第6章光盤和光盤驅(qū)動器

第6章

光盤和光盤驅(qū)動器6.1光存儲6.2光驅(qū)的分類及性能指標(biāo)6.3光驅(qū)使用的注意事項6.4主流的光驅(qū)產(chǎn)品6.5發(fā)展趨勢6.1光存儲6.1.1光存儲的誕生6.1.2光存儲原理6.1.3光盤的分類6.1.1光存儲的誕生在過去（386以前）計算機之間的數(shù)據(jù)交換只能用軟盤，因為那個年代（1993年前后）還沒有現(xiàn)在這么發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也沒有像閃盤或移動硬盤那么大容量的移動存儲設(shè)備。而當(dāng)時主要的移動存儲設(shè)備軟盤也有容量小（1.2/1.44MB）、速度慢（幾十KB/S）、可靠性差的諸多缺點。光盤（光驅(qū)）的誕生基本解決了這些問題。6.1.2光存儲原理在過去，無論是硬盤還是軟磁盤，它們都是能過改變電信號來形成變化的磁場來實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄（存儲）的。那么光盤又是怎么記錄數(shù)據(jù)的呢？為此我們就以CD光盤為例來了解光盤的構(gòu)造。

我們常用的CD光盤非常薄，只有1mm的樣子，但卻包括了基板、記錄層、反射層、保護層、印刷層5個層。Cd光盤的5個層我們看一下分別起什么作用1）基板它是各功能性結(jié)構(gòu)的載體，其使用的材料是聚碳酸酯（PC），沖擊韌性極好、使用溫度范圍大、尺寸穩(wěn)定性好、耐候性、無毒性。一般來說，基板是無色透明的聚碳酸酯板，在整個光盤中，它不僅是溝槽等的載體，更是整個光盤外殼。CD光盤的基板厚度為1.2mm、直徑120mm，中間有孔，呈圓形，它是光盤的外形體現(xiàn)。

在讀者的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。不過，對于光盤而言，卻交不相同。如果你把光盤比較光滑的一面（激光頭面向的一面）朝向你自己，那最表面的一面就是基板。需要說明的是，在基板方面，CD、CD-R、CD-RW之間是沒有區(qū)別的。2）記錄層（染料層）這是記錄（存儲）數(shù)據(jù)的地方，其主要的工作原理是在基板上涂抹上專用的有機染料，以供激光記錄信息。同于燒（刻）錄前后的反射率不同，經(jīng)由激光讀取不同長度的信號時，通過反射率的變化形成0與1信號，借以讀取信息。目前市場上存在3大類有機染料，即花菁、酞菁、及偶氮。目前，一次性記錄的CD-R光盤主要采用有機染料（酞菁），當(dāng)此光盤進行燒錄時，激光就會對在基板上涂的有機燃料進行燒錄，直接燒錄成一個接一個的“坑”，這樣有“坑”和沒有“坑”的就形成了0和1的信號，這一個接一個的“坑”是不能恢復(fù)的，也就是當(dāng)燒成“坑”之后，將永久性地保持現(xiàn)狀，這也就意味著此光盤不能重復(fù)擦寫。這一連串的0、1信息，就組成了二進制代碼，從而表示特定的數(shù)據(jù)。在這里，需要特別說明的是，對于可重復(fù)擦寫的CD-RW而言，所涂抹的就不是有機染料，而是某種碳性物質(zhì)，當(dāng)激光在燒錄時，就不是燒成一個接一個的“坑”，而是改變碳性物質(zhì)的極性，通過改變碳性物質(zhì)的極性，來形成特定的0、1代碼序列。這種碳性物質(zhì)的極性是可以重復(fù)改變的，這也就是表示此光盤可以重復(fù)擦寫。3）反射層這是光盤的第三層，它是反射光驅(qū)激光光束的區(qū)域，借反射的激光光束讀取光盤片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。這個比較容易理解，它就如同我們經(jīng)常用到的鏡子一樣，此層就代表鏡子的銀反射層，光線到達此層，就會反射回去。一般來說，我們的光盤可以當(dāng)成鏡子用，就是因為有這一層的緣故。4）保護層它是用來保護光盤中的反射層及染料層防止信號被破壞，材料為光固化丙烯酸類物質(zhì)。另外現(xiàn)在市場使用的DVD+/-R系列還需在以上的工藝上加入膠合部分。5）印刷層印刷盤片的客戶標(biāo)識、容量等相關(guān)資訊的地方，這就是光盤的背面。其實，它不僅可以標(biāo)明信息，還可以起到一定的保護光盤的作用。6.1.3光盤的分類1、CD的誕生CD代表小型鐳射盤，是一個用于所有CD媒體格式的一般術(shù)語?，F(xiàn)在市場上有的CD格式包括聲頻CD、CD-ROM、CD-ROMXA、照片CD、CD-I和視頻CD等。在這多樣的CD格式中，最為人們所熟悉的一個或許是聲頻CD，它是一個用于存儲聲音信號軌道（如音樂和歌）的標(biāo)準(zhǔn)CD格式。CD是作為音樂傳播的一個形式來產(chǎn)生的。因為音頻CD的巨大成功，這種媒體的用途逐漸擴大到進行數(shù)據(jù)儲存，目的是數(shù)據(jù)存檔和傳遞。和各種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存的媒體如軟盤和錄音帶相比，CD是最適于儲存大數(shù)量的數(shù)據(jù)，它可以是任何形式或組合的計算機文件、聲頻信號數(shù)據(jù)、照片映像文件，軟件應(yīng)用程序和視頻數(shù)據(jù)。音頻CD可存儲約1小時的高品質(zhì)音樂，數(shù)據(jù)CD可存儲最大約670MB的數(shù)據(jù)。CD有CD-ROM和CD-R兩種類型。CD-ROM是只讀光盤存儲器，在我們買來時就有數(shù)據(jù)（音頻CD、軟件CD、VCD等）；CD-R就是人們平常所說的刻錄光盤，也就是空白盤，它是用戶保存重要文件或交換大容量數(shù)據(jù)的最佳方式。2、DVDDVD是數(shù)字多功能光盤（DigitalVersatileDisc）的簡稱，也是一種光盤存儲器，通常用來存放標(biāo)準(zhǔn)電視機清晰度的電影、高質(zhì)量的音樂，還具有大容量存儲數(shù)據(jù)的用途。DVD與CD的外觀極為相似，它們的直徑都是120毫米左右。最常見的DVD，即單面單層DVD的存儲容量約為VCD的7倍，達到了4.7GB，這是因為DVD和VCD雖然使用相同的技術(shù)來讀取深藏于光盤片中的資料（光學(xué)讀取技術(shù)），但是由于DVD的光學(xué)讀取頭（激光頭）所產(chǎn)生的光點較?。▽⒃?.85μm的讀取光點大小縮小到0.55μm），因此在同樣大小的盤片面積上（DVD和VCD的外觀大小是一樣的），DVD資料儲存的密度便可提高。與CD光盤類似，DVD光盤也有不同的類型。（1）DVD-ROM也是只讀光盤存儲器，存儲容量高達4.7GB。（2）DVD-R就像CD-R一樣，都采用有機染料的方法制成，大部分DVD播放器都支持DVD-R，DVD-R容量高達4.7GB。（3）DVD-RW有可反復(fù)擦寫的特性，它可重寫超過1000次。3、藍光光盤藍光光盤（BD，Blu-rayDisc）是DVD之后的下一代光盤格式之一，用以存儲高品質(zhì)的影音及高容量的數(shù)據(jù)存儲。藍光光盤的命名是由于其采用波長405納米的藍色激光光束來進行讀/寫操作（DVD采用650納米波長的紅光讀/寫器，CD則是采用780納米波長）。一個單層的藍光光碟的容量為25GB或是27GB，足夠存儲一個長達4小時的高清影片。6.2光驅(qū)的分類及性能指標(biāo)6.2.1光驅(qū)的分類6.2.2光驅(qū)的性能指標(biāo)光驅(qū)也叫光盤驅(qū)動器，是計算機用來讀/寫光盤內(nèi)容的設(shè)備，從Pentium時代開始多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得光驅(qū)逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)配置。6.2.1光驅(qū)的分類光驅(qū)在20年的時間里經(jīng)歷了多方面的改進和升級換代，具體可分為CD-ROM驅(qū)動器、DVD光驅(qū)（DVD-ROM）、CD刻錄機、康寶（COMBO）和DVD刻錄機等。1、CD-ROMCD-ROM是最早的光驅(qū)，剛開始時的速度十分有限，它只能讀取CD光盤上的數(shù)據(jù)，能過多年的發(fā)展它的速度得到大幅提升，最終達到了7800KB/s。2、DVD-ROMDVD-ROM就是常說的DVD光驅(qū)，相對CD-ROM來說它的速度較快（最高可達21MB/s），它能讀取各種DVD光盤上的數(shù)據(jù)并向前兼容。3、CD刻錄機CD刻錄機是在CD-ROM所有功能的基礎(chǔ)上增加了刻錄CD-R的功能，一般情況下刻錄的速度要比讀取的速度慢一些。4、康寶（COMBO）說的簡單一點，康寶（COMBO）是將CD刻錄機和DVD-ROM的功能相結(jié)合的設(shè)備，能讀DVD盤的數(shù)據(jù)，也能對CD-R盤片進行寫入操作。5、DVD刻錄機DVD刻錄機可以說是全能型的設(shè)備，能讀取CD和DVD的數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù)寫入CD-R或DVD-R盤上，是目前市場上的主流產(chǎn)品。6.2.2光驅(qū)的性能指標(biāo)1、速度2、CPU占用時間3、高速緩存4、平均訪問時間5、穩(wěn)定性6、接口類型1、速度數(shù)據(jù)傳輸速率是光驅(qū)最基本的性能指標(biāo)，CD光驅(qū)和DVD光驅(qū)的速度都是用基礎(chǔ)速度的倍數(shù)來描述的，需要注意的是，CD光驅(qū)和DVD光驅(qū)的基礎(chǔ)速度并不相同，具體情況如下：CD光驅(qū)：CD光驅(qū)的基礎(chǔ)速度只有150KB/S，最快的52×光驅(qū)的速度為7800KB/S。DVD光驅(qū)：DVD光驅(qū)的基礎(chǔ)速度是CD光驅(qū)的9倍，16×DVD的速度高達21MB/S。要說明的一點是各種光驅(qū)所標(biāo)稱的速度只是它的最高速度（讀取光盤最外圈數(shù)據(jù)時的瞬時速度），在實際應(yīng)用中依據(jù)數(shù)據(jù)在光盤上所在位置的不同，讀取速度也相差很大。通常情況下越靠外圈的數(shù)據(jù)讀取速度越快，越向里（內(nèi)）圈的數(shù)據(jù)讀取速度越慢。2、CPU占用時間CPU占用時間指光驅(qū)在維持一定的轉(zhuǎn)速和數(shù)據(jù)傳輸速率時所占用CPU資源的時間。該指標(biāo)是衡量光驅(qū)性能的一個重要指標(biāo)，從某種意義上講，CPU的占用率可以反映光驅(qū)的BIOS編寫能力。優(yōu)秀產(chǎn)品可以盡量減少CPU占用率，這實際上是一個編寫B(tài)IOS的軟件算法問題，當(dāng)然這只能在質(zhì)量比較好的盤片上才能反映。如果碰上一些磨損非常嚴(yán)重的光盤，CPU占用率自然就會直線上升。3、高速緩存這里所說的緩存與CPU和硬盤的緩存起著相同的作用，同樣可以提高光驅(qū)的運行速度。4、平均訪問時間平均訪問時間（AverageAccessTime）即平均尋道時間，作為衡量光驅(qū)性能的一個標(biāo)準(zhǔn)，是指光驅(qū)的激光頭從原來的位置移動到指定的數(shù)據(jù)區(qū)，并把該區(qū)上的第一塊數(shù)據(jù)讀入高速緩沖所花費的時間。顯然，平均尋道時間越短，光驅(qū)的性能就越好，單位是ms。5、穩(wěn)定性由于光驅(qū)是集機械技術(shù)、光電技術(shù)為一體的設(shè)備，所以工作中的機械運動會使得光驅(qū)工作一段時間后其精度有所下降。穩(wěn)定性是指一部光驅(qū)在較長的一段時間（至少一年）內(nèi)能保持穩(wěn)定的、較好的讀盤能力。6、接口類型光驅(qū)根據(jù)安裝位置的不同有內(nèi)置光驅(qū)和外置光驅(qū)兩種類型。目前內(nèi)置光驅(qū)全部采用SATA接口，外置光驅(qū)則采用USB接口。6.3光驅(qū)使用的注意事項（1）光驅(qū)在工作時光盤在驅(qū)動器內(nèi)會高速旋轉(zhuǎn)（最高7200rpm），在這種情況下驅(qū)動器內(nèi)的灰塵會在氣流作用下飄蕩并降落和覆蓋到光頭組件上，長期的灰塵積累會使光驅(qū)的讀/寫精度和靈敏度大幅下降。所以在使用計算機時盡可能減少灰塵的產(chǎn)生，并做到定期除塵。（2）光驅(qū)內(nèi)