光盘的存储原理与组成概要课件.pptVIP

第三单元层次存储器系统第六讲光盘的存储原理与组成本单元小结1

内容提要?CD-ROM?CD-R?CD-RW?DVD?主存储器的必威体育精装版发展?本单元小结2

只读光盘（CD-ROM）?1980年，飞利浦和索尼一起推出了光盘（CD，CompactDisc），并很快取代了每分钟331/3转的乙烯基唱片。CD的详尽技术细节以正式的国际标准（IS10149）公布，并因为封面的颜色被通称为红皮书。3

光盘的存储原理?CD是通过在涂有玻璃表层的主盘上，用高能红外激光束烧出0.8毫米直径的小孔制成的。用这种主盘做成模子，上面带有烧好的激光孔，然后往模子上注入熔化的多种碳酸盐脂，使激光孔的形状和玻璃主盘的形状一样，就基本上完成了CD的主体。接着，在碳酸盐脂上沉淀上一薄层的反射铝，再覆盖上一层起保护作用的表层，最后再打上标签，整个CD就完成了。碳酸盐脂底基的凹陷部分叫作凹区，凹区两边未经过烧制的部分叫作凸区。4

光盘的读出原理?将CD进行回放时，用一个低能激光二极管发出的波长为0.78毫米的红外光照射在二极管下“流过”的凹区和凸区。光源在碳酸盐脂层的上方，所以，当凹区经过时，激光束就会比凸区经过时伸出一些。由于凹区的高度为激光波长的1/4，从凹区反射的激光的波长为从凸区反射光的波长的一半。这样，反射光和发射光叠加，将导致光接收器接收到的从凹区反射的光线比从凸区反射的要弱。CD机通过这种途径，可以区别出凹区和凸区。虽然用凹区代表0，凸区代表1可能是最简单的表示方法，但从可靠性方面考虑，用凸区/凹区和凹区/凸区转换来表示1，而用连续的凹区或凸区来表示0的可靠性要高一些，所以，CD上采用的是这种模式。5

CD-ROM的存储标准?将每个字节编码成14位的符号，可以对字节进行海明编码；?连续的42个符号一组，构成了588位的帧。每帧包含192位数据位（24个字节），其它的396位用于纠错和控制位。（与音频CD兼容）?将98帧作为一个CD-ROM扇区。每个扇区由16个字节的引导区开始，其中前12个字节为引导区起始标志，然后3个字节是扇区号，最后的一个字节是光盘的数据存放格式。?扇区构成一条从圆心向外的单向螺旋线。6

CD-ROM的文件标准?国际标准（IS9660）有三个层次。?第一层次规定–文件名不能超过8个字符长–可以有不超过3个字符的扩展名（MS-DOS的文件命名规则）–文件名中的字符只能是大写字母、数字和下划线–目录嵌套不超过8层，目录不允许有扩展名–所有文件必须连续存放–可以被几乎所有计算机读出7

CD-R存储原理?CD-R在大小上和CD-ROM一样，最初时也是120mm的空白盘，只是CD-R有一条0.6mm宽的凹槽，用来引导激光进行刻盘。凹槽有0.3mm的正弦偏移，频率为22.05kHz，用来准确控制CD-R的转速，并在必要时加以调整。只是CD-R表面是金色，而不象CD-ROM那样表面是银色。用真正的金子代替铝来做反射层。而CD-R的凹区和凸区是用不同的反射光来模拟，这点是通过在碳酸盐脂和金质反射层之间加上一层染料来实现的。目前使用的有两种不同的染料，一种是花青，其颜色是绿色的，另一种是pthalocyanine，颜色为黄桔色。这些染料和显像中的染料十分类似，这也是柯达和富士成为CD-R的主要制造商的原因。8

CD-R存储原理?CD-R被刻之前，染料层是透明的，激光束可以穿过它后从金质层反射回来。刻盘时，照射CD-R的激光能量被调高到8~16mW，光束照射到染料的一个点上时产生的热量使之发生化学反应，改变了染料的分子结构，产生一个黑点。读出时（激光束的能量为0.5mW），光接收器就可以分辨出染料被照射过的黑点和未被照射过的透明区，并用这个区别来对应普通光盘的凹区和凸区。9

CD-R的增量刻盘?一次刻在CD-R上的几个连续扇区被称为CD-ROM道。?每个CD-ROM道一个单独的目录卷表VTOC，其中所列的文件可能包括其前面各道中的部分或所有文件。?CD-R放入光驱后，操作系统搜寻所有CD-ROM道，并定位到最近使用的VTOC，它给出了CD-R的当前状态。10

CD-R防盗版?将CD-ROM上所有文件的长度写成好几个GB，这样，用标准的读盘软件将无法将文件拷到硬盘中，而文件的实际长度在出版商提供的专用读盘软件中，或隐藏（可能还是加密后）在CD-ROM的某个意想不到的地方。?在选定的几个扇区中有意写入一些错误的ECC码，预计一般的CD复制软件将会自动“修复”这些错误，但光盘的应用软件却自己对这些ECC码进行检查，如果它们正确的话就停止执行。11

CD-RW存储原理?可擦写光盘–用银、铟、锑和碲组成的合金做记录层。这种合金有两个稳定态：晶态和非晶态，两个状态有不同的反射特性。–CD-RW