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多媒体技术 主讲：刘胜钢 第八章光盘存储技术 8.1 概述 8.1 概述 如何记录“0”和“1”，如何提高单位面积上的记录密度是计算机工业中的一个非常重要的技术研究和开发课题； 电子管到半导体存储器，磁记录到光记录； 光记录是20世纪70年代的重大发明。 8.1 概述 60年代，美国就开始了利用激光束来记录“0”和“1”的数字信号的研究。 激光束聚焦在1um以下 不需要真空设备 60年代后期美国能量设备ECD公司开展激光束记录信息的材料研究。 相变(Phase Change)的材料，两种稳态 8.1 概述 70年代初期，荷兰Philips公司采用了另一种用激光束来记录和检测信息的方法。 利用凹凸长短不同的表面来记录信息，利用凹凸表面对激光束的反射率不同来检测信息。 1972年9月，光盘直径30cm(12英寸)，双面光盘可播放两小时。 8.1.2 光盘工作原理 结构：覆盖层：刻有细槽，称为凹坑，其余为凸岸 反射层：在凹坑处能反射光线工作原理：　在激光照射下, 凹坑与凸岸分别产生不同的光反射现象，从而编码成为01数码。 问题： 光盘光道的排列形式如何？ 光学头读取光道数据的运动方式怎样？ 凹面记录”0”还是凸面记录“0”？ 8.1.2 光盘工作原理 光盘光道是螺旋线(总长约5千米)，光道密度为16000TPI(光道/英寸)，道宽 d1 = 0.6μm ，道间距d2 = 1.6μm，凹坑深度为0.12μm，数据密度1 M bit/平方毫米。 光学头读取数据时以CLV(匀速线速度)方式运动，磁头以CAV方式运动。 8.1.3 光盘数据的通道编码(EFM) 凹坑和凸岸的平坦部分代表”0”，凹坑的边缘代表”1”。 如果出现连续的1怎么表示？ 为了改善读出信号的质量和在记录中提取同步信号，光盘数字数据采用通道编码。 8.1.3 通道编码(EFM) 光存贮原理 光反射 8.1.3 通道编码(EFM) 在连续的“1”之间插入若干个“0”，在连续的“0”之间插入若干个“1”，并对“0”和“1”的游程长度加以限制。 “0”的游程长度最短2个，最长为10。 一个字节8位的数据有256种代码，14位有16384种代码，满足“0”的游程长度要求的有267种。 14位通道码合并时，首位加1个“0”，末尾加2个“0”，8位数据最后转换成17位通道码。 8.2 光盘技术发展概述 80年代初Philips和索尼公司便共同为数字音乐光盘片制订标准。1982年3月开发成功CD-DA数字光盘音响系统(直径4.75英寸，12cm，红皮书标准)。 1985年，正式为CD－ROM制定了标准（黄皮书标准），从此CD-ROM在电脑的信息存储上获得了极为广泛的应用。 1986年和1987年先后推出了CD-I（绿皮书标准）和DVI系统。 8.2 光盘技术发展概述 CD-ROM是只读式的，用户无法对数据进行备份和交换，因此研制可读写的光盘是光盘技术中一个非常重要的部分。 CD-R（CD Recordable）的标准（橙皮书标准）于 1990年由Philips公司制定。 CD-R最大的特点是与CD-ROM完全兼容。 必威体育精装版的CD-R刻录机支持CD-UDF格式(通用磁盘格式)，用户无需使用刻录软件，就可像使用软驱一样直接对CD-R刻录机进行读写操作。 8.2 光盘技术发展概述 1995年4月， Philips公司提出相变可读写光盘驱动器CD-E，并得到许多公司支持。1996年更名为CD-RW(可读写CD标准)。 CD-RW兼容CD-ROM和CD-R。 8.3 光存储的特点 存储容量大 产品标准化 使用寿命长 相容性能好 实用范围广 8.4 光盘数据的物理存储格式 物理格式规定数据如何放在光盘上，包括物理扇区地址、数据的类型、数据块的大小、错误检测、同步信息和校正码等。 以CD-DA（红皮书标准）数据的物理格式为例 一首歌曲放在一条逻辑光道上。一条光道由许多扇区(节section)组成，一节由98帧组成。帧是激光唱盘上存放声音数据的基本单元。 8.4 光盘数据的物理存储格式 同步(SYNC)：100000000001000000000010。 一扇区的有效声音数据98×24＝2352字节 单倍光速的数据率为多少？单倍光速一秒钟扫过多少扇区？ 8.4 .2 CD-ROM数据的物理存储格式 CD-ROM/XA定义了4种类型的扇区方式： CD-ROM Mode 1:存储计算机数据 CD-ROM Mode 2:存储压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据 CD-ROM/XA Mode 2 Form 1:存储计算机数据 CD-ROM/XA Mode 2 Form 2:存储压缩的声音数据、静态图像或电视图像数据 8.4 .2 CD-ROM数据的物理存储格式