多媒體光盤存儲系統(tǒng)

多媒體光盤存儲系統(tǒng)第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容光盤存儲系統(tǒng)1光盤的標準2光盤的結(jié)構(gòu)與信息記錄3光盤庫與光盤塔4第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月存儲技術(shù)的發(fā)展隨著寬帶網(wǎng)的普及，數(shù)百MB甚至上GB容量的軟件、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)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)展有望在傳統(tǒng)硬盤的基礎(chǔ)上進行更深層次的拓展，它將遵循“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)存儲的基礎(chǔ)上開創(chuàng)出硬盤存儲的新方式，最明顯的體現(xiàn)就是移動存儲越來越普及。第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月光盤存儲技術(shù)是20世紀70年代發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。20世紀90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)，光盤存儲技術(shù)及其應(yīng)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(luò)化的方向發(fā)展。第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月主存RAM聯(lián)機設(shè)備磁盤或光盤鄰機設(shè)備光盤庫、光盤塔脫機設(shè)備磁帶、光存儲一、計算機存儲系統(tǒng)層次模型存儲量速度與成本第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月光盤存儲技術(shù)在計算機外部存儲設(shè)備應(yīng)用上得到了飛速的發(fā)展，它已向磁盤存儲技術(shù)提出挑戰(zhàn)。在光盤存儲技術(shù)方向，材料和器件是光存儲發(fā)展的關(guān)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。

光盤存儲系統(tǒng)由光盤片和光盤驅(qū)動器組成。第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

20世紀70年代初，人們發(fā)現(xiàn)激光經(jīng)聚焦后可獲得直徑小于1微米的光束，利用這一特性，Philips公司開始了激光記錄和重放信息的研究。到20世紀80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)迅速地發(fā)展起來。二、光盤及其特點CD(CompactDisc)意為高密盤，稱之為光盤。第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要特點:（1）記錄密度高（2）存儲容量大（3）采用非接觸方式讀/寫信息（4）信息保存時間長（5）不同平臺可以互換（6）多種媒體融合（7）價格低廉二、光盤及其特點第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三、光盤的類型只讀型光盤

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。第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月多次可寫光盤

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(yīng)用的CD-R就屬于這類光盤。第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月可擦寫光盤

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(shè)備。第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

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-RW是可擦寫光盤最具有發(fā)展前途的產(chǎn)品。第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月四、光盤的標準目前的光盤標準及產(chǎn)品有：CD-DA、CD-ROM、CD-R、PhotoCD、VCD、DVD等。

CD-DA標準CD-DA(CompactDiscDigitalAudio)，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。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(chǔ)。CD-DA的應(yīng)用領(lǐng)域是用于存儲數(shù)字化的高保真立體聲音樂。第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

CD-ROM標準該標準從CD-DA發(fā)展而來，又稱黃皮書標準。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-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。第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

CD-R標準

CD-R是一種可刻錄的光盤，基于橙皮書的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染料和花青基染料。第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

Photo-CD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-ROMXA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(lǐng)域的成功應(yīng)用。第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

Video-CD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(shù)規(guī)格，稱之為白皮書，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(yīng)聲音數(shù)據(jù)的光盤格式。第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

DVD標準DVD（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CD8-25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(shù)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)。第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月五、光盤的讀寫原理與制作過程保護層鋁反射層壓制的凹坑聚碳酸酯襯底1、光盤結(jié)構(gòu)第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、光盤讀取原理第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月六、CD-ROM驅(qū)動器1、CD-ROM驅(qū)動器的指標訪問時間是指從驅(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。訪問時間反映了光驅(qū)對讀入數(shù)據(jù)請求的快慢。數(shù)據(jù)傳輸率是指每秒鐘向主機傳送的數(shù)據(jù)量（位）。第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月驅(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。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)。誤碼率采用復(fù)雜的糾錯編碼技術(shù)可以降低誤碼率。第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月容錯性驅(qū)動器在讀壞盤時的糾錯能力。平均無故障時間一般為25000小時左右。容量指光盤的最高存儲容量可達680M。內(nèi)置式和外置式第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、CD-ROM驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動器的正面外觀（1）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。第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）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

當指示燈亮?xí)r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(guān)操作。（4）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）彈出按鈕通過按鈕使光盤彈出。第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月，驅(qū)動器的背面外觀電源輸入插座跳線開關(guān)信號線插座音頻輸出接口第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月七、光盤庫與光盤塔1、光盤庫光盤庫是一個巨大的聯(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(shè)備對于圖書館之類的機構(gòu)是很有用的。第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、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(yīng)的控制器和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)直接連接的存儲設(shè)備，用來存放電子出版物、從事光盤信息的管理。光盤塔的應(yīng)用主要集中在圖書館、檔案館、學(xué)校、科研情報部門、CAD/CAM等領(lǐng)域。第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、光盤塔與光盤庫的比較（1）速度：光盤塔提供“在線”檢索速度，與光盤庫不同，他不需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：光盤庫的容量少則十幾倍，多則幾十倍于光盤塔。（3）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：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。第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月DVD存儲容量

DVD-Video/DVD-ROM114.7GB(DVD-5)

DVD-Video/DVD-ROM128.5GB(DVD-9)

DVD-Video/DVD-ROM219.4GB(DVD-10)

DVD-Video/DVD-ROM2217.0GB(DVD-18)第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月DVD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(shù)：

①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(xué)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。

②加大盤片的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域。DVD盤的記錄區(qū)域從CD盤的86cm2提高到86.6cm2。

③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。

④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。第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月EVD(EnhancedVersatileDisk)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)”，是DVD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