文档介绍：第5章多媒体数据存储技术
学习目标:
本章重点介绍了光存储技术的原理以及常见的光存储介质的技术特点。学生在学习本章内容过程中要结合实际重点掌握光存储介质的工作原理、光存储介质的分类、制作以及相关的读取设备。了解光存储介质的技术参数、标准、发展历程以及未来的发展方向。
光存储技术
光存储类型
光存储介质统称光盘,它分成两类,一类是只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一类是可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD+R等各种类型。
本节详细介绍几种常见的光存储介质:
● CD-ROM只读盘:
其工作特点是采用激光调制方式记录信息,将信息化以凹坑和凸区的形式记录
在螺旋形光道上。光盘是由母盘压模制成的,一旦复制成形永久不变,用户只能读出信息。
● WORM一次性写多次读光盘
WORM(write once read many) 光盘在使用前首先要进行格式化, 形成格式化信息区和逻辑目录区, 利用激光照射介质, 使介质变异, 利用激光不同的变化, 使其产生一连串排列的"点", 从而完成写的过程。用户可以根据需要对其中重要数据进行加密。WORM光盘的特点只能写一次但可以多次渎, 所以记录信息时要慎重,一旦写人就不能再更改。
● Rewritable 可重写光盘
可重写光盘或称可擦写光盘是最理想的光盘类型, 也是最有应用前途的光盘类型。它像硬盘一样可读写, 利用浮动磁光头应磁光盘上进行磁场调制, 可进行高速重写磁光记录。目前可重写光盘由于价格较贵, 普及受到限制, 随着技术不断进步, 成本的降低, 相信其前景会很好。
随着光学技术、激光技术、微电子技术、材料科学、细微加工技术、计算机与自动控制技术的发展,光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上将有巨大的发展潜力。在下一个世纪初,光盘存储将在功能多样化,操作智能化方面都会有显著的进展。随着光量子数据存储技术、三维体存储技术、近场光学技术、光学集成技术的发展,光存储技术必将在下一世纪成为信息产业中的支柱技术之一。
光存储技术基本原理
光存储是由光盘表面的介质影响的,光盘上有凹凸不平的小坑,光照射到上面有不同的反射,再转化为0、1的数字信号就成了光存储。当然光盘外面还有保护膜,一般看不出来,不过你能看出来有信息和没有信息的地方。刻录光盘也是这样的原理,就是当刻录的时候光比较强,烧出了不同的凹凸点。
无论是CD光盘、DVD光盘等光存储介质,采用的存储方式都与软盘、硬盘相同,是以二进制数据的形式来存储信息。而要在这些光盘上面储存数据,需要借助激光把电脑转换后的二进制数据用数据模式刻在扁平、具有反射能力的盘片上。而为了识别数据,光盘上定义激光刻出的小坑就代表二进制的“1”,而空白处则代表二进制的“0”。DVD盘的记录凹坑比CD-ROM更小,且螺旋储存凹坑之间的距离也更小。DVD存放数据信息的坑点非常小,而且非常紧密,,每个坑点间的距离只是CD-ROM的50%,。如图5-1光道示意图和图5-2光盘截面示意图。
图 5-1 光道示意图图5-2光盘截面示意图
CD光驱、DVD光驱等一系列光存储设备,主要的部分就是激光发生器和光监测器。光驱上的激光发生器实际上就是一个激光二极管,可以产生对应波长的激光光束,然后经过一系列的处理后射到光盘上,然后经由光监测器捕捉反射回来的信号从而识别实际的数据。如果光盘不反射激光则代表那里有一个小坑,那么电脑就知道它代表一个“1”;如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个“0”。然后电脑就可以将这些二进制代码转换成为原来的程序。当光盘在光驱中做高速转动,激光头在电机的控制下前后移动,数据就这样源源不断的读取出来了。如图5-3所示。
图5-3 凹痕与记录数据的关系示意图
光存储系统技术指标
光存储系统的技术指标主要包括容量、平均存取时间、数据率、误码率及平均无故障时间等。
●存储容量
指它所能读写的光盘盘片的容量。光盘容量又分为格式化容量和用户容量,
采用不同的格式和不同驱动器, 光盘格式化后容量不同。一般用户容量比格式化容量要少, 因为光盘还需要存放有关控制、校验等信息。
●平均存取时间
是在光盘上找到需要读写的信息的位置所需要的时间, 即指从计算机向光盘驱
动器发出命令,到光盘驱动器可以接受读写命令为止的时间。一般取光头沿半径移动全程 1/3 长度所需要的时间为平均寻道时间,盘片旋转一周的一半时间为平均等待时间, 两者加上读