光学存储设备综述.doc

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1、光学存储设备综述所谓光学存储设备就是指任何使用激光技术获取和保存数据的存储设备。象我们口常所熟悉的CD-ROM驱动器，CD播放机以及DVD播放机等都属于光学存储设备的范畴。今天，几乎每台PC机都带有CD-ROM驱动器，下面，我们就来探究一下其工作原理。与硬盘，软盘或ZIP驱动器等磁性存储设备不同，绝大多数的光学存储设备都是“只读”设备，即只能读取信息，而无法写入信息。不过，在过去的儿年当屮，我们不断看到市场上出现各种“可写”或“可重写”的CD-ROM设备。这些设备既可以从光盘屮读取数据，也可以将数据写入到光盘中。最初，唱片和软件公司都非常反对可重写CD

2、-ROM驱动器的销售，因为他们担心这样可能会助长盗版行为。不过，今天各种CD-R/W驱动器已经成为计算机的流行配件，为人们所广泛接受和采用。起源:早在1978年，Sony和Philips两家公司就开始联合开发如今的CD技术。在双方合作Z前，Philips己经开始研制一・种光学存储介质，而Sony也在数码录音方面积累了大量的经验。两家公司都曾经试图独立开发自己的技术标准，但是最终还是走上了合作创建统一标准的道路。刚开始，Sony希望将光盘的大小定为12英寸，但是Philips倾向于使用更小的光盘。尤其是当人们发现一张12英寸光盘存储的乐曲可以连续播放12

3、小时Z后，感觉实在没有必要使用如此大容量的存储介质，要知道普通音乐专集的长度也就不过1个小时罢了。光盘标准最终于1982年发布。该标准对光盘的录制和采样等进行了详细的规定，并将光盘的大小确定为我们目前所使用的4.72英寸（直径）。据说，当初Z所以把光盘的直径定为4.72英寸是因为这么大的一张光盘正好可以完整的保存大概有70分钟长度的贝多芬第九交响曲。光盘所确定的最终格式可以存储74分钟（约650MB）的音频和数据信息，另外还预留一部分用来保存错误修复和其它控制信息。在整个80年代，Sony和Philips继续合作不断推出新的改良技术和标准，其屮就包括我

4、们今天所普遍使用的CD-ROM驱动器。光盘:光盘的主体是一个1.2inni厚的槊•料圆片，屮间有一个15mm的圆孔用于将盘片同定到冋放设备。所有的光盘数据都被保存在一个非常薄的铝质薄膜上；薄膜层之外还有一层起保护作用的槊•料层。光盘驱动设备主要是通过发射低能量的激光穿透保护层，从钳质薄膜层屮读取数据。驱动器会根据不同的光盘编码方式以及所要读取数据的不同存放位置，以不同的速度旋转光盘。光盘驱动设备通常都是采用特殊的发光二极管产生激光束，然示通过分光器来控制光线。此外，一个小型的由计算机控制的电动马达被用来移动和定位激光头到止确的位置读取数据。反射冋来的光

5、线则被感光器采集并进一步解释成各种不同的数据信息。一般来说，如果感光器接收到的是强反射，则说明激光束照射到的光盘表面非常平滑；如果接收到的是散射光或反射光线很弱，则说明激光束照射到的光盘表面为凹陷。感光器正是根据所接收到光线的强弱，生成相应的数字信号。其屮，由光盘表面凹陷区所产生的较弱的反射光被解释为数字信号1,而由平滑区所产生的强反射则被解释为数字信号0。数字信号产生Z后首先经过数模转换电路转换成模拟信号，然后再通过放大器将声音放大，最后由扬声器播放出来。光盘只能使用单面保存信息。一般来说，另一面会贴上备种标签以便于用户识别。虽然人们在光盘屮已经加入

6、了一层保护层，但是由于光盘木身是舉料物质制成的，还是很容易产生各种刮痕。通常，CD播放器可以处理一些小的刮痕，但是如果划痕过大的话，将会导致声音播放时断时续，甚至会使整张盘片完全无法读取。数据道光盘数据都被保存在螺旋形的数据道屮，数据道从盘片屮心开始，一直到外沿终止。当我们把一张光盘插入到驶动器或播放设备中时，驷动器会首先将读取头定位到靠近光盘屮心的部位，杏找“目录表”信息（目录表屮包含光盘的模式类型和编码方式）。然后，从H录表开始载入数据道信息并向用户显示。所有关于光盘数据道数目和每一条数据道长度（根据所保存数据的不同，可以分别以时间或数据容量表示）

7、的信息祁被保存在H录表中。通过日录表，驶动器就可以知道每一•条数据道的起始和终止位置，进而在不同的数据道Z间进行准确的选择和定位。恒定线速度（CLV）：所有标准的CD-ROM®支持恒定线速度（CLV）0因为光盘最初只是被用来存放音频内容，所以要求能够以恒定的速率读取信息。这就意味着数据道必须总是以恒定的速度通过激光头。因为靠近光盘内部的数据道要比外部的数据道短，所以为了确保播放器能够一育接收到恒定的数据流，当从内部数据道读取数据时，盘片的速度应当更快。驱动器通过采用不同的旋转速度来实现上述目的。当从内部数据道读取数据时，光盘的转速就加快，而随着所读取数

8、据道位置的外移，光盘的转速也相应的逐渐降低。恒定角速度（CAV）：CLV强调数据以恒定的线速度