第九章多媒体光盘存储系统.pptx

,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,多媒体光盘存储系统,第九章,主要内容,光盘存储系统,1,光盘的标准,2,光盘的结构与信息记录,3,光盘库与光盘塔,4,存储技术的发展,随着宽带网的普及，数百,MB,甚至上,GB,容量的软件、游戏、电影等在几分钟内就可以拷贝到硬盘里面，但是几部影片的容量就会把现在的硬盘塞满了。,因此业界人士认为：全球硬盘产业的发展有望在传统硬盘的基础上进行更深层次的拓展，它将遵循“,容量更大、速度更快、使用更安全,”这条不变的规律前进；同时还将会在原有传统存储的基础上,开创出硬盘存储的新方式,，最明显的体现就是移动存储越来越普及。,光盘存储技术是20世纪70年代发展起来的一项高新技术。20世纪90年代以来，光盘生产已形成具有相当规模的新兴产业，光盘存储技术及其应用已进入成熟期，其物理尺寸、编码方式、数据记录方式及数据文件的组织方式都有了国际标准，并朝着高密度、大容量、小体积、多品种、快速存取及网络化的方向发展。,主存,RAM,联机设备,磁盘或光盘,邻机设备,光盘库、光盘塔,脱机设备,磁带、光存储,一、计算机存储系统层次模型,存储量,速度与成本,光盘存储技术在计算机外部存储设备应用上,得到了飞速的发展，它已向磁盘存储技术提出挑,战。在光盘存储技术方向，,材料和器件是光存储,发展的关键，提高光存储密度和数据传输率是发,展光存储的主攻方向。,光盘存储系统由,光盘片,和,光盘驱动器,组成。,20,世纪,70,年代初，人们发现激光经聚焦后可获得,直径小于,1,微米的光束，利用这一特性，,Philips,公司,开始了激光记录和重放信息的研究。到,20,世纪,80,年代,初，成功开发了数字光盘音响系统，从此光盘工业迅,速地发展起来。,二、光盘及其特点,CD(Compact Disc),意为高密盘，称之为光盘。,光盘在存储多媒体信息方面具有以下主要特点,:,（,1,）记录密度高,（,2,）,存储容量大,（,3,）,采用非接触方式读,/,写信息,（,4,）信息保存时间长,（,5,）不同平台可以互换,（,6,）多种媒体融合,（,7,）价格低廉,二、光盘及其特点,三、光盘的类型,只读型光盘,只读型光盘的数据是在制作时写入的，用户只能,读取上面的数据，而不能写入或修改光盘中的数据。,最常见的只读光盘为,CD-ROM,光盘，当然，,CD-DA,、,V-CD,、,DVD,等也都属于只读式光盘。,按照数据存放格式和类型，光盘可分为许多不同的类型。,多次可写光盘,这种光盘允许用户一次或多次写入数据，并可,随时往盘上追加数据，直到盘满为止。信息写入后,则变成只读状态，不可再作修改，主要用于重要数,据的长期保存。目前得到了广泛应用的,CD-R,就属于,这类光盘。,可擦写光盘,这种光盘具有和磁盘一样的可擦写性，可多次,写入或修改光盘上的数据，更适合作为计算机的新,型标准外存设备。,目前有相变和磁光两种类型。,相变型光盘,(PCD),采用晶体,非晶体作为材料，,多数为碲合金。在激光束和热力作用下，其状态由,非晶体状态转变为晶体状态，同时，也可以由晶体,状态转变为非晶体状态，这种结晶态的互换，就形,成信息的写入和擦除。,磁光型光盘,(MOD),主要是由各种易于在垂直于表,面方向磁化的介质制成，铁磁性介质在外磁场的作,用下可具有一定的方向性，这种方向性在激光束的,热力作用下可发生翻转。方向的正负分别代表,0,或,1,，,0,或,1,的翻转构成其可擦除性。,CD-RW,是可擦写光盘最具有发展前途的产品。,四、光盘的标准,目前的光盘标准及产品有：,CD-DA,、,CD-ROM,、,CD-R,、,PhotoCD,、,VCD,、,DVD,等。,CD-DA,标准,CD-DA(Compact Disc Digital Audio),，称之为,数字式激光唱盘或,CD,唱盘。,1982,年,Sony,和,Philips,公,司合作开发了数字光盘音响系统并制定,CD,唱盘标准，,称为,红皮书标准,。,CD,唱盘是,CD,家族的第一个成员，其,标准是以后各种新的,CD,标准的基础。,CD-DA,的应用领,域是用于存储数字化的高保真立体声音乐。,CD-ROM,标准,该标准从,CD-DA,发展而来，又称,黄皮书标准,。,该标准使得光盘以统一的格式存储只读的信息，,作为计算机的只读存储器存储计算机数据。,CD-ROM,是在,CD-DA,之后产生的，尽管两者之,间有许多相似之处，但有一个根本的区别：音频,CD,只能存放音乐，而,CD-ROM,可以存放文本、图,形、声音、视频及动画。,CD-ROM,可以播放,CD,上,的音乐，但如果将一张,CD-ROM,盘片插入,CD,播放,机中，则只能听到嘈杂的响声。,CD-R,标准,CD-R,是一种可刻录的光盘，基于,橙皮书,的,CD-R,空白光盘实际上没有记录任何信息，但可以变为基,于红皮书、绿皮书和黄皮书的格式。,传统的,CD-ROM,光盘一般用铝作为反射层，所以,称为“银盘,”,，,CD-R,有“金盘,”“,绿盘,”,两种颜色，,介质本身的颜色是由记录层中所用染料的颜色决定,的，在,CD-R,中最常用的两种染料是酞花青基染料和,花青基染料。,Photo-CD,标准,Photo-CD,意为照片光盘，该标准是柯达公司和,philips,公司根据,Cd-ROM XA,标准开发的另一种系统，,它是一种可记录光盘，他作为存储彩色照片的新载,体而成为,CD-ROM,在摄影领域的成功应用。,Video-CD,标准,激光视盘和激光唱盘的成功很自然的促使人们,产生把数字电视放到,CD,盘上的想法，,VCD,是由,JVC,、,Philips,等公司于,1993,年联合制定的数字电视视频,技术规格，称之为,白皮书,，它用来描述光盘上存放,采用,MPEG-1,标准编码的全动态图像及其相应声音,数据的光盘格式。,DVD,标准,DVD,（数字视频光盘），是继上述光盘产品之,后的新一代光盘存储介质。,在与,CD,大小相同的盘片上，,DVD,可提供相当于,CD 8-25,倍的存储量以及,9,倍以上的读取速度。,DVD,与新一代音频、视频处理技术相结合，可提供近乎,完美的声音和影像。,DVD,与计算机结合，可提供新,的海量存储介质。,五、光盘的读写原理与制作过程,保护层,铝反射层,压制的凹坑,聚碳酸酯衬底,1、光盘结构,2、光盘读取原理,六、,CD-ROM,驱动器,1、,CD-ROM,驱动器的指标,访问时间,是指从驱动器找到文件并开始从盘中读入数据,所需的平均时间。访问时间反映了光驱对读入,数据请求的快慢。,数据传输率,是指每秒钟向主机传送的数据量（位）。,驱动器接口标准,指的是,CD-ROM,驱动器与主机连接线的定义标准。,常见有专用接口、,IDE,接口和,SCSI,接口标准。,缓冲存储器,是在光驱中内置的,RAM,存储器，他用来暂存,CD-ROM,中读出的数据，以便能够保持一个恒,定的数据传输率向主机传送数据。,误码率,采用复杂的纠错编码技术可以降低误码率。,容错性,驱动器在读坏盘时的纠错能力。,平均无故障时间,一般为25000小时左右。,容量,指光盘的最高存储容量可达680,M。,内置式和外置式,2、,CD-ROM,驱动器的结构,，驱动器的正面外观,（1）立体声耳机插孔,用来连接立体声耳机，可将,MPC,音箱插头直接,插入该孔，以输出立体声音乐。,（2）音量控制旋钮,用来调节输出声音的音量。,（3）工作状态指示灯,当指示灯亮时说明光驱正在访问光盘，当你,把光盘放入驱动器时，须等指示灯灭时才能,开始有关操作。,（4）弹出孔,允许用户在不开机的情况下，用直别针插入,此孔使光盘盘托弹出。,（5）弹出按钮,通过按钮使光盘弹出。,，驱动器的背面外观,电源输入插座,跳线开关,信号线插座,音频输出接口,七、光盘库与光盘塔,1、光盘库,光盘库是一个巨大的联机资料库，能通过,CD-ROM,盘和,CD-DA,盘的光盘自动换盘机自动,把机柜中存放的多片光盘选出并装入光盘机进,行读写，,光盘库可放置的光盘片数量一般从几十片到,上百片。这种联机容量巨大的设备对于图书馆,之类的机构是很有用的。,2、光盘塔,光盘塔是由许多光盘机通过电缆连接在一起,的光盘只读阵列，加上相应的控制器和网络连,接设备，构成与网络直接连接的存储设备，用,来存放电子出版物、从事光盘信息的管理。,光盘塔的应用主要集中在图书馆、档案馆、,学校、科研情报部门、,CAD/CAM,等领域。,3、光盘塔与光盘库的比较,（1）速度：,光盘塔提供“在线”检索速度，与光盘库不同，,他不需要机械手到片仓里取盘，从而节省了,取盘时间，由于驱动器数量较多，能支持多,人同时读取多张不同的,CD.,（2）,容量：,光盘库的容量少则十几倍，多则几十倍于,光盘塔。,（3）功能：,光盘库管理软件功能强大，管理方便，这,也是光盘塔所不及的。,（4）升级：,相对于整个光盘库，其驱动器的价值所占,比例很小，升级到,DVD,库不需花很大代价，而,光盘塔则不同，要把所有的驱动器更换一遍几,乎等于买一台新机器。,DVD,存储容量,DVD-Video/DVD-ROM 1 1 4.7GB(DVD-5),DVD-Video/DVD-ROM 1 2 8.5GB(DVD-9),DVD-Video/DVD-ROM 2 1 9.4GB(DVD-10),DVD-Video/DVD-ROM 2 2 17.0GB(DVD-18),DVD,如何提高存储容量？,从外观和尺寸方面看，,DVD,盘与,CD,盘没有什么差别，直径均为,120mm,，厚度为均,1.2mm,。但是一片,CD,盘只能存储约,680MB,的信息，而一片,DVD,盘片却能够存储多达,17GB,的信息，这是因为,DVD,采用了许多新技术：采用更短波长的激光源来读取信息。,CD,采用的激光波长为,780nm,的不可见光红外光；而,DVD,采用激光波长为,635/650nm,，而且光学读出头的数值孔,NA,也比较大，这样可以产生比较小的聚焦激光束。加大盘片的数据记录区域。,DVD,盘的记录区域从,CD,盘的,86cm2,提高到,86.6cm2,。使用两个面来记录数据，以及在一个面上制作好几个记录层。改进信号的调制方式和错误校正方法。,CD,采用,8,位到,14,位,+3,位的调制方式，而,DVD,则采用了效率比较高的,8,位到,16,位的调制方式。,EVD(Enhanced Versatile Disk),意为增强型多媒体,盘片系统，俗称“,新一代高密度数字激光视盘系统,”，,是,DVD,的升级产品,。,EVD,产品的解像度是,DVD,的五倍，在声,音效果方面则于国际上首次同时实现高保真和环绕声，,一张,EVD,影碟目前可存储约一百一十分钟的影音节目。有,关专家指出，,EVD,将震撼音效和亮丽画质完美结合，在世,界上首次基于光盘实现了高清晰度数字节目的存储和播放，,为中国人民带来了高清时代的影碟机。,EVD,蓝光光碟,蓝光光碟,（,Blu-ray Disc,，简称,BD,）,是,DVD,之后的,下一代光盘格式之一,，用以存储高品质的影音以及高容,量的数据存储。蓝光光碟的命名是由于其采用波长,405,纳米（,nm,）的蓝色激光光束来进行读写操作（,DVD,采用,650,纳米波长的红光读写器，,CD,则是采用,780,纳米波长）。,一个单层的蓝光光碟的容量为,25,或是,27GB,，足够录制一,个长达,4,小时的高解析影片。,2008,年,2,月,19,日，随着,HD DVD,领导者东芝宣布在,3,月底退出所有,HD DVD,相关业,务，持续多年的下一代光盘格式之争正式划上句号，最,终由,SONY,主导的蓝光光碟胜出。,这是光盘存储技术所具有的独特性能。在读取光盘,信息时，光盘与光盘读,/,写头不互相接触，这样就不会使,盘片磨损、划伤，也不会损害光头。此外，光盘的记录,层上附有透明的保护层，记录层上不会产生伤痕和灰尘。,