多媒体技术基础与实验教程7.ppt

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1、第七章目录第七章目录第七章目录第七章目录n 7.1 7.1 光存储基础光存储基础 7.1.1 光存储原理 7.1.2 CD 7.1.3 VCD 7.1.4 DVD n 7.2 7.2 网络存储技术网络存储技术 7.2.1 直接连接存储 7.2.2 存储区域网 7.2.3 网络附加存储 n 7.3 7.3 光盘刻录软件光盘刻录软件 7.3.1 常用刻录软件简介 7.3.2 刻录软件Nero 6的使用 7.1 7.1 光存储基础光存储基础u光盘存储具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列其它记录媒体无可比拟的优点，特别适于大数据量信息的存储和交换。u光盘存储

2、技术不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图像等多种媒体的信息。u光盘存储技术使传统的信息存储、传输、管理和使用方式发生了根本性的变化。7.1.1 7.1.1 7.1.1 7.1.1 光存储原理光存储原理光存储原理光存储原理1.1.光盘存储技术光盘存储技术 光盘存储技术是光盘存储技术是将具有很高的相干和单色性的激光束，汇聚到将具有很高的相干和单色性的激光束，汇聚到光衍射极限的斑点上，使被照射的光斑区域内某种存储介质产生物光衍射极限的斑点上，使被照射的光斑区域内某种存储介质产生物理或化学变化，从而改变媒体的光学（或光磁）性质以记录信息。理或化学变化，从而改变媒

3、体的光学（或光磁）性质以记录信息。读出信息时，用另一束激光束检测光信号，存储介质表面的状读出信息时，用另一束激光束检测光信号，存储介质表面的状态转变为反射光强或偏振光的偏转角旋转，还原出记录的信息。态转变为反射光强或偏振光的偏转角旋转，还原出记录的信息。2.2.光盘的分类光盘的分类 虽然光盘都是采用激光进行读虽然光盘都是采用激光进行读/写，光盘由于采用的存储材料不写，光盘由于采用的存储材料不同，其写入读出信息的机理也存在差异。一般来说可分为：同，其写入读出信息的机理也存在差异。一般来说可分为：u形变形变u相变相变u磁光存储磁光存储u形变形变 采用这种方法的包括只读光盘和写一次读多次光盘。虽然只

4、读光采用这种方法的包括只读光盘和写一次读多次光盘。虽然只读光盘和写一次读多次光盘记录信息时都是使存储介质形变，但是在实现的盘和写一次读多次光盘记录信息时都是使存储介质形变，但是在实现的技术上是完全不同的。一个是压制出信息坑，一个则是烧制出信息坑。技术上是完全不同的。一个是压制出信息坑，一个则是烧制出信息坑。（1 1）只读光盘存储器）只读光盘存储器 对于像激光唱盘对于像激光唱盘(CD-DA)(CD-DA)和和CD-ROMCD-ROM这样的只读光盘，其制作过程都相这样的只读光盘，其制作过程都相同，大致分成三个阶段。同，大致分成三个阶段。1 1）原版盘预制作）原版盘预制作(Premastering)

5、(Premastering)，或者称为母盘预制作。，或者称为母盘预制作。2 2）原版盘制作）原版盘制作(Mastering)(Mastering)，或者称为母盘制作。，或者称为母盘制作。3 3）大批量复制。）大批量复制。（2 2）只写一次读多次光盘存储器。只写一次读多次光盘存储器。这类光盘存储器的媒体可为用户提供一次写入的存储空间，写后不这类光盘存储器的媒体可为用户提供一次写入的存储空间，写后不能修改，但可以多次读取。能修改，但可以多次读取。CD-RCD-R光盘结构和光盘结构和CD-ROMCD-ROM盘基本相同，主要差盘基本相同，主要差别在于别在于CD-RCD-R中增加了一层有机染料作为记录层

6、。无论是中增加了一层有机染料作为记录层。无论是CD-ROMCD-ROM还是还是CD-RCD-R，使用光驱读取光盘时原理是相同的，使用光驱读取光盘时原理是相同的。nCD-ROM盘制作过程盘制作过程 CDCD盘是利用在盘上压制凹坑的盘是利用在盘上压制凹坑的机械办法，利用凹坑的边缘来记录机械办法，利用凹坑的边缘来记录“1”1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分，而凹坑和非凹坑的平坦部分记录记录“0”0”，使用激光来读出。，使用激光来读出。在制作原版盘时，是用编码后的二进制数据去调制聚焦激光在制作原版盘时，是用编码后的二进制数据去调制聚焦激光束，如果写入的数据为束，如果写入的数据为“0 0”，就不让激光束通过

7、，写入，就不让激光束通过，写入“1 1”时，就让激光束通过，或者相反。时，就让激光束通过，或者相反。在制作原版在制作原版盘盘的玻璃的玻璃盘盘上涂有感光胶，曝了光的地方上涂有感光胶，曝了光的地方经经化学化学处处理后就形成凹坑，没有曝光的地方保持原理后就形成凹坑，没有曝光的地方保持原样样，二，二进进制信息就制信息就以以这样这样的形式刻的形式刻录录在原版在原版盘盘上。在上。在经过经过化学化学处处理后的玻璃理后的玻璃盘盘表表面上面上镀镀一一层层金属，用金属，用这这种种盘盘去制作母去制作母盘盘(mother disc)(mother disc)，然后，然后用母用母盘盘制作制作压压模，再用模，再用压压模去

8、大批量复制。模去大批量复制。CD-ROM光盘制作过程光盘制作过程 n n光盘的读出原理 光盘上压制了许多凹坑，激光束光盘上压制了许多凹坑，激光束在凹坑部分反射的光的强度，要在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射的光的强度比从非凹坑部分反射的光的强度弱，光盘就是利用这个极其简单弱，光盘就是利用这个极其简单的原理来区分的原理来区分“1”1”和和“0”0”的。的。凹坑的边缘代表凹坑的边缘代表“1”1”，凹坑和非，凹坑和非凹坑的平坦部分代表凹坑的平坦部分代表“0”0”，凹坑，凹坑的长度和非凹坑的长度都代表有的长度和非凹坑的长度都代表有多少个多少个“0”0”。uu相变相变相变相变 相变可擦除光盘

9、存储器可反复多次写入数据，采用的是一种特殊的相变可擦除光盘存储器可反复多次写入数据，采用的是一种特殊的相变材料，由锗、锑等组成。这些材料最初是晶体结构，在这些结构中相变材料，由锗、锑等组成。这些材料最初是晶体结构，在这些结构中原子排列整齐，光反射率高。当表面温度升到比熔点高时，如果突然冷原子排列整齐，光反射率高。当表面温度升到比熔点高时，如果突然冷却，材料将从晶体结构变为非晶结构。非晶结构的原子没有很好的排却，材料将从晶体结构变为非晶结构。非晶结构的原子没有很好的排列，光反射率低。相变可擦除光盘工作原理如下图所示。列，光反射率低。相变可擦除光盘工作原理如下图所示。相变可擦除光盘工作原理图（1）

10、相变可擦除光盘的写原理）相变可擦除光盘的写原理 这种光盘的写入原理是利用激光束的大功率照射对盘片进行局部这种光盘的写入原理是利用激光束的大功率照射对盘片进行局部瞬间加温，激光将相变材料加热到熔点以上，再进行快速冷却，就会瞬间加温，激光将相变材料加热到熔点以上，再进行快速冷却，就会固定在原子排序不整齐的非晶体状态。从而，产生被激光照到的非晶固定在原子排序不整齐的非晶体状态。从而，产生被激光照到的非晶体状态部分和没有被激光照到而留有原来晶体状态的部分。用结晶状体状态部分和没有被激光照到而留有原来晶体状态的部分。用结晶状态和非结晶状态来区分信息态和非结晶状态来区分信息0和和1，利用这两个状态具有不同

11、的反射率这，利用这两个状态具有不同的反射率这一特性来检测一特性来检测0和和1信号。信号。（2）相变可擦除光盘的数据清除原理）相变可擦除光盘的数据清除原理 热力学上，将相变材料被激光照到的非晶体状态视为不稳定状态。热力学上，将相变材料被激光照到的非晶体状态视为不稳定状态。因此，从外部提供充分的能量即可恢复到晶体状态。这就是相变可擦因此，从外部提供充分的能量即可恢复到晶体状态。这就是相变可擦除光盘的数据消除原理。此时，恢复到晶体状态的温度被称之为晶化除光盘的数据消除原理。此时，恢复到晶体状态的温度被称之为晶化温度。得力于该原理，只要调整激光强度就可自由自在地写入或清除温度。得力于该原理，只要调整激

12、光强度就可自由自在地写入或清除数据。数据。（3）相变可擦除光盘的读原理）相变可擦除光盘的读原理 读取时利用晶体与非晶体的不同反射率还原出二进制数据。读取时利用晶体与非晶体的不同反射率还原出二进制数据。u磁光磁光(Magneto-Optical)(Magneto-Optical)存储存储 磁光盘是使用光技术和磁技术相结合来记录信息的一种可擦除重写型磁光盘是使用光技术和磁技术相结合来记录信息的一种可擦除重写型光盘。目前所用的材料主要为锝光盘。目前所用的材料主要为锝(Tb)(Tb)、铁、钴等构成的非晶态合金膜。、铁、钴等构成的非晶态合金膜。（1 1）磁光盘写原理）磁光盘写原理 磁场强度对磁感应强度的

13、磁滞回线如图所示，在小的固定的磁场强度磁场强度对磁感应强度的磁滞回线如图所示，在小的固定的磁场强度HoHo下，将激光照射在记录介质上，使其局部温度升高，在外磁场的作用下改变下，将激光照射在记录介质上，使其局部温度升高，在外磁场的作用下改变磁畴的取向，用磁畴的正反方向来区别记录的磁畴的取向，用磁畴的正反方向来区别记录的0 0和和1 1信息。信息。要使磁畴从一个方向变成另一个方向所需要的磁场强度和温度有很大的要使磁畴从一个方向变成另一个方向所需要的磁场强度和温度有很大的关系，在常温下不易改变。只有用激光将磁畴加热到一定温度，使其矫顽力变关系，在常温下不易改变。只有用激光将磁畴加热到一定温度，使其矫

14、顽力变成几乎为零，才可以在偏置磁场的作用下完成。等激光撤离后，该区域迅速冷成几乎为零，才可以在偏置磁场的作用下完成。等激光撤离后，该区域迅速冷却，磁畴的方向也就固定了。却，磁畴的方向也就固定了。（2 2）磁光盘擦除原理）磁光盘擦除原理 磁光盘的擦除和写入的原理类此，擦除后让光道上的所有磁畴取磁光盘的擦除和写入的原理类此，擦除后让光道上的所有磁畴取相同的方向。方法是加入恒定磁场，用写入信号调制写入激光的输出相同的方向。方法是加入恒定磁场，用写入信号调制写入激光的输出功率。要使磁畴反向的区域，输出功率大，使该区域的温度升高，在功率。要使磁畴反向的区域，输出功率大，使该区域的温度升高，在反向磁场的作

15、用下磁畴的磁化方向发生翻转；磁畴不反向的区域，激反向磁场的作用下磁畴的磁化方向发生翻转；磁畴不反向的区域，激光输出功率小，该区域的磁畴保持原有方向。光输出功率小，该区域的磁畴保持原有方向。（3 3）磁光盘读原理）磁光盘读原理 法拉第效应和克尔效应指的是在磁场的作用下，偏振光的偏振面法拉第效应和克尔效应指的是在磁场的作用下，偏振光的偏振面发生旋转，偏振角的大小和方向与磁场的大小和方向一致。法拉弟效发生旋转，偏振角的大小和方向与磁场的大小和方向一致。法拉弟效应指的是在磁化表面中，偏振光透射产生偏振面旋转的现象。克尔效应指的是在磁化表面中，偏振光透射产生偏振面旋转的现象。克尔效应指的是在不同的磁化表

16、面，偏振光反射产生偏振面旋转的现象。磁应指的是在不同的磁化表面，偏振光反射产生偏振面旋转的现象。磁光盘利用克尔效应或法拉第效应来检测光盘利用克尔效应或法拉第效应来检测0 0和和1 1。读出时激光不能使记录介质过热，其加热功率要比记录时的功率读出时激光不能使记录介质过热，其加热功率要比记录时的功率低。低。7.1.2 CD7.1.2 CD7.1.2 CD7.1.2 CD1 1CDCD发展史发展史 与软盘、硬盘等电脑的其它外存储器相比，光盘出现的晚一些。与软盘、硬盘等电脑的其它外存储器相比，光盘出现的晚一些。19801980年飞利浦与索尼公司为年飞利浦与索尼公司为CDCD制定了标准，这就是世界闻名的

17、制定了标准，这就是世界闻名的“红皮书标红皮书标准准”。19821982年索尼公司研制成功世界上第一张实用的年索尼公司研制成功世界上第一张实用的CDCD，这种盘称为，这种盘称为CD-DACD-DA盘。盘。19851985年年PhilipsPhilips公司和公司和SONYSONY公司推出公司推出CD-ROMCD-ROM，并了相应的物理格式标准，并了相应的物理格式标准，称为黄皮书。称为黄皮书。19881988年飞利浦发表年飞利浦发表CD-RCD-R可记录光盘。可记录光盘。索尼在索尼在19901990年年1111月发布了橘皮书，制定了一次写入式光盘的规格，并相继月发布了橘皮书，制定了一次写入式光盘的

18、规格，并相继推出推出MOMO磁光盘、磁光盘、CD-RWCD-RW格式可刻录光盘的国际统一标准。格式可刻录光盘的国际统一标准。（1 1）按照应用格式划分）按照应用格式划分 尽管尽管CDCD产品尺寸大小、厚度、制产品尺寸大小、厚度、制造工艺、材料等都相同，但是由于造工艺、材料等都相同，但是由于它们的应用目的不同，导致存储的它们的应用目的不同，导致存储的数据类型不同，由此指定的标准也数据类型不同，由此指定的标准也不同，如下表所示。不同，如下表所示。2CD光盘的分类光盘的分类 可以从不同角度对光盘进行分类。在这里，主要按照应用格式和读写可以从不同角度对光盘进行分类。在这里，主要按照应用格式和读写限制划

19、分。限制划分。标准名称标准名称 盘的名称盘的名称 应用目的应用目的 红皮书红皮书 CD-DA CD-DA 存储数字化音乐存储数字化音乐 黄皮书黄皮书 CD-ROM CD-ROM 存储计算机能读写的数字化文图声像（动、静）等存储计算机能读写的数字化文图声像（动、静）等 绿皮书绿皮书 CD-I CD-I 存储数字化文图声像（动、静）等存储数字化文图声像（动、静）等 橙皮书橙皮书 CD-R CD-R 可读、写数字化文图声像（动、静）等可读、写数字化文图声像（动、静）等 白皮书白皮书 Video CD Video CD 存储影视节目存储影视节目 红皮书红皮书+CD-VideoCD-Video存储模拟电

20、视图像和数字化的声音存储模拟电视图像和数字化的声音 CD-Bridge CD-Bridge Photo CD Photo CD 存储静态图像存储静态图像 只读式只读式(CD-ROM)(CD-ROM)CD-ROMCD-ROM光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从CD-ROMCD-ROM读取信息，而不能往盘上写信息。读取信息，而不能往盘上写信息。一次性写入，多次读出式一次性写入，多次读出式(CD-R)(CD-R)一次写多次读光盘系统中的光盘，用户可对其做一次写入内容，以后一次写多次读光盘系统中的光盘，用户可对其做一次写入内容，以后成为只读光

21、盘。成为只读光盘。可读写式可读写式(Rewriteable(Rewriteable或或Erasable)Erasable)可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。它又分磁光型可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。它又分磁光型(MO)(MO)和相变型和相变型(PC)(PC)两种形式。两种形式。（2 2）按读写限制）按读写限制）按读写限制）按读写限制分类分类分类分类 3 3 3 3CDCDCDCD盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构 CDCD盘主要由保护层、反射激光的铝反射层、刻槽和聚碳脂衬垫组盘主要由保护层、反射激光的铝反射层、刻槽和聚碳脂衬垫组成。成。CDCD盘的外径为盘的外径为120 mm120 mm

22、，重量为，重量为1414克克1818克。激光唱盘分克。激光唱盘分3 3个区：个区：导入区、导出区和声音数据记录区。导入区、导出区和声音数据记录区。4.4.磁盘与磁盘与CDCD盘的光道盘的光道 u磁盘存放数据的磁道是同心环，如图磁盘存放数据的磁道是同心环，如图(a)(a)所示，磁盘片转动的角速度所示，磁盘片转动的角速度是恒定的，用是恒定的，用CAV(constant angular velocity)CAV(constant angular velocity)表示表示。uCDCD盘盘采用螺旋型光道采用螺旋型光道,如图如图(b)(b)所示所示，CDCD盘转动的线速度是恒定的，盘转动的线速度是恒定的

23、，光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的，通常用光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的，通常用CLV(constant linear velocity)CLV(constant linear velocity)表示。表示。5 5 5 5CDCDCDCD光盘的格式和标准光盘的格式和标准光盘的格式和标准光盘的格式和标准 CDCD格式包含逻辑格式和物理格式。格式包含逻辑格式和物理格式。逻辑格式逻辑格式规定如何把文件组织到光盘上，以及指定文件在光盘上规定如何把文件组织到光盘上，以及指定文件在光盘上的位置，包括文件的目录结构、文件大小以及盘片数目等事项；的位置，包括文件的目录结构、文件大

24、小以及盘片数目等事项；物理格式物理格式规定数据如何放在光盘上，包括物理扇区的地址、数据规定数据如何放在光盘上，包括物理扇区的地址、数据类型、数据块的大小、错误检测和校正码等。类型、数据块的大小、错误检测和校正码等。（1 1）物理格式）物理格式nCD-DACD-DA与红皮书与红皮书 红皮书规定，红皮书规定，CDCD上的音频数据存放在一个或多个光道上的音频数据存放在一个或多个光道（TracksTracks）上。每一光道通常是一首歌曲。一张标准）上。每一光道通常是一首歌曲。一张标准CD-DACD-DA上最多可上最多可以有以有9999条光道。一条光道可包含若干扇区（条光道。一条光道可包含若干扇区（Se

25、ctorSector），扇区也称为），扇区也称为节（节（SectionSection）。红皮书规定）。红皮书规定9898帧构成帧构成1 1节。帧是存放音频数据的基节。帧是存放音频数据的基本单元，结构如下表所示。本单元，结构如下表所示。帧同步帧同步 子码子码 音频数据音频数据(左声道左声道)Q Q校验校验 音频数据音频数据(右声道右声道)P P校验校验 3 3字节字节 1 1字节字节 1212字节字节 4 4字节字节 1212字节字节 4 4字节字节 红皮书规定红皮书规定CD-DACD-DA的编码采用的编码采用EFMEFM。CD-DACD-DA的一帧共包含的一帧共包含3636字节，除字节，除帧同

26、步帧同步3 3字节外，其余用字节外，其余用EFMEFM编码。编码后的数据再经调制转换成通道编码。编码后的数据再经调制转换成通道码，即每一个字段还要附加码，即每一个字段还要附加3 3个合并位。因此个合并位。因此CD-DACD-DA一帧的通道位数是一帧的通道位数是588588，如下表所示。，如下表所示。编号编号 字段名称字段名称 通道位数通道位数 合计合计 1 1同步位同步位(SYNC)(SYNC)24+3 24+3 27272 2子码子码(Subcode)(Subcode)1 1(14+3)(14+3)17173 3左声道数据左声道数据(Data)(Data)1212(14+3)(14+3)20

27、42044 4Q Q校验码校验码 4 4(14+3)(14+3)68685 5右声道数据右声道数据(Data)(Data)1212(14+3)(14+3)2042046 6P P校验码校验码 4 4(14+3)(14+3)6868合计合计588588 红皮书不仅定义了如何将音频存储在红皮书不仅定义了如何将音频存储在CDCD上，还定义了一种将图信息加在上，还定义了一种将图信息加在CDCD上的方法。这种类型的光盘通常称为上的方法。这种类型的光盘通常称为CD+GCD+G光盘，在一张光盘，在一张7474分钟的红皮书标准分钟的红皮书标准光盘的子码（通道光盘的子码（通道R RW W）里大约可以存储）里大约

28、可以存储16MB16MB的图（用户数据）。的图（用户数据）。红皮书规定红皮书规定9898帧构成帧构成1 1个扇区。光盘记录时音频数据、控制和纠错码分别个扇区。光盘记录时音频数据、控制和纠错码分别记录在不同的光道上。每个扇区所含音频数据量为记录在不同的光道上。每个扇区所含音频数据量为9898242423522352（字节）。（字节）。红皮书还规定在红皮书还规定在23522352字节的音频数据中添加两层错误检测和错误校验码字节的音频数据中添加两层错误检测和错误校验码（Error Detection and Error Correction CodeError Detection and Error

29、 Correction Code，EDC/ECCEDC/ECC）。）。同步数据同步数据 扇区地址扇区地址 用户数据用户数据 错误检测码错误检测码EDC EDC 未用未用 错误校正码错误校正码ECC ECC 1212字节字节 4 4字节字节 20482048字节字节 4 4字节字节 8 8字节字节 276276字节字节 CD-ROM Mode 1CD-ROM Mode 1：对红皮书中每扇区：对红皮书中每扇区23522352字节的音频数据区域作了更字节的音频数据区域作了更改，含有错误修正码，每个区存放改，含有错误修正码，每个区存放20482048字节的资料，如下表：字节的资料，如下表：nCD-RO

30、M与黄皮书 CD-ROMCD-ROM主要是解决主要是解决CDCD用做计算机存储器的两个问题：用做计算机存储器的两个问题：一是计算机的寻址问题；一是计算机的寻址问题；二是误码率问题。二是误码率问题。它在红皮书的基础上增加了它在红皮书的基础上增加了2 2种光道，主要对红皮书中每扇区种光道，主要对红皮书中每扇区23522352字字节的音频数据区域作了更改。节的音频数据区域作了更改。分为两种模式：分为两种模式：CD-ROM Mode 1CD-ROM Mode 1用来存放计算机数据；用来存放计算机数据；CD-ROM Mode CD-ROM Mode 2 2用来存放压缩的声音、图像和视频信息。用来存放压缩

31、的声音、图像和视频信息。分（分（0 07474）秒（秒（0 05959）分秒（分秒（0 07474）方式方式 1 1字节字节 1 1字节字节 1 1字节字节 1 1字节字节 CD-ROM Mode 2CD-ROM Mode 2：没有错误修正码，将这些空间省下来，因此每：没有错误修正码，将这些空间省下来，因此每个区可以多存放个区可以多存放288288字节，达到字节，达到23362336字节。字节。在在CD-ROMCD-ROM扇区地址也称作表头区，含有指示本区数据为扇区地址也称作表头区，含有指示本区数据为Mode 1Mode 1或或Mode 2Mode 2的字节，并且扇区地址编址与磁盘的扇区地址不

32、同，磁盘的扇的字节，并且扇区地址编址与磁盘的扇区地址不同，磁盘的扇区地址采用柱面号、磁头号，扇区号三部分表示。区地址采用柱面号、磁头号，扇区号三部分表示。CD-ROMCD-ROM中采用计时中采用计时系统中的分、秒，以及分秒来表示（系统中的分、秒，以及分秒来表示（1/751/75秒）来表示，地址结构如下秒）来表示，地址结构如下表所示。表所示。nCD-ROMCD-ROMXAXA CD-ROM CD-ROMXAXA在在CD-ROM Mode 2CD-ROM Mode 2基础上，对其进行了扩充，分别是基础上，对其进行了扩充，分别是Form 1Form 1和和Form 2Form 2两种格式，两种格式，

33、Form lForm l格式用来存放计算机数据，格式用来存放计算机数据，Form 2Form 2格式存放声音、图像格式存放声音、图像和视频信息。和视频信息。nCD-ICD-I与绿皮书与绿皮书 绿皮书标准在绿皮书标准在CD-ROMCD-ROM的基础上增加了交互音频、视频、文字和数据的表达格的基础上增加了交互音频、视频、文字和数据的表达格式，允许计算机数据、压缩的声音数据和图像数据交错放在同一条式，允许计算机数据、压缩的声音数据和图像数据交错放在同一条CD-ICD-I光道上。光道上。CD-ICD-I的扇区结构和的扇区结构和CD-ROM/XACD-ROM/XA一致。一致。nPhoto CDPhoto

34、 CD Photo CD Photo CD是是KodakKodak公司和公司和PhilipsPhilips公司依据公司依据CD-ROMCD-ROMXAXA标准开发的新产品，用标准开发的新产品，用来存放彩色照片。它的更一般的形式是来存放彩色照片。它的更一般的形式是CD-BridgeCD-Bridge。nCD-BridgeCD-Bridge盘盘 CD-BridgeCD-Bridge规格定义了一种把附加信息加到规格定义了一种把附加信息加到CD-ROM/XACD-ROM/XA光道上的一种方法，光道上的一种方法，CD-CD-BridgeBridge盘的扇区结构与盘的扇区结构与CD-ROM/XACD-RO

35、M/XA和和CD-ICD-I的扇区结构一致。的扇区结构一致。nCD-RCD-R与橙皮书与橙皮书 CD-RCD-R光盘是一种用户可以按需要将信息写入的光盘。根据写入的情况光盘是一种用户可以按需要将信息写入的光盘。根据写入的情况CD-RCD-R光盘光盘可以分为两类：可以分为两类：CD-MOCD-MO和和CD-WOCD-WO。（2 2）逻辑格式）逻辑格式 CD-ROMCD-ROM的逻辑格式可归纳为两个部分：卷结构和文件结构。的逻辑格式可归纳为两个部分：卷结构和文件结构。卷结构用来描述整片卷结构用来描述整片CD-ROMCD-ROM盘上所含信息的结构。一卷为一片盘上所含信息的结构。一卷为一片CD-CD-

36、ROMROM。由于文件有大小之分，一个盘片上可以有很多文件，一个文件。由于文件有大小之分，一个盘片上可以有很多文件，一个文件也可以需要几个盘片才能存放。所以一卷可能有好几个文件，一个文也可以需要几个盘片才能存放。所以一卷可能有好几个文件，一个文件也可能要跨越好几卷。卷就是来描述这种错综复杂关系的规则。件也可能要跨越好几卷。卷就是来描述这种错综复杂关系的规则。文件结构用来描述和配置放到文件结构用来描述和配置放到CD-ROMCD-ROM盘上的文件的结构。文件结盘上的文件的结构。文件结构的核心是目录结构。目录结构对文件系统的性能有很大的影响。一构的核心是目录结构。目录结构对文件系统的性能有很大的影响

37、。一般来说，目录结构采用分层目录结构，并且有显式说明和隐式说明之般来说，目录结构采用分层目录结构，并且有显式说明和隐式说明之分。分。1 1）逻辑扇区和逻辑块）逻辑扇区和逻辑块 每个逻辑扇区进一步被分成一个或多个逻辑块。物理扇区、每个逻辑扇区进一步被分成一个或多个逻辑块。物理扇区、逻辑扇区、逻辑块之间的关系如下图所示：逻辑扇区、逻辑块之间的关系如下图所示：2）文件）文件 文件通过文件标识符来进行区分和寻找。文件通过文件标识符来进行区分和寻找。文件标识符文件标识符(file identifier)可由三部分组成：文件名、文件扩展可由三部分组成：文件名、文件扩展名和文件版本号。通常文件标识符必须要包

38、含一个文件名，或者包名和文件版本号。通常文件标识符必须要包含一个文件名，或者包含一个扩展名，其他可作为选择。含一个扩展名，其他可作为选择。3 3）目录）目录 CD-ROMCD-ROM采用隐式分层目录结构，把目录当作文件看待，整个目录采用隐式分层目录结构，把目录当作文件看待，整个目录放在放在1 1个或几个文件中。包含目录的文件称为目录文件。隐式分层目个或几个文件中。包含目录的文件称为目录文件。隐式分层目标结构利用索引值来访问所有的目录，它能保证通过一次寻找就可以标结构利用索引值来访问所有的目录，它能保证通过一次寻找就可以访问盘上的任何一个子目录。访问盘上的任何一个子目录。4 4）卷）卷 CD-R

39、OMCD-ROM盘上用来存放信息的区域称为卷空间盘上用来存放信息的区域称为卷空间(Volume Space)(Volume Space)。卷。卷空间分成两个区：系统区和数据区。空间分成两个区：系统区和数据区。系统区的范围从系统区的范围从LSN 0LSN 0到到LSN 16LSN 16，它的具体内容没有规定。，它的具体内容没有规定。数据区的范围从数据区的范围从LSN 16LSN 16开始到最后一个逻辑扇区，存放的内容包开始到最后一个逻辑扇区，存放的内容包括卷描述符括卷描述符(Volume Descriptors)(Volume Descriptors)、文件目录、路径表、文件数据等、文件目录、路

40、径表、文件数据等内容。卷描述符存放在数据区从内容。卷描述符存放在数据区从LSN 16LSN 16开始的连续逻辑扇区上开始的连续逻辑扇区上 。6 6 6 6基本技术基本技术基本技术基本技术（1 1）EFMEFM编码编码 EFMEFM（Eight to Fourteen ModulationEight to Fourteen Modulation，8 8到到1414比特调制）编码的比特调制）编码的含义就是把一个含义就是把一个8 8比特比特(即即1 1个字节个字节)的数据用的数据用1414比特来表示。激光唱盘比特来表示。激光唱盘上的声音数据编码过程如下图所示。上的声音数据编码过程如下图所示。（2 2

41、）CRCCRC 在纠错编码代数中，把以二进制数字表示的一个数据系列看在纠错编码代数中，把以二进制数字表示的一个数据系列看成一个多项式。成一个多项式。EDC EDC x x2424x x31 31 x x1616x x23 23 x x8 8x x15 15 x x0 0 x x7 7 字节号字节号 2064 2064 206520652066206620672067 CD-ROM中采用中采用CRC检错。检错。CD-ROM扇区方式扇区方式01中，有一个中，有一个4字节共字节共32位的位的EDC字域，它就是用来存放字域，它就是用来存放CRC码。码。CD-ROM采用采用的的CRC校验码生成多项式是一

42、个校验码生成多项式是一个32阶的多项式阶的多项式。（3 3）RSRS编码编码 RSRS的编码就是计算信息码符多项式的编码就是计算信息码符多项式M M(x x)除以校验码生成多项式除以校验码生成多项式G G(x x)之后的余数。之后的余数。RSRS码的错误纠正过程分计算校正子、计算错误位置码的错误纠正过程分计算校正子、计算错误位置和计算错误值三个步骤。和计算错误值三个步骤。（4 4）CIRCCIRC 在用在用RSRS编译码前后，对数据进行交插处理和交叉处理。其基本思编译码前后，对数据进行交插处理和交叉处理。其基本思想是把本该连续存放的数据错开放，那末当出现一片错误时，这些错想是把本该连续存放的数

43、据错开放，那末当出现一片错误时，这些错误就分散到各处，错误就容易得到纠正，这种技术就称为交插技术。误就分散到各处，错误就容易得到纠正，这种技术就称为交插技术。CIRCCIRC纠错码综合了交插、延时交插、交叉交插等技术，不仅能纠随机纠错码综合了交插、延时交插、交叉交插等技术，不仅能纠随机错误，而且对纠突发错误特别有效。错误，而且对纠突发错误特别有效。（5 5）RSPCRSPC编码编码 RSPCRSPC是一种差错校正体系，被是一种差错校正体系，被DVDDVD采用。采用。DVDDVD采用里德索洛蒙行采用里德索洛蒙行和列编码以便增加差错校正的效率。和列编码以便增加差错校正的效率。7.1.3 VCD7.

44、1.3 VCD7.1.3 VCD7.1.3 VCD1 1 1 1VCDVCDVCDVCD的标准的标准的标准的标准 VCDVCD标准描述的是一个使用标准描述的是一个使用CDCD格式和格式和MPEG-1MPEG-1标准的数字视频存储格标准的数字视频存储格式。式。VCDVCD标准在标准在CD-BridgeCD-Bridge规格和规格和ISO 9660ISO 9660文件结构基础上定义了完整文件结构基础上定义了完整的文件系统，使的文件系统，使VCDVCD节目能够在节目能够在CD-ROMCD-ROM、CD-ICD-I和和VCDVCD播放机上播放。播放机上播放。VCDVCD使用的编码方式为使用的编码方式为

45、MPEG-1MPEG-1视频（固定码率视频（固定码率1.15Mbps1.15Mbps），音频为），音频为MPEG-1MPEG-1第第2 2层，一张层，一张VCDVCD能提供能提供7474分钟的运动图像。分钟的运动图像。VCD2.0VCD2.0同时支持同时支持720*576720*576静止图像，静止图像，VCDVCD的声音可以是的声音可以是2 2个单声道，一对立体声道或是个单声道，一对立体声道或是一个环绕声道一个环绕声道(杜比杜比)。通常用通常用VCDVCD制作一部电影需要制作一部电影需要2 2张光盘。超级张光盘。超级VCDVCD的可选择音乐声道的可选择音乐声道为为2 2组立体声道组立体声道(

46、可以是以可以是以Pro-LogicPro-Logic编码编码)或者是四个单声道。或者是四个单声道。将数字电视放到将数字电视放到VCDVCD盘上涉及物理格式和逻辑格式两个基本概念。盘上涉及物理格式和逻辑格式两个基本概念。VCDVCD采用了采用了CD-DACD-DA，CD-ROMCD-ROM，CD-ROM XACD-ROM XA，CD-ICD-I物理格式及物理格式及ISO 9660ISO 9660逻逻辑格式中的适用部分，而把辑格式中的适用部分，而把MPEG-IMPEG-I作为它们的逻辑格式。作为它们的逻辑格式。VCDVCD是介于是介于CD-ROMCD-ROM和和CD-ICD-I之间的一种格式。之间

47、的一种格式。2 2 2 2VCDVCDVCDVCD盘的物理格式盘的物理格式盘的物理格式盘的物理格式 VCDVCD盘由引导区盘由引导区(导入区和导出区导入区和导出区)和节目区两部分组成。盘上的和节目区两部分组成。盘上的数据按光道来组织，光道数最多为数据按光道来组织，光道数最多为9999条。条。VCDVCD盘的导入区和导出区按盘的导入区和导出区按CD-ROM XACD-ROM XA数据光道的数据光道的Mode 2 Form 2Mode 2 Form 2进行编码，是不含数据的空扇区。专用进行编码，是不含数据的空扇区。专用VCDVCD数据光道数据光道(Special Video(Special Vid

48、eo CD Track)CD Track)用来描述用来描述VCDVCD盘上的信息。盘上的信息。3 3 3 3VCDVCDVCDVCD盘的逻辑格式盘的逻辑格式盘的逻辑格式盘的逻辑格式 VCDVCD盘的文件系统是在盘的文件系统是在ISO 9660ISO 9660文件结构文件结构标准基础上开发。标准基础上开发。VCDVCD盘需要的目录有：盘需要的目录有：RootRoot，CDICDI，VCDVCD和和MPEGAVMPEGAV等。等。VCDVCD盘的目录盘的目录结构如右图所示。结构如右图所示。Video CDVideo CD规范规定对文件规范规定对文件目录作了如下规定：目录作了如下规定：1 1）如果）

49、如果VCDVCD盘包含卡拉盘包含卡拉OKOK基本信息区，这个区基本信息区，这个区域的文件必须存放在域的文件必须存放在KARAOKEKARAOKE目录下。目录下。2 2）如果）如果VCDVCD盘包含分段播放项目区，这个区域盘包含分段播放项目区，这个区域中的文件必须存放在中的文件必须存放在SEGMENTSEGMENT目录下。目录下。3 3）如果有扩展的播放顺序描述符文件，这个文）如果有扩展的播放顺序描述符文件，这个文件必须存放在件必须存放在EXTEXT目录下。目录下。4 4）VCDVCD信息区中的文件必须存放在信息区中的文件必须存放在VCDVCD目录下。目录下。5 5）所有表示）所有表示MPEG

50、Audio/VideoMPEG Audio/Video光道的文件都必光道的文件都必须存放在须存放在MPEGAVMPEGAV目录下。目录下。6 6）所有表示）所有表示CD-DACD-DA光道的文件都必须存放在光道的文件都必须存放在CDDACDDA目录下。目录下。7.1.4 DVD7.1.4 DVD7.1.4 DVD7.1.4 DVD1 1简介简介 19951995年年9 9月，月，DVDDVD研制的两大阵营研制的两大阵营SONY,PHILIPSSONY,PHILIPS联盟和联盟和TOSHIBATOSHIBA，TIME WARNERTIME WARNER联盟合作推出了联盟合作推出了DIGITAL