关于光盘的知识[★]

cayuer

关于光盘的知识光盘的一点知识,虽然比较老了,但是比较基础值得一看哦!
一．光盘的发展历史 光存储技术的研究从20世纪70年**始。人们发现通过对激光聚焦后，可获得直径为1微米的激光束。

根据这个事实，荷兰Philips公司的研究人员开始研究用激光束来记录信息。1972年9月5日，该公司向新闻界展示了可以长时间播放电视节目的光盘系统，这个系统被正式命名为LV(Laser Vision)光盘系统(又称激光视盘系统)，并于1978年投放市场。这个产品对世界产生了深远的影响，从此，拉开了序幕利用激光来记录信息的革命。 大约从1978年开始，把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上，历时4年，Philips公司公司和Sony公司终于在1982年成功地把这种记录有数字声音的盘推向了市场。由于这种塑料金属圆盘很小巧，所以用了英文Compact Disc来命名，而且还为这种盘制定了标准（1980年），这就是世界闻名的“红皮书(Red Book)标准”，后来成为ICE 908标准。这种盘又称为CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)盘，它的中文名字就是我们现在叫的“数字激光唱盘” ，简称CD盘。当然，这种CD盘和现在所称的CD盘在记录格式和信息上还有所区别。 由于CD-DA能够记录数字信息，很自然就会想到把它用作计算机的存储设备。1985年Philips公司和SONY公司开始将CD-DA技术用于计算机的外围存储设备，于是就出现了CD-ROM，并推出了相应的物理格式标准，称为黄皮书（Yellow Book），并成为ISO/IEC 10149标准。
在用于计算机的存储器时，为了便于推广CD-ROM技术的应用，一些工业巨头聚会在美国加州Lake Tahoe的High Sierra Hotel & Casino，联合制定了一套称为High Sierra的统一标准。在这个标准中定义了光盘上的文件存储结构标准等。Microsoft公司还为此开发了Microsoft Compact Disk Extension(即MSCDEX)软件，通过这个驱动程序，可以在DOS环境下用DOS命令访问CD-ROM。 High Sierra标准很快被国际标准化组织（ISO）选定，并在此基础上经过少量修改，1987年将其作为ISO 9660，成为CD-ROM的数据格式编码标准。ISO 9660和1993年提出、并于1995年成为ISO 13490的“信息技术——信息交换用只读和可写一次紧凑光盘媒体的卷和文件结构（Information technology -- Volume and file structure of read-only and write-once compact disk media for information interchange）”是各种CD光盘的重要逻辑标准. ISO 9660在很多操作系统中都可用。标准ISO 9660 格式只支持MS-DOS的8.3文件命名格式，即8个字符的文件名和3字符文件类型。对于其他的操作系统如Macintosh 或UNIX，则使用ISO 9660的Apple或UNIX扩展以支持长文件命名。HFS （Hierarchical File System，层次文件系统）是Apple公司Macintosh的文件系统格式。一台Macintosh能读ISO 9660、HFS和Hybrid ISO 9660/HFS 格式的CD-ROM光盘。目前绝大部分CD-ROM和光盘的数据编码都遵循这个标准。从此CD-ROM工业走上了康庄大道。 在CD-DA基础上发展起来的CD-I（CD-Interactive），更适于基于CD的展现。相应的物理格式标准称为绿皮书（Green Book，1986年）。照片CD（Photo CD）技术由Kodak和Philips联合开发，并由Kodak在1990年公布。利用这种技术35 mm影片可以数字化在一张CD-ROM上，这种CD-ROM光盘称为照片CD光盘，更一般的形式是CD-bridge。在CD-I和CD-bridge等的基础上发展起来的Video CD（VCD），致力于视频，相应的VCD标准称为白皮书（White Book，1993年）。另一类CD是可记录（Recordable）CD，由橙色书（Orange Book，1992年）定义，包括CD-MO和CD-WO等。橙色书和红皮书、黄皮书、绿皮书、白皮书等一道组成了CD的主要标准.

                               
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标准 应用
Red Book
Audio Yellow Book
CD-ROM
Green Book
CD-I
Orange Book
Recordable CDs
White Book
VCD
现在，已经发展了一系列光盘产品。其中1994年出现的DVD是20世纪最后一个推向市场的世界级产品。DVD也有若干系列，现在成熟的主要有DVD-ROM和DVD-Video等。

                               
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二．光存储技术 光存储方式有别于计算机技术中常用的磁存储方式，是一种通过光学的方法读写数据的技术。
它的工作原理是改变存储单元的某种性质(如反射率、反射光极化方向等)，利用这种性质的改变来存储二进制数据。在读取数据时，光检测器检测出光强和极化方向等的变化，从而读出存储在光盘上的数据。由于激光光束可以聚焦到很小的直径，因此它比其他存储技术有较高的存储容量，而这正是存储多媒体信息所必需的。 光存储技术之所以得到快速的发展和广泛的应用，是因为与传统的磁存储技术相比有不可比拟的优点，数据盘中的数据不易丢失，使用寿命长，存储容量大，价格便宜。
光盘系统和磁盘系统主要存在以下的差别： 1．存储原理不同 磁盘系统的存储是通过改变存储单元的磁场方向来存储信息，光盘系统则是利用激光光束改变存储单元的物理性质来存储信息。 2．存储容量和数据读写方式不同 磁盘系统通过磁头对存储单元的磁化方向的感应方式读写数据；光盘系统是用激光光束照射在盘片上，通过对反射光的分析读写数据，在这种情况下，激光光头和盘片是不接触的，从而提高了安全性和操作速度。 由于存储方式的不同，磁盘系统中存储单元的精度有限，单元之间的距离不可能过分紧密，这一点就限制了磁盘系统的存储容量；而光存储容量由激光的波长而定，所以一般存储容量远远大于磁盘系统。 3．传输速率不同 磁盘系统的传输速率一般不会有很大的变化，是恒定的。而光盘系统的传输速率和激光的输出功率有关。也就是说，激光输出功率越高，传输速率就越快。
一般通过以下几个性能指标衡量一个光盘系统的特性： 1．存储容量 存储容量是指能存储在光盘中的信息容量。这是最常用、最重要的性能指标之一。一般来说，采用的格式化标准不同，存储容量也不尽相同，如常用的650MB容量等。当用户向光盘中存入信息时，信息必须小于这个规定的容量。 2．平均读取时间 平均读取时间是另一个重要的性能指标，它是指激光光头移到指定的数据存放位置并读取该点数据所花费的时间。在这里，首先是光头移到指定的数据轨道的时间，当光头已到达正确的数据轨道上时，要等待驱动器把单位数据转到光头上方，这段时间间隔叫旋转时间，当单位数据到位后还要等待一段时间才能把数据从CD盘片上载入驱动器的缓冲区。这三段时间间隔加在一起才是读取时间。快速的搜寻时间是关键，1995年公布的MPC3标准规定CD-ROM的平均搜寻时间不得小于0.25秒。 3．数据传输率 它是指每秒能读取的数据量。在CD-ROM中单速的数据传输率为每秒读取150KB的数据量，不同的标准规定有不同的数据传输率，在MPC3的标准中要求数据传输率不得小于600KB／秒，即最少要达到四倍速的传输率。

三．光盘的分类 可以从不同角度对光盘进行分类，其中最常用的有按照物理格式划分，按照应用格式划分，按照读写限制划分，等等。所谓物理格式，是指记录数据的格式；而应用格式，则是指数据内容（节目）如何储存在盘上以及如何重放。
（一）按照物理格式分类按照物理格式划分，光盘大致可分为以下两类： 1．CD系列 CD-ROM是这种系列中最基本的保持数据的格式。CD-ROM包括可记录的多种变种类型如CD-R、CD-MO等。 2．DVD系列 DVD-ROM是这种系列中最基本的保持数据的格式。DVD-ROM包括可记录的多种变种类型如DVD-R、DVD-RAM、DVD-RW等。
（二）按照应用格式分类按照应用格式划分，光盘大致可分为以下几类： 1．音频（Audio）例如CD-DA，DVD-Audio。 2．视频（Video）例如CD+G，Photo CD，VCD，DVD-Video等。 3．文档文档可以是计算机数据（data），文本（text）等。 4．混合（Mixed）音频、视频、文档等混合在一个盘上。要注意的是，（1）在混合模式光盘中，每一数据轨道只能是光盘标准允许的数据。例如，对于CD来说，只能是下述格式中的一种：CD-Audio，CD-ROM Mode 1，CD-ROM Mode 2，CD-ROM/XA，CD-I。（2）整个数据轨道也只能是一种格式的数据。例如，轨道1是CD-ROM Mode 1数据，轨道2及其上的是CD-Audio数据。（三）按照读写限制分类按照读写限制，光盘大致可分为以下三种类型： 1．只读式只读式光盘以CD－ROM为代表，当然，CD－DA、V－CD、DVD-ROM等也都是只读式光盘。对于只读式光盘，用户只能读取光盘上已经记录的各种信息，但不能修改或写入新的信息。只读式光盘由专业化工厂规模生产。首先要精心制作好金属原模，也称为母盘，然后根据母盘在塑料基片上制成复制盘。因此，只读式光盘特别适于廉价、大批量地发行信息。 2．一次性写入，多次读出式目前这种光盘以CD－R（Recordable）为主。CD－R的结构与CD－ROM相似，上层是保护胶膜，中间是反射层，底层是聚碳酸脂塑料。CD－ROM的反射层为铝膜，故也称为“银盘”；而CD－R的反射层为金膜，故又称为“金盘”。CD－R信息的写入系统主要由写入器和写入控制软件构成。写入器也称为光刻机，是写入系统的核心，其指标与CD－ROM驱动器基本相同。目前的CD－R大都支持整盘写入、轨道（track）写入和多段（multi-session）写入等，并且还支持增量包刻写（Incremental packet writing）。因此可随时往CD－R盘上追加数据，直到盘满为止，并且可以在CD-ROM驱动器上读出所有逐步累加录入的任何数据。 CD－R的出现对电子出版也是一个极大的推动，它使得小批量多媒体光盘的生产即方便又省钱。一般开发的软件如果要复制80盘以下则用CD－R写入更经济。对要大批量生产的多媒体光盘，可将写好的CD－R盘送到工厂去做压模并大批量复制，既方便又省时省钱，可大大缩短开发周期。另外，CD－R对于其他需少量CD盘的场合，如教育部门、图书馆、档案管理、会议、培训、广告等都很适用，它可免除高成本母盘录制和大批量CD－ROM复制过程，具有良好的经济性。 3．可读写式目前市场上出现的可读写光盘主要有磁光盘（MOD，Magneto - Optical Disk ）和相变盘（PCD，Phase Change Disc）两种。MOD采用磁光技术来记录数据，容量约200MB－600MB。PCD是用激光技术来记录和读出信息， PCD的容量约128MB－1GB。与磁光盘相比，由于相变盘仅利用光学原理来读写数据，所以其光学头可以做得相对简单，存取时间也就可以提高；又由于相变盘的读出方式与CD－ROM相同，所以容易实现多功能的光盘驱动器。总之，可读写式光盘由于其具有硬盘的大容量、软盘的的抽取方便的特点，如果性能稳定、读取速度提高，未来的远景十分看好。
（四）按照工作原理分类光盘存储器按其工作原理的不同，大致可分为以下两种类型： 1．光技术在这种类型中，又可分为两个子类，一种是介质的凹凸形状，一种是介质的相位状态。CD－ROM、DVD-ROM等就属于前者，相变光盘则属于后者。 2．磁、光技术结合例子如磁光盘、光软盘。除上述划分外，还可按照其他原则分类。例如按照可存储的介质面是单面或双面划分。CD是单面单层光盘，DVD则可以是双面的，每面还可以双层。

四．光盘系统 光盘系统是由光盘驱动器和光盘盘片组成。光学存储是用激光引导测距系统的精密光学结构取代硬盘驱动器的精密机械结构。光盘驱动器的读写头是由半导体激光器和光路系统组成的光学头，记录介质采用的是磁光材料。驱动器采用一系列透镜和反射镜，将微细的激光束引导至一个旋转光盘的微小区域。由于激光的对准精度高，所以写入数据的密度要比硬盘高得多。 五．光盘的保养 光盘虽然很结实但并非不可损坏。某些溶剂，如指甲清洁剂等，会使聚碳酸酯膜变模糊，激光束不能聚焦，从而造成光盘某些部位不可读。溶剂还可能渗入粘胶层，造成铝膜腐蚀。如果光盘被划伤，很有可能引起不可纠正的数据错误。此外，还要保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。如果被损坏的数据正好是计算机程序或控制数据，则有可能引起程序运行错误或数据根本读不出来。因此，光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放在一起。当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。

                               
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（A） 取光盘示意图                            （B） 光盘的清洁示意
光盘的保养 如果光盘变脏，可用水或中性清洁剂清洁，如用酒精清洗。注意不要使用玻璃清洁剂或溶剂，因为这些溶剂会使聚碳酸酯变模糊，甚至侵入聚碳酸酯里面。用一块软布从中心向边缘轻轻擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。圆弧状的擦伤可能导致某个光道上一系列数据不可读。反之，垂直状的擦伤仅仅影响每个磁道中的几个字节，且很容易通过校验纠正过来。为了保持光盘清洁且避免擦伤，应将光盘放入它们自己的盒中，这样可延续使用多年。一般使用光盘时是不会造成损伤的，因为除了激光束以外没有任何东西接触光盘。因此，光盘的寿命与用户的维护有直接关系。

[ 本帖最后由 cayuer 于 2008-7-15 02:14 编辑 ]