 帧周期为136μs
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 由数据传输速率，可以得到信号所专用的频道宽度。
• 每一声道信号的带宽为： • Ｂ＝（０.５～１）Ｒ＝０.３５～０.７ｍｈｚ • 两个声道信号的带宽为： • Ｂ＝（０.５～１）Ｒ＝０.７～１.４ｍｈｚ
• 1982年正式面市
• 1990年后在全世界流行
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 1.激光视盘LD
• 2.音频光盘CD • 3.视频光盘VCD • 4.中国视频光盘CVD • 5.超级视频光盘VCD(SVCD)
• 6.数字视频光盘DVD
• 7.微型光盘MD • 8.可录可抹光盘MO
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 3.1EFM调制
• 就是要将每个字符由8bit转换成14bit，使每帧的数据由 33*8bit=264bit增加至33*14bit。
• 做EFM调制是为了增加记录密度，减少因光盘相邻轨迹上 光点重合而产生的码间干扰，既保证时间的准确性，又可 以削弱音频的低频成分对放送机伺服系统正常运行的干扰。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 信号的形成和变换，决定着光盘机的整机系统电路的结构 与组成。电路是为信号的流通和变换服务的，信号不同， 变换不同，所用的电路与设备也就不同。 • 在讨论电子设备时，了解设备处理信号的特征、形态及形 成过程是非常有用的。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 光盘有磁光盘与光盘之分
• 磁光盘是用光学（激光）方式在磁性介质上记录和读取信 息的盘片，这是利用激光束加热盘片上的磁层，使其磁距 产生翻转而达到记录、拾取、抹除信息的目的； • 光盘是用光学方式在非磁性介质上记录和读写信息的盘片。
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 世界上第一张光盘是在1971年由美国IBM公司与其他公司 合作研制成功的。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• P通道码，携带曲目的编辑信号，用于记录乐曲起始的位 置，采用P码可以迅速准确地找到乐曲的起点 • Q通道位携带了曲目的时间及控制信号，还附加纠错信号 CIRC，可用来控制重放信息。
• 播放时，以Q位来确定激光头的当前位置，再计算激光头 到待选曲目间所需移动的音轨（轨迹）数目，然后由微处 理机发出指令，指使伺服系统做滑行跟踪，直至能进行选 取读入位置。
• 2.1.CIRC 纠错原理图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 2.2.CIRC编码方法
• 在音频信号中，通常取左右两声道个6个采样点数据做为一 帧，没点由A/D转换成16bit二进制数据，则每帧内含有二 进制的音频字节数为：2*6*16bit=24*8bit=24B • 在进行CIRC编码前，先将同一帧内的24个音频字符经扰码 器处理，将相邻的字符按预定的规定分隔，进行有规律的 位置变换、即交叉交织处理。并插入8个校验符，是输入的 24个字符转化成32个。（如下图所示）
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• • • • 1. 音频信号的脉冲编码调制 在信号量化比特取ｎ＝１６时，数字编码信号的信噪比为： Ｓ／Ｎ＝６ｎ＋１．７５＝９８ｄＢ 量化比特ｎ每增加１ｂｉｔ，信号的信噪比动态范围将增 加６ｄＢ，但是量化比特的增加，会使信号的频道宽度增 加，数据传输速率也大大提高，成本和技术难度也会随这 增加。
• ＥＦＭ调制是位了满足刻录或者拾取的要求，这一数码规 则中不能有连续的二个１，二个一之间最少有二个０，但 是不能超过１０个０。
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 4.5.开启刻录机中激光束
• 用此激光束将旋转着的光盘盘基表面的光刻胶刻蚀成一系 列螺旋形排列的凹凸纹迹，这些凹坑与岛（凸起）即真实 地记录了音视频的全部信息。 • 重放时，光盘信号应作相反过程的变换。
第一、光盘基础知识
• VCD的图像信号采用MPEG-1标准，120mm直径光盘上记 录74min的音视频节目。 • DVD视盘机是按现代视听要求设计的一种新的光盘视听系 统，采用了MPEG-2标准数据压缩技术，可在120mm直径 的光盘上记录135min的音视节目。
第一、光盘基础知识
• 2、光盘的分类
• 4. 音频数码的帧结构
• 4.1.音频信号帧的结构示意图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
• 1）帧同步信号，是做重放系统伺服机构的控制信息，这一 信号的丢失或受到干扰时，将会造成数据流的混乱与错误。
• 2）控制与显示信号，8bit数码，依次为P Q R S T U V W， 也称子码信息。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• R S T U V W通道位，提供了图像、文字等显示信息，也 称图形显示码。它表示了电视图像或线路图形及颜色种类 （共有8种颜色）。每张CD光盘可容纳1500-2000幅性能 良好、具有多种灰度和色彩的文字与图像。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
• 考虑到激光信号的误码率。光盘上凹坑的实际长度为０. ９～３.３ｕｍ，宽０.５ｕｍ。
第一、光盘基础知识
• 如果光盘转速每秒１.２～１.４ｍ，则读取信息的最短时间 为１.５ｕｓ，这相当于刻录信号的频率不能超过０.６７Ｍ ＨＺ，而ＣＤ系统ＰＣＭ音频数据的传输速率为１.４１１ ２Ｍｂｉｔ／ｓ．
• 可见，ＰＣＭ信号不能直接刻录，必须对ＰＣＭ码进行变 换，以满足激光刻录的要求。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 光盘在录制过程中，经常会产生随机误码或者数据丢失； 光盘在使用过程中，也会出现划伤或者破损，是数据丢失， 严重时光盘就不能正常播放。 • 因此必须用一种方法对上述问题进行自动检查、校正。
• 在CD/VCD等光盘系统中，常采用CIRC方法。
第一、光盘基础知识
• 1、光盘技术的发展
• 1960年，世界上诞生了红宝石激光器，为激光光盘的实用 化创造了条件。
• 1972年美国RCA公司与荷兰飞利浦公司联合开发并发表了 激光视盘（LD）系统，从此开创了以激光和高密度记录为 前提的光盘时代。 • 1982年推出了CD唱机，此后以CD为基础的各种CD媒体大 量涌现。
数字视频技术及应用
第三节 光盘基础知识 及 视频光盘数据信号的 形成与处理
本节目录
• 一、光盘的基础知识
• 1.光盘技术的发展
• 2.光盘的分类 • 3.光盘的结构
• 4.光盘记录前音视频信号的处理过程
• 二、视频光盘数据信号的形成与处理 • 1.音频信号的脉冲编码调制 • 2.数码的CIRC纠错 • 3.音频数码的帧结构 • 4.CD唱机的基本组成
• 2.2.CIRC编码方法原理图
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 意为8bit数码转至14bit的调制
• PCM码中每帧的24个音频字符经过CITC交叉交织处理后， 附加了4个C2纠错字符，可使成群成片的误码变为分散的 单个误码，在28个字符的基础上，有附加了4个C1纠错字 符及一个表示曲目、时间、数据控制与显示的字符（C和 D），最后形成了每帧含有33个字符的数码信息流
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 2. 数码的CIRC纠错
• 2.1.CIRC （交叉交织里德—索罗门编码）纠错原理
• CIRC纠错就是讲PCM字符数据按规律将其打乱、延时、 分散到各帧的预定位置上，在做其它处理后，将它刻录到 光盘上。播放时，解码电路做相反变换，将分散的数据在 集中起来，还原出原理的PCM数据。（如下图所示）
• 在这里采用的是ＥＦＭ调制，即８－１４调制，就是将８ ｂｉｔ码变换成１４ｂｉｔ码的一种变换技术。
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 4.2.应用ＣＩＲＣ码形成数据位流
• ＣＤ．ＶＣＤ．ＭＤ等光盘系统中均采用ＣＩＲＣ的纠错 原理来提高信息的纠错能力。
• 这种交叉交织码应用信息系列的组合方法，使由于划伤、 灰尘、污斑等引起误码率很高的随机性群误码得到很好的 纠正，而对那些频繁出现但码长较短的群误码，可以由交 叉交织的编码来纠正，对于码长较长的群误码，则用另外 准备好的交织来解决。
•Hale Waihona Puke P137第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 3. EFM调制
• 3.2.插入3bit结合码
• 8bit数码转换成14bitEFM码后，满足了“数码中不可有连 续两个1，其间应存在2-10个0”的要求，但两个14bit码相 连时，这一要求难以实现，在两组14bit码间插入3bit结合 码，使整个码流符合EFM码的规则。 • 也称不归零（NRZI）调制
第一、光盘基础知识
• 3.光盘的结构
• CD . VCD. DVD属于激光只读光盘。
• 3.1.其基本结构如下图所示：
• 3.2.代表信息的坑与岛
• 3.3.坑与岛对激光的反射情况
第一、光盘基础知识
• 4.光盘记录前音频信号的处理
• 在制作光盘前，音频信号需要做一系列处理才能符合激光 系统制作的要求，其处理过程分以下五步：
• 音频模拟信号转换成数字信号需经Ａ／Ｄ转换，即对模拟 信号进行采样、量化和编码处理，最后得到ＰＣＭ信号。
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 1.1.采样频率、数据传输速率及信号带宽
• 对双通道立体声而言，ＣＤ光盘音频信号的采样频率为４ ４.１ＫＨＺ，量化等级为ｎ＝１６，即每以声道的数据传 输速率为 • Ｒ＝４４．１＊１６＝７０５．６ｋｂｉｔ／ｓ • 两个声道的数据传输速率为 • Ｒ＝４４．１＊１６×２＝１.４１１２Ｍｂｉｔ／ｓ
• 帧周期为136μs
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 4. 音频数码的帧结构
第二、视频光盘数据信号的形成与处理
• 1. 音频信号的脉冲编码调制
• 由数据传输速率，可以得到信号所专用的频道宽度。
• 每一声道信号的带宽为： • Ｂ＝（０.５～１）Ｒ＝０.３５～０.７ｍｈｚ • 两个声道信号的带宽为： • Ｂ＝（０.５～１）Ｒ＝０.７～１.４ｍｈｚ