第02章 2多媒體存儲.ppt

1、2.4 多媒體存儲設備,本節(jié)學習要點 光盤的特點和類型、光驅(qū)及光驅(qū)讀取光盤的方式 光盤標準 光盤的結構及記錄信息的原理 常用光盤刻錄軟件-NERO,多媒體磁存儲系統(tǒng),硬盤工作原理 利用特定的磁粒子的極性來記錄數(shù)據(jù)。磁頭在讀數(shù)據(jù)時，將磁粒子的不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖信號，再利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些原始信號變成計算機可以使用的數(shù)據(jù)，寫的操作正好與此相反。,硬盤性能指標,轉(zhuǎn)速 容量 平均尋道時間 緩存 傳輸速度 硬盤接口,硬盤分類,按其不同的連接方式分為兩大類： 機架內(nèi)活動硬盤 外置式活動硬盤,數(shù)字化的多媒體信息量非常大，要占用巨大的存儲空間，光存儲技術的發(fā)展為存儲多媒體信息提供了保證。光盤存儲器具有

2、存儲容量大、工作穩(wěn)定、密度高、壽命長、介質(zhì)可換、便于攜帶、價格低廉等優(yōu)點，已成為多媒體信息存儲普遍使用的載體。,多媒體光存儲器,光存儲技術概述,光存儲技術是通過激光在記錄介質(zhì)上進行讀寫數(shù)據(jù)的存儲技術。其基本原理是：改變一個存儲單元的某種性質(zhì)(如反射率、反射光極化方向等)，使其性質(zhì)的變化反映被存儲的二進制數(shù)0、1。在讀取數(shù)據(jù)時，光電檢測器檢測出光強和光極性的變化，從而讀出存儲在介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。,光盤盤片結構,光盤數(shù)據(jù)存儲量,光盤數(shù)據(jù)存儲量=光盤扇區(qū)數(shù)X每扇區(qū)數(shù)據(jù)存儲量 光盤扇區(qū)數(shù)=光盤存儲音樂的時間X單位時間內(nèi)播放的扇區(qū)數(shù) 單位時間內(nèi)播放的扇區(qū)數(shù)=75塊/秒,技術指標和相關知識,衡量一個光盤系統(tǒng)特

3、性的主要技術指標 包括存儲容量、平均存取時間、數(shù)據(jù)傳輸率、 接口標準等。,(1)存儲容量 存儲容量是指能存儲在光盤中的信息容 量。目前光盤常用的容量為650MB。,(2)數(shù)據(jù)傳輸率 數(shù)據(jù)傳輸率一般是指單位時間內(nèi)光盤驅(qū) 動器讀取出的數(shù)據(jù)量。該數(shù)值與光盤轉(zhuǎn)速和存 儲密度有關。對于CD-ROM，其數(shù)據(jù)傳輸率已從 初期的150KBs(1倍速)提高到8400KBs(56倍速)。,(3)平均存取時間 平均存取時間是指從計算機向光盤驅(qū)動 器發(fā)出命令開始，到光盤驅(qū)動器在光盤上找到 需讀寫的信息的位置并接受讀寫命令為止 的一段時間。光學頭沿半徑移動全程13長度 所需的時間為平均尋道時間。盤片旋轉(zhuǎn)半周的 時間為平

4、均等待時間。把平均尋道時間、平均 等待時間和讀寫光學頭穩(wěn)定時間相加，就得 到平均存取時間。,(4)接口標準 目前常用的光盤驅(qū)動器接口標準有SCSI 和IDE兩種。SCSI接口型數(shù)據(jù)傳輸快，需配備 相應的SCSI控制卡；IDE接口的光驅(qū)使用方便 價格便宜。,(5)兼容性,(6)緩存區(qū) (7)內(nèi)置與外置,光驅(qū)的選購,看光驅(qū)的性能價格比 光驅(qū)接口類型 兼容性,光驅(qū)的維護,防震 防塵 CD-ROM不用時里面不要有盤片 不要隨意清洗驅(qū)動器 不要在CD-ROM還在讀盤時強行退盤 不能用力向下壓托盤 盡量不用盜版光盤 忌將變形的光盤放入CD-ROM驅(qū)動器中,光盤在使用過程中應注意的幾點,忌將光盤夾于插頁之間

5、 忌用與油漬，污垢的手拿光盤 忌暴曬光盤 忌觸摸光盤的表面 忌用標識筆在光盤表面書寫 忌在光盤上貼標簽 避免盤片從高處跌落 若盤片較脹，只能用水或中性清潔劑噴灑,CD-ROM盤的規(guī)格,根據(jù)光盤的信息存儲標準，CD-ROM盤的規(guī)格和用途如下。 (1) CD-DA：CD-DA(CD-Digital Audio)，是數(shù)字激光唱盤，用來存儲音樂歌曲等。它的信息存放標準是根據(jù)國際標準化組織(1SO)紅皮書(Red Book)定義的。 (2) CD-ROM：CD-ROM信息存放標準是根據(jù)1988年IS09660黃皮書(Yellow Book)定義的,主要用于作為計算機的輔助存儲器。 (3) CD-I：CD

6、-I(CD-Interactive)在CD-ROM規(guī) 格的基礎上補充了音頻、視頻和計算機程序方面的規(guī)定(綠皮書標準)。CD-I光盤可在CD-I交互式光盤系統(tǒng)中播放，目前已經(jīng)過時，市面上基本消失。,(4) CD-ROM/XA(Extended Architecture)：CD-ROM/XA擴充了對數(shù)字音頻信號的編碼（黃皮書擴展）。它是CD-ROM和CD-I之間的“橋梁”型產(chǎn)品，實現(xiàn)了將聲音、視像和文字等資料同時存放在光盤片的同一軌上。 (5) CD-V：CD-V(CD-Video)，常稱為VCD，用來記錄數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。VCD采用CD-ROM/XA格式和MPEG-1標準保存視頻和音頻信息（白皮書標

7、準）。 (6) DVD新一代光盤存儲介質(zhì)： DVD（digital versatile disk），或指digital video disk(數(shù)字電視光盤)。利用MPEG-2壓縮算法壓縮音頻和動態(tài)圖像。最低存儲容量是4.7GB，是CD的7倍，最大存儲容量達17GB。,按照數(shù)據(jù)的存放格式和類型，光盤可分為許多不同的類型，并以不同的名稱加以區(qū)別。因而光盤是指下列光盤的總稱：CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-RW、photo-CD、VCD、DVD等。按光盤的讀寫性能可分為三種類型：只讀型光盤存儲器(CD-ROM)、多次可寫光盤存儲器(CD-R)、可擦寫光盤存儲器(CD-RW)。,光盤的類型,

8、(1) 只讀型光盤系統(tǒng)(CD-ROM) CD-ROM光盤的內(nèi)容是在制作光盤時寫入的， 用戶可任意多次從CD-ROM讀取信息，而不能往盤 上寫信息。 (2) 多次可寫光盤系統(tǒng)(CD-R) 一次或多次寫入數(shù)據(jù)，用戶可對其隨時追加數(shù)據(jù)直到盤滿為止，以后成為只讀光盤。 (3) 可擦寫光盤系統(tǒng)(Rewriteable或Erasable) 可擦寫型光盤像磁盤一樣具有可擦寫性。它 又分磁光型(MO)和相變型(PC)兩種形式。,光盤的存儲特點,只讀特性 大容量特性 單位成本低 可靠性高,必須使用專門的設備才能從光盤中讀取數(shù)據(jù)，這種設備就是光盤驅(qū)動器，簡稱光驅(qū)或光盤機。 CD-ROM驅(qū)動器：既能讀CD-ROM盤

9、，也能讀其他如CD-DA、CD-R、CD-RW和VCD等光盤，但它不能讀DVD等特殊形式的光盤，因為這些光盤各自有自己的標準，需要相應的光驅(qū)才能訪問。目前CD-ROM驅(qū)動器所能達到的最大CD讀取速度是56倍速(倍速是指光盤的數(shù)據(jù)傳輸率，單倍速的CD-ROM的數(shù)據(jù)傳輸速度是150KB/S)。 一次寫光盤存儲器(CDR驅(qū)動器，刻錄機)：CD-R（Compact disc recordable）激光存儲器又名“光盤刻錄機”。它為使用者提供了向光盤寫入信息的功能，但所使用的光盤具有“一次寫多次讀”（也叫CD-R光盤）的性質(zhì)；它也具有普通CD-ROM讀取光盤信息的功能。CD-R光盤刻錄機有兩個速度指標：

10、刻錄速度（向盤片上寫入數(shù)據(jù)時的最大倍速值）和讀取速度（以CD-ROM形式讀取普通光盤數(shù)據(jù)時的最大倍速值），是衡量性能優(yōu)劣的重要指標。,光盤驅(qū)動器,可擦寫光盤存儲器：CD-RW（Compact disc rewritable）激光存儲器稱為“可擦寫式光盤刻錄機”。它不僅為使用者提供了向光盤寫入信息的功能，而且所使用的光盤可具有“反復讀寫”（也叫CD-RW光盤）的性質(zhì)，既有CD-R的功能，又可隨意改寫CD-RW盤片。 CD-RW可擦寫式光盤刻錄機有三個速度指標：刻錄速度（向盤片上寫入數(shù)據(jù)時的最大倍速值）、復寫速度（對CD-RW盤片的數(shù)據(jù)層進行燒結，抹除原有數(shù)據(jù)的最大倍速值）和讀取速度（以CD-RO

11、M形式讀取普通光盤數(shù)據(jù)時的最大倍速值），是衡量性能優(yōu)劣的重要指標。例如，52X32X52X。 刻錄方式：CD-RW和CD-R的刻錄方式主要有兩種，整盤復制刻錄方式和軌道刻錄方式。軌道刻錄方式以文件或目錄為單位進行刻錄，數(shù)據(jù)可以取自軟盤、光盤或硬盤。 刻錄模式：以軌道刻錄方式刻錄光盤時CD-RW和CD-R的刻錄模式都有兩種，開放型和關閉型。若選擇開放型模式，當數(shù)據(jù)刻錄完成后還可以繼續(xù)追加刻錄數(shù)據(jù)，直至光盤容量容納不下為止；若選擇關閉型模式，當數(shù)據(jù)刻錄完成后將關閉追加刻錄的大門，不允許繼續(xù)追加刻錄數(shù)據(jù)。,VCD存儲器：VCD（Video CD）技術標準是數(shù)字激光視盤技術標準。VCD采用白皮書規(guī)范，

12、利用MPEG-1壓縮算法壓縮音頻和動態(tài)圖像。 DVD存儲器：DVD（digital versatile disk），或指digital video disk(數(shù)字電視光盤)。利用MPEG-2壓縮算法壓縮音頻和動態(tài)圖像。最低存儲容量是4.7GB，是CD的7倍，最大存儲容量達17GB。 光驅(qū)讀取光盤的兩種方式：恒定線速度(constant line velocity，CLV)方式、恒定角速度(constant angular velocity，CAV)方式。,DVD驅(qū)動器,早期的單倍速（第一代）DVD光驅(qū)在技術上是很不完善的。不支持CD-R，讀盤時CPU占有率一般都比較高。 雙倍速DVD又稱第二代

13、DVD。這種DVD驅(qū)動器已經(jīng)能夠支持包括CD-R在內(nèi)的各種格式的CD盤片及單層、雙層等各種規(guī)格的DVD盤片。它讀取CD-ROM最大速度大約在20倍速左右。 進入1999年，許多更高倍速的驅(qū)動器陸續(xù)問世了。一般都在4倍速以上，有稱之為第三代DVD光驅(qū)。第三代DVD光驅(qū)與第二代DVD光驅(qū)的區(qū)別主要在速度上，第三代DVD光驅(qū)讀取DVD盤的速度在4-6倍速之間，而讀取CD-ROM的速度在24-40倍之間。不過最值得注意的是第三代DVD驅(qū)動器有一部分在光驅(qū)上加了區(qū)碼（亞洲、美洲、歐洲等）保護，而且允許更改的次數(shù)不多。如創(chuàng)新的PC-DVD 5X光驅(qū)就有區(qū)碼保護，只允許更改5次。現(xiàn)在越來越多的顯卡都具有DV

14、D硬件加速能力，大批的3D芯片一般都具有硬件的運動補償能力，因此顯卡將完成DVD回放所需要得絕大部分操作。（DVD解壓卡必須被淘汰）。,DVD盤的過人之處的表現(xiàn),容量大 視頻圖像質(zhì)量超群出眾 聲音質(zhì)量高 兼容性好 性能/價格比高,DVD的選購,驅(qū)動器的倍速 驅(qū)動器的光頭 防盜版措施,CD-R和CD-R刻錄機,通過光盤刻錄機可將大量的多媒體信息寫 到CD-R可記錄式光盤上。,1. CD-R盤片的特點,(1) CD-R盤片的尺寸與CD-ROM盤相同。 (2) CD-R與CD-ROM兼容，寫入CD-R盤上信息可在 CD-ROM驅(qū)動器上讀出。 (3) 用戶在CD-R盤上寫入信息后不得再擦除。 根據(jù)IS

15、O9660橙皮書標準，雖不能把以前寫 入的數(shù)據(jù)擦除，但允許在CD-R盤的空白部 分多次寫入數(shù)據(jù)。,2. CD-R的刻錄和讀取原理,CD-R與CD-ROM記錄數(shù)據(jù)的方法相同，也是 將數(shù)據(jù)由內(nèi)向外刻錄在螺旋軌道上。 使用CD-R刻錄機刻錄CD-R盤的原理如下： 將刻錄機的寫激光聚焦后，通過CD-R空白盤的 聚碳酸脂層照射到有機染料層的表面上，激光 束照射時產(chǎn)生的熱量將有機染料燒熔，在光道 上形成光痕。 必須注意在CD-R刻錄數(shù)據(jù)過程中工作不能 中斷。如果CD-R在螺旋軌道上順序刻寫數(shù)據(jù)時， 中途由于某種原因使得刻錄中斷，則再次刻錄 時CD-R無法找到中斷時的位置，這張CD-R盤就 報廢了。,分類與

16、接口,按外形分：內(nèi)置式與外置式 按裝盤的方式分：TRAY和CADDY式 接口：SCSI接口、TAAPA接口、并行接口,4. CD-R刻錄機的選擇,衡量CD-R刻錄機性能的技術指標主要包括它 所支持的CD數(shù)據(jù)格式種類、刻錄方式、讀速度、 緩存器大小、平均無故障時間和數(shù)據(jù)錯誤率等。 (1) 數(shù)據(jù)格式:在選購前，首先應弄清要刻錄什么格式的盤，再選擇刻錄機的類型及配套刻錄軟件。CD-R刻錄機及其配套軟件包應支持紅皮書、黃皮書、橙皮書、綠皮書、白皮書及CD-ROMXA標準?，F(xiàn)有的CD-R刻錄機一般均支持CD-DA、CD-ROM、CD-ROM/XA、VCD和CD-I五種光盤數(shù)據(jù)格式。,(2) 刻錄方式:C

17、D-R刻錄機的刻錄方式有整盤 刻錄、軌道刻錄和多段刻錄三種。 整盤刻錄必須將不超過光盤容量的所有數(shù) 據(jù)一次性寫入CD-R光盤。軌道刻錄和多段刻錄則 允許用戶分多次將數(shù)據(jù)按軌道記錄到CD-R盤上， 但是多次寫入數(shù)據(jù)會有盤片空間浪費。 (3) 刻錄機的寫入速度:刻錄機的寫入速度可 分為1X(單倍速)、2X(雙倍速)和4X(四倍速)等。 (4) 緩存區(qū)(Buffer)的容量。 (5) 平均無故障時間(MTBF)。 (6) 兼容性。,光盤刻錄軟件-NERO Nero Burning ROM是德國ahead公司出品的刻錄軟件，容易使用，功能強大而齊全，能應付絕大部分的刻錄工作，同時也像Direct CD一樣能夠把刻錄盤當作硬盤來使用。在刻錄時還能夠利用硬盤的啟動分區(qū)來制作開機引導光盤，可以設置文件的隱含屬性和優(yōu)先級別，能夠把硬盤上的WAV文件直接刻錄成CD音軌，更是允許刻錄失敗之后在同一張光盤上繼續(xù)刻錄文件。另外，它還有一個功能，就是可以對當前光盤的存儲結構進行查看，這有點像Norton Disk Doctor，不過只是看而不能修改。所有這些優(yōu)點都使得Nero Burning ROM在目前的刻錄軟件中獨領風騷，而且它的界面很友好，使用起來也并