爱机DIY 第5章光存储设备.ppt
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1、5.3光存储设备光存储设备光存储设备常被简称为光存储设备常被简称为光驱光驱,光存储设备所使用的数据,光存储设备所使用的数据存放介质被称为存放介质被称为光盘光盘,是许多软件采用的存储介质。,是许多软件采用的存储介质。从从CD、DVD再到再到HDDVD和和BD,光盘的存储量越来越大,技术也越,光盘的存储量越来越大,技术也越来越先进。来越先进。光光存储设备存储设备分为分为外置外置和和内置内置两种,内置式就是安装在计两种,内置式就是安装在计算机主机内部,外置式则是通过外部接口连接在主机上。内算机主机内部,外置式则是通过外部接口连接在主机上。内置式是置式是DIYDIY市场中最为普遍的光存储产品类型。市场
2、中最为普遍的光存储产品类型。外置式光储产品主要是针对需要移动工作的用户,更多外置式光储产品主要是针对需要移动工作的用户,更多的是强调移动性,在性能方面要逊色于内置式光驱。其数据的是强调移动性,在性能方面要逊色于内置式光驱。其数据传输率要受到外部接口的限制。而基于便携性的需求,外置传输率要受到外部接口的限制。而基于便携性的需求,外置式光储产品的体积、重量都受到制约,因此在家用市场的外式光储产品的体积、重量都受到制约,因此在家用市场的外置式光储产品性能要远低于内置式,而且价格要远远高于内置式光储产品性能要远低于内置式,而且价格要远远高于内置式。置式。2023/1/3115.3.1光存储设备的种类光
3、存储设备的种类按读写光盘的类型可以将光存储设备分为按读写光盘的类型可以将光存储设备分为CD-ROM(只读光只读光盘盘)驱动器驱动器、CD-RW(可重写(可重写光盘光盘)驱动器驱动器、DVD-ROM(DVD只读只读光盘光盘)驱动器驱动器、DVD刻录机(刻录机(DVD-R/RW、DVD+R/RW、DVD-RAM,可反复擦写,可反复擦写DVD光盘光盘存储器)等。存储器)等。1.CD-ROM驱动器驱动器CD-ROM光驱是最常见的光驱类型,能读取光驱是最常见的光驱类型,能读取CD-ROM、CD和和VCD格式的光盘,以及格式的光盘,以及CD-R格式的刻录光盘,具有价格格式的刻录光盘,具有价格便宜、稳定性好
4、等特点,读写速度最大便宜、稳定性好等特点,读写速度最大52X(1X速为速为150KB/s对于对于52X倍速的倍速的CD-ROM驱动器来说,理论上的数据传输率应驱动器来说,理论上的数据传输率应为:为:15052=7800KB/s。CD-ROM全称为只读光盘存储器,由于目前很多软件包括全称为只读光盘存储器,由于目前很多软件包括Windows操作系统的安装盘都是以操作系统的安装盘都是以CD-ROM光盘作为载体的,光盘作为载体的,因此因此CD-ROM光驱是计算机的主要输入设备之一。光驱是计算机的主要输入设备之一。CD-ROM的接口分为:的接口分为:IDE口、口、SCSI口、口、IEEE1394口、口、
5、USB口等。口等。2023/1/3122.CD-RW刻录机刻录机CD-RW刻录机的外观与刻录机的外观与CD-ROM驱动器完全相同,它不驱动器完全相同,它不仅能读取仅能读取CD-ROM光盘、刻录光盘、刻录CD-R光盘,而且还能对专门的光盘,而且还能对专门的CD-RW光盘重写多次,因此光盘重写多次,因此CD-RW刻录机是一种真正意义上刻录机是一种真正意义上的光盘存储设备,可担负计算机工作过程中所有信息的暂存和的光盘存储设备,可担负计算机工作过程中所有信息的暂存和永久保存。永久保存。CD-RW刻录机既能满足用户制作自己的刻录机既能满足用户制作自己的CD、VCD和和CD-ROM光盘,又能用于大容量多媒
6、体数据的随机存储。例光盘,又能用于大容量多媒体数据的随机存储。例如多媒体节目开发中通常将如多媒体节目开发中通常将CD-RW刻录机当作刻录机当作“活动硬盘活动硬盘”使使用,虽然每张光盘的容量只有用,虽然每张光盘的容量只有650MB,但是可以通过不断更换,但是可以通过不断更换盘片,使计算机的存储空间无限增长。盘片,使计算机的存储空间无限增长。CD-RW刻录机的刻盘速度有刻录机的刻盘速度有8倍速、倍速、24倍速、倍速、40倍速、倍速、48倍速和倍速和52倍速等。倍速等。2023/1/3133.DVD-ROM驱动器驱动器DVD是指是指DigitalVideoDisc(数字视频光盘),又指(数字视频光盘
7、),又指“DigitalVersatileDisc”即即“数字通用光盘数字通用光盘”,DVD-ROM驱驱动器是一种可以读取动器是一种可以读取DVD碟片的光驱,它除了兼容碟片的光驱,它除了兼容DVD-ROM,DVD-VIDEO,DVD-R,CD-ROM等常见的格式外,对于等常见的格式外,对于CD-R/RW,CD-I,VIDEO-CD,CD-G等都有很好的支持。等都有很好的支持。DVD的单倍速是指的单倍速是指1358KB/s,而,而CD的单倍速是的单倍速是150KB/s,大约为大约为CD的的9倍。目前倍。目前DVD-ROM驱动器所能达到的最大驱动器所能达到的最大DVD读取速度是读取速度是16倍速;
8、最大数据传输率为倍速;最大数据传输率为21.7MB/S,DVD刻录机刻录机所能达到的最大所能达到的最大DVD读取速度也是读取速度也是16倍速;目前商场中倍速;目前商场中Combo产品所支持的最大产品所支持的最大DVD读取速度主要有读取速度主要有8倍速和倍速和16倍速两种。倍速两种。2023/1/3144.DVD刻录机刻录机DVD刻录机不仅能读取刻录机不仅能读取DVD格式的光盘,还能将数据刻录到格式的光盘,还能将数据刻录到DVD或或CD刻录光盘中,刻录光盘中,DVD记录信息的磁迹间距比记录信息的磁迹间距比CD小一半以小一半以上,它还采用了可变传送速率,对图象移动速度不同的地方分别上,它还采用了可
9、变传送速率,对图象移动速度不同的地方分别采用不同的数据传输率,采用不同的数据传输率,DVD读取光盘信号的激光头采用的是红读取光盘信号的激光头采用的是红色半导体激光器,这比色半导体激光器,这比CD用的激光波长短用的激光波长短15以上,信号读取效以上,信号读取效率比率比CD高高20以上,容量从兆字级猛增至千兆字级。新推出的以上,容量从兆字级猛增至千兆字级。新推出的HDVD机采用了波长更短的蓝色半导体激光器、双层双面等技术,机采用了波长更短的蓝色半导体激光器、双层双面等技术,容量提高到了容量提高到了18GB以上。以上。可写式的光可写式的光存储存储分为分为CD刻录机和刻录机和DVD刻录机两种。刻录机两
10、种。CD刻录刻录规格具有统一的规格规格具有统一的规格CD-RW,因此不存在规格兼容性的问题,因此不存在规格兼容性的问题,市面上也只有一种类型的市面上也只有一种类型的CD刻录机。而刻录机。而DVD刻录规格并没有建立刻录规格并没有建立起统一的规格,目前有三种不同的刻录规格(起统一的规格,目前有三种不同的刻录规格(DVD-RAM、DVD-R/W、DVD+R/W),而且三种规格互相基本不兼容,三种规格都),而且三种规格互相基本不兼容,三种规格都有各自支持的厂商。在市场上有各自支持的厂商。在市场上DVD+R/W和和DVD-R/W占据主流,占据主流,DVD-RAM的市场份额较小。目前多数刻录机都支持多种类
11、型。此的市场份额较小。目前多数刻录机都支持多种类型。此外对于外对于DVD-RAM,很多刻录机,尤其是旧的刻录机,不支持,并,很多刻录机,尤其是旧的刻录机,不支持,并且有些刻录机只支持且有些刻录机只支持DVD-RAM的读取而不支持的读取而不支持DVD-RAM的刻录。的刻录。2023/1/3155.3.2光存储设备的工作原理光存储设备的工作原理光存储设备的数据存放介质是光盘,光存储设光存储设备的数据存放介质是光盘,光存储设备在工作时分为读取数据和刻录数据两个过程,下备在工作时分为读取数据和刻录数据两个过程,下面将分别介绍其工作原理。面将分别介绍其工作原理。打开/关闭/停止键耳机及扩音器插孔耳机音量
12、控制键紧急弹出孔读取指示灯播放/跳播按键1.光存储设备的结构光存储设备的结构2023/1/316电源接口IDE数据线接口主从设置跳线CD音频接口数字音频接口测试接线光驱标签上跳线的设置光驱标签上跳线的设置光驱的背板接口 纯钢机芯纯钢机芯 黑色托盘黑色托盘2023/1/3172.读取数据的工作原理读取数据的工作原理光存储设备在读取光盘中的数据时,激光发生器光存储设备在读取光盘中的数据时,激光发生器会产生波长为会产生波长为0.540.54m0.78m0.78m m的激光光源,的激光光源,DVD-ROMDVD-ROM和和CD-ROMCD-ROM盘片读取所需的激光波长不同,前者为盘片读取所需的激光波长
13、不同,前者为650nm650nm而而后者为后者为780nm780nm,光线经过处理后照射在光盘上,由光盘,光线经过处理后照射在光盘上,由光盘的反射层将光束反射回来,再由光存储设备中的光检的反射层将光束反射回来,再由光存储设备中的光检测器捕获到这些光信号。测器捕获到这些光信号。光盘上存在着光盘上存在着“凹点凹点”和和“凸点凸点”两种状态,它两种状态,它们的反射信号正好相反,这两种不同的信号很容易就们的反射信号正好相反,这两种不同的信号很容易就能被光监测器识别,在光驱中有专门的部件将它们转能被光监测器识别,在光驱中有专门的部件将它们转换并校验,再交给光存储设备中的控制芯片处理,然换并校验,再交给光
14、存储设备中的控制芯片处理,然后就会在计算机中得到光盘中的数据。后就会在计算机中得到光盘中的数据。双光头双聚透镜双光头双聚透镜 单光头双聚透镜单光头双聚透镜 单光头双聚透镜单光头双聚透镜 单光头单聚透镜单光头单聚透镜 2023/1/3183.刻录数据的工作原理刻录数据的工作原理只有具备刻录光盘功能的光存储设备才能在特定的光盘中只有具备刻录光盘功能的光存储设备才能在特定的光盘中刻录数据。刻录数据。CD刻录机是在刻录机是在CD-ROM的基础上发展起来的光存储设备,的基础上发展起来的光存储设备,可刻录的光盘类型有可刻录的光盘类型有CD-R光盘和光盘和CD-RW光盘。光盘。DVD刻录机是在刻录机是在DV
15、D-ROM的基础上发展起来的光存储设的基础上发展起来的光存储设备,可刻录的光盘类型有备,可刻录的光盘类型有DVD-R、DVD-RW、DVD-RDL、DVD+R、DVD+RW、DVD+RDL、DVD-RAM、CD-R、CD-RW等等9种格式的光盘。种格式的光盘。可刻录光盘是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层,可刻录光盘是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层,激光头根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率,使部分染激光头根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率,使部分染料受热分解,在空白的光盘上用高温料受热分解,在空白的光盘上用高温“烧刻烧刻”出可供读取的反出可供读取的反光点,由于染料层分解后不
16、能复原,因此光点,由于染料层分解后不能复原,因此CD-R光盘只能烧刻一光盘只能烧刻一次,而次,而RW由于染料层的不同,可以反复刻写。由于染料层的不同,可以反复刻写。CD-ROM与与DVD盘片的记录凹坑对比盘片的记录凹坑对比2023/1/3194.刻录数据的工作原理刻录数据的工作原理由于材料和技术的改进,出现了可反复擦写的由于材料和技术的改进,出现了可反复擦写的CD/DVD-RW光盘。但是可擦写光盘是以反光信号光盘。但是可擦写光盘是以反光信号降低作为代价的,因此光驱要具有降低作为代价的,因此光驱要具有MultiRead的功的功能才能顺利读取,并且在刻录光盘时需要特定的能才能顺利读取,并且在刻录光
17、盘时需要特定的CD/DVD-RW设备。设备。刻录是刻录机的主要功能,刻录机可以使用与其刻录是刻录机的主要功能,刻录机可以使用与其相适应的光盘,但刻录的方式可以不同,主要有整相适应的光盘,但刻录的方式可以不同,主要有整盘刻写、轨道刻写、多段刻写、增量包刻写盘刻写、轨道刻写、多段刻写、增量包刻写4种方式。种方式。2023/1/31105.3.3光存储设备的性能指标光存储设备的性能指标衡量光驱性能指标的最重要参数是数据传输率,衡量光驱性能指标的最重要参数是数据传输率,其他还有平均寻道时间、数据传输模式其他还有平均寻道时间、数据传输模式、CPU占用占用时间、缓存容量以及纠错能力等。时间、缓存容量以及纠
18、错能力等。1倍速倍速在制定在制定CD-ROM标准时,把标准时,把150KB/s的传输率定的传输率定为标准的为标准的1X倍速,后来驱动器的传输速率越来越快,倍速,后来驱动器的传输速率越来越快,就出现了就出现了40X,50X直至直至52X倍速的光驱。对于倍速的光驱。对于50X倍倍速的速的CD-ROM驱动器来说,理论上的数据传输率应为:驱动器来说,理论上的数据传输率应为:15050=7500KB/s。虽然高速光驱的传输速度快,但高速运转的光驱虽然高速光驱的传输速度快,但高速运转的光驱对对CPU资源的占用率比较高,且噪音、耗电量和发热资源的占用率比较高,且噪音、耗电量和发热量会相应增加,所以倍速不是评
19、判光存储设备的惟一量会相应增加,所以倍速不是评判光存储设备的惟一标准。标准。2023/1/31112.平均寻道时间平均寻道时间平均寻道时间是指光驱的激光头从初始位置移到平均寻道时间是指光驱的激光头从初始位置移到指定数据扇区,并把该扇区上的第一块数据读入高速指定数据扇区,并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所用的时间。该值越小越好,一般应该在缓存所用的时间。该值越小越好,一般应该在8090ms左右。左右。3.CPU占用时间占用时间CPU占用时间是指光驱在进行数据传输时占用时间是指光驱在进行数据传输时CPU的占用率,当然是的占用率,当然是CPU占用时间越少越好,表示光占用时间越少越好,表示光驱能自
20、动处理大量的数据。在光驱全速运行、试图驱能自动处理大量的数据。在光驱全速运行、试图读取质量不好的光盘数据或抓取读取质量不好的光盘数据或抓取CD音轨时,音轨时,CPU的的占用时间会明显增加。占用时间会明显增加。2023/1/31124.缓存容量缓存容量当增大缓存容量后,光驱连续读取数据的性能当增大缓存容量后,光驱连续读取数据的性能会有明显提高,因此缓存容量对光驱的性能影响相会有明显提高,因此缓存容量对光驱的性能影响相当大。目前普通光驱大多采用当大。目前普通光驱大多采用512KB缓存容量,而缓存容量,而刻录机一般采用刻录机一般采用28MB缓存容量。缓存容量。5.接口类型接口类型目前市面上的光驱接口
21、主要有:目前市面上的光驱接口主要有:IDE、USB、SCSI和和SATA接口等。后两种接口的传输速度较快,但是接口等。后两种接口的传输速度较快,但是SCSI接口的接口的CD-ROM价格较贵、安装较复杂,且需要专门的转接卡,因价格较贵、安装较复杂,且需要专门的转接卡,因此对一般用户来说应尽量选择此对一般用户来说应尽量选择IDE接口的光存储设备。接口的光存储设备。现在的现在的IDE接口光驱大部分采用了接口光驱大部分采用了UltraDMA33标准,有的标准,有的还采取了还采取了UltraDMA66标准。在传输方式上,标准。在传输方式上,UltraATA33通过控制光盘读写的通过控制光盘读写的DMA(
22、DirectMemoryAccess)控制器控制器使外部传输速率最高可达使外部传输速率最高可达33MB/s,而占用而占用CPU的资源只有的资源只有2%8%之间。之间。2023/1/31136.纠错能力纠错能力纠错能力是指光驱对一些数据区域不连续的光纠错能力是指光驱对一些数据区域不连续的光盘进行读取时的适应能力。纠错能力强的光驱,能盘进行读取时的适应能力。纠错能力强的光驱,能很容易跳过一些坏的数据区,而纠错能力差的光驱很容易跳过一些坏的数据区,而纠错能力差的光驱在读取坏数据区域时会感觉非常吃力,容易导致系在读取坏数据区域时会感觉非常吃力,容易导致系统停止响应或死机等。统停止响应或死机等。7.震动
23、、噪音和发热震动、噪音和发热由于光驱高速旋转的主轴电机带来的震动、噪音、由于光驱高速旋转的主轴电机带来的震动、噪音、发热等对光盘有一定的影响,因此选择有防震机构、发热等对光盘有一定的影响,因此选择有防震机构、静音性能好的产品对光驱和光盘都有好处。此外具静音性能好的产品对光驱和光盘都有好处。此外具有高速音轨捕捉的光驱产品,借助软件可以直接在有高速音轨捕捉的光驱产品,借助软件可以直接在CD上抓取高效压缩、音质纯正的上抓取高效压缩、音质纯正的MP3数字音乐文件。数字音乐文件。2023/1/31145.3.4光存储设备的工作模式光存储设备的工作模式光存储设备的工作模式是指光驱在工作时读取光存储设备的工
24、作模式是指光驱在工作时读取数据的方式,主要包括数据的方式,主要包括CLV,CAV,P-CAV和和Z-CLV等几种模式。等几种模式。2023/1/31155.3.5.1光盘的优点光盘的优点光存储设备是以光盘作为载体的,如普通光盘、音乐光存储设备是以光盘作为载体的,如普通光盘、音乐CD、VCD、DVD、刻录光盘刻录光盘CD-R、CD-RW和和DVDRW等。光等。光盘有如下一些优点。盘有如下一些优点。容量大容量大:普通光盘的容量为:普通光盘的容量为700MB,而目前的而目前的DVD光盘最多光盘最多可达到可达到40GB的数据存储量。因此操作系统、应用软件等安装的数据存储量。因此操作系统、应用软件等安装
25、盘都采用了光盘作为载体。盘都采用了光盘作为载体。稳定性好稳定性好:光盘采用了光存储的方法存储数据,与软盘的磁:光盘采用了光存储的方法存储数据,与软盘的磁存储相比,稳定性增加了许多,同时普通光盘中的数据无法存储相比,稳定性增加了许多,同时普通光盘中的数据无法被修改,因此不必担心数据被病毒破坏。被修改,因此不必担心数据被病毒破坏。5.3.5光光盘盘概概述述光盘是光存储设备惟一的存储介质,两者是密不可分的,光盘是光存储设备惟一的存储介质,两者是密不可分的,下面将介绍光盘的相关知识。下面将介绍光盘的相关知识。2023/1/3116成本低成本低:光盘通过光盘生产线批量地进行压制生产,:光盘通过光盘生产线
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