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(biāo)準(zhǔn)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M(fèi)B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(rèn)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(jìn)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(jìn)；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(jì)70年代發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。20世紀(jì)90年代以來，光盤生產(chǎn)已形成具有相當(dāng)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)，光盤存儲技術(shù)及其應(yīng)用已進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，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(jī)設(shè)備磁盤或光盤鄰機(jī)設(shè)備光盤庫、光盤塔脫機(jī)設(shè)備磁帶、光存儲一、計算機(jī)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(jī)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(jì)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(jì)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(diǎn)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(diǎn):（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(diǎn)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(dāng)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(jī)的新型標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)目前的光盤標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品有：CD-DA、CD-ROM、CD-R、PhotoCD、VCD、DVD等。

CD-DA標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，稱為紅皮書標(biāo)準(zhǔn)。CD唱盤是CD家族的第一個成員，其標(biāo)準(zhǔn)是以后各種新的CD標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)從CD-DA發(fā)展而來，又稱黃皮書標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)使得光盤以統(tǒng)一的格式存儲只讀的信息，作為計算機(jī)的只讀存儲器存儲計算機(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)Photo-CD意為照片光盤，該標(biāo)準(zhǔn)是柯達(dá)公司和philips公司根據(jù)Cd-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(jī)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(hù)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(biāo)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)指的是CD-ROM驅(qū)動器與主機(jī)連接線的定義標(biāo)準(zhǔn)。常見有專用接口、IDE接口和SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)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(dá)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(jī)插孔

用來連接立體聲耳機(jī)，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(dāng)指示燈亮?xí)r說明光驅(qū)正在訪問光盤，當(dāng)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(jī)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(jī)資料庫，能通過CD-ROM盤和CD-DA盤的光盤自動換盤機(jī)自動把機(jī)柜中存放的多片光盤選出并裝入光盤機(jī)進(jìn)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(jī)容量巨大的設(shè)備對于圖書館之類的機(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)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(dá)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(jìn)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(qiáng)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