多媒體多媒體光盤存儲系統(tǒng)

1、第3章 多媒體光盤存儲系統(tǒng)3.1 光盤存儲系統(tǒng)3.2 光盤的規(guī)范3.3 光存儲介質的構造與任務原理3.4光盤數(shù)據(jù)編碼與光盤消費過程3.5光盤庫與光盤鏡像效力器3.1 光盤存儲系統(tǒng)光盤存儲系統(tǒng)由光盤和光盤驅動器組成。 3.1.1 光盤及其特點CDCompact Disc意為高密盤，稱為光盤。由于它是經(jīng)過光學方式來記錄和讀取二進制信息的。光盤是一種數(shù)字式記錄存儲器，具有一切存儲介質的優(yōu)點，如大容量、耐用、易保管、規(guī)范化等。 光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要的特點。1.記錄密度高 CD光盤的外表的存儲位凹痕 DVD光盤的外表的存儲位凹痕 圖3-1 DVD比CD提供了更大的存儲容量 2.存儲容量大

2、圖3-2 一張光盤可存放16萬頁A4開本的文本信息資料3.采用非接觸方式讀/寫信息圖3-3 光頭不與光盤片直接接觸 圖3-4 光盤可以存儲多種媒體4.信息保管時間長 對于只讀型光盤，不用但心文件會被誤刪除，更不用憂慮遭到病毒的侵擾。假設運用得當，一張光盤上的信息可保管長達幾十年甚至更長。 5.不同平臺可以互換光盤上的信息按照規(guī)范格式記錄，即使在不同的硬件或軟件平臺上，光盤中的信息也可以被正確讀出。 6.取代傳統(tǒng)媒體存儲介質光盤可以同時存儲計算機程序、文字、音樂、圖形、影像、等多種媒體信息。 7價錢低廉與磁帶、磁盤相比，光盤是目前計算機數(shù)據(jù)最廉價的存儲介質。3.1.2 光盤的類型按照數(shù)據(jù)存放格式

3、和類型，光盤可分為許多不同的類型，通常指以下光盤的總稱：包括CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-R/W、Photo-CD、V-CD、DVD等。按光盤的讀/寫性能來講，可以分為3種類型：只讀型光盤存儲器數(shù)據(jù)是用壓模方法壓制而成的，用戶只能讀取上面的數(shù)據(jù)。 多次可寫光盤存儲器這種光盤允許用戶一次或多次寫入數(shù)據(jù)，并可隨時往盤上追加數(shù)據(jù)，直到盤滿為止。 可擦寫光盤存儲器這種光盤具有磁盤一樣的可擦寫性，可多次寫入或修正光盤上的數(shù)據(jù)，更適宜作為計算機的新型規(guī)范外存設備，目前有磁光和相變和兩種類型。 3.1.3 光盤驅動器 必需運用專門的設備，才干從光盤中讀取數(shù)據(jù)，這種設備就是光盤驅動器，簡稱光驅或光

4、盤機。 就普遍運用的 CD-ROM光驅而言，高倍速的驅動器曾經(jīng)普及，并出現(xiàn)了32倍速或更高倍速的光驅。這里所說的倍數(shù)是指光盤的數(shù)據(jù)傳輸率，單倍速的CD-ROM的數(shù)據(jù)傳送速度是150KB/s，雙倍速的CD-ROM的數(shù)據(jù)傳送速度是2150KB/s，依此類推，n倍速為n150KB/s。 CD-ROM光盤驅動器既能讀 CD-ROM盤，也能讀其他如CD-DA、CD-R和VCD等光盤，但它不能讀DVD等特殊方式的光盤。這些光盤都各有本人的規(guī)范，需求相應的光驅才干訪問。因此在談到讀光盤驅動器時，要留意闡明它對哪些光盤是適用的。CD-ROM驅動器的任務原理 圖3-5 光盤驅動器任務原理 可擦寫光盤機根據(jù)其記錄

5、原理的不同，有磁光驅動器MO和相變驅動器PD。但是記錄在 MO 或PD盤片上的數(shù)據(jù)無法在廣泛運用的CD-ROM驅動器上讀取，因此難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分發(fā)。3.1.4 光驅讀取光盤的兩種方式 CD-ROM 光盤信息組織和其地址編碼與軟盤、硬盤不一樣，由于它的光道是螺旋形的光道，光盤在光驅中將以恒定線速度旋轉，為有效提高對光盤的讀取速度，光驅在任務時有CLV和CAV兩種方式。 在 CLVConstant Line Velocity，恒定線速度方式下 ，單位間隔的光道上所儲存的信息容量是相等的，因此可以充分利用盤片的空間，添加了存儲容量。但這樣一來，激光頭每旋轉一圈所讀取的數(shù)據(jù)量，內(nèi)圈數(shù)據(jù)少，外圈

6、數(shù)據(jù)多。因此在 CLV方式下，當激光頭挪動到不同的軌道時，電機也必需以不同的轉速旋轉，內(nèi)圈轉得慢些，外圈轉得快些，以維持單位間隔信息讀取時間一致。對于高速光驅來講，CLV方式容易呵斥光驅耐用性的降低。 目前的高倍速光驅大多采用了CAVConstant Angular Velocity，恒定角速度技術。在CAV方式下，不論是內(nèi)圈還是外圈，激光頭一直以恒定的角速度旋轉CD-ROM盤片，這和硬盤驅動器的操作方式非常類似。恒定的轉速對于電機來說比較容易實現(xiàn)，由于不需求在隨機尋道時經(jīng)常地改動電機的轉速，因此，隨機讀取性能會得到很大的改善。不過，在CAV方式下，光盤內(nèi)外圈轉動的線速度是不相等的，因此內(nèi)外光

7、道的數(shù)據(jù)記錄密度也是不同的，光盤的存儲空間沒有充分利用。正是由于CLV與CAV技術各有優(yōu)劣，于是一些光驅采用CLV+CAV技術，在內(nèi)圈采用 CLV方式以保證其具有足夠的傳輸速率，在外圈那么采用CAV的方式，以提高可靠性。3.2 光盤的規(guī)范3.2.1 CD-DA 規(guī)范 CD-DACompact Disk Digital Audio數(shù)字式激光唱盤主要用于存儲數(shù)字化的高保真立體聲音樂。 3.2.2 CD-ROM規(guī)范該規(guī)范從 CD-DA 開展而來，又稱黃皮書規(guī)范，該規(guī)范使得光盤以一致的格式存儲只讀的信息 。 CD-ROM 是在CD-DA之后產(chǎn)生的 ，雖然兩者之間有許多類似之處，但是它們有一個根本區(qū)別：

8、音頻CD只能存放音樂，而CD-ROM可以存放文本、圖形、聲音、視頻及動畫 。CD-ROM中存放的是計算機數(shù)據(jù)，對誤碼率有一定的要求，所以在 CD-DA的根底上又添加了一層錯誤檢測和錯誤校正。黃皮書只定義了計算機數(shù)據(jù)在光盤上的物理存儲的格式，但計算機數(shù)據(jù)在外存儲器上都是以文件方式存儲的，而黃皮書并未定義 CD-ROM的邏輯構造，即文件構造。為處理這個問題，國際規(guī)范化組織 (ISO) 于1988年制定ISO 9660規(guī)范，這是一個為CD-ROM盤上的文件系統(tǒng)而定義的規(guī)范，它定義了CD-ROM光盤上通用的信息交換的文件規(guī)范，該規(guī)范由于其通用性和相對的獨立性，ISO 9660很快成為CD-ROM光盤上

9、最為重要的文件格式。3.2.3 CD-R規(guī)范 CD-R(Compact Disk Recordable:可記錄光盤) 是一種可刻錄多次的光盤?；诔绕腃D-R空白光盤實踐上沒有記錄任何信息，一旦按照某種文件格式并經(jīng)過刻寫程序和設備，可以將需求長期保管的數(shù)據(jù)寫入空白的 CD-R 盤片上，這時的CD-R空白盤就可以變成CD-DA、CD-R 或 VCD光盤的方式。 CD-R盤與CD-ROM盤相比有許多共同之處，它們的主要差別在于CD-R盤上添加了一層有機染料作為記錄層。當寫入激光束聚焦到記錄層上時，染料被加熱后燒溶，構成一系列代表信息的凹坑。這些凹坑與 CD-ROM盤上的凹坑類似，但CD-ROM

10、盤上的凹坑是用金屬壓模壓出的。 由于光盤本錢上的差別 ，CD-R 普通不適于大量制造的產(chǎn)品，但對于少量制造時它呈現(xiàn)許多優(yōu)越性。例如，CD-R的制造本錢低，制造一張光盤的費用根本上就是資料費，省去了傳統(tǒng)工藝中母盤制造的大量開銷，是數(shù)據(jù)永久備份的廉價手段；CD-R也可以多次寫入數(shù)據(jù)，不用一次將盤寫滿；CD-R 還可以作為提供應消費廠家用來大批量消費 CD盤片的樣品母盤。CD-R的另外一個重要特性是它可以像其他CD光盤一樣在普通的CD-ROM驅動器上運用。3.2.4 Photo-CD規(guī)范 Photo-CD意為照片光盤，該規(guī)范由柯達公司和Philips公司采用 CD-ROM XA規(guī)范開發(fā)的另一種系統(tǒng)

11、，Photo CD是一種可記錄光盤( CD-R ) ，它作為存儲彩色圖片的新載體而成為CD-ROM在攝影領域的勝利運用，此技術將傳統(tǒng)的像片沖洗技術與數(shù)字圖像處置 ，數(shù)字顯示相結合 ，利用CD 光盤的宏大存儲才干 ，為運用者提供了一種長期保管大量珍貴資料的途徑，是攝影領域里的一次革命。它帶來的其他益處還有：可以在計算機上剪輯這些相片，或與計算機提供的其 它圖像資料相互交融，添加照片的生動性?？梢越?jīng)過多媒體的環(huán)境將這些相片轉存或輸出到其他設備上，如電視機、錄像機、計算機屏幕、投影儀和打印機等。由于光盤相對于照像底片而言，不易霉變，也不會褪色。所以永久保管也能保證相片的彩色質量。 Photo CD

12、作為一種特殊的光盤格式，它存儲圖片的過程大致可分為：將拍攝的膠片沖洗成負片后，在任務站上運用彩色掃描儀輸入計算機，采用專門的圖像緊縮技術，把每一幅圖片以不同的分辨率緊縮，然后運用 CD-R刻盤機將彩色照片存貯到 Photo CD盤片上。Photo CD的圖片存取方便且不會褪色蛻變，還可以配以文字闡明、音樂及言語講解。Photo CD可以運用公用的播放機，在彩色電視機上進展顯示。 經(jīng)過公用的打印設備可輸出Photo CD照片 3.2.5 Video-CD Video CD簡稱VCD是由JVC、Philips等公司于1993年結合制定的數(shù)字電視視盤技術規(guī)格，稱之為白皮書(White Book) 。

13、它用來描畫光盤上存放采用 MPEG-1活動圖像專家組規(guī)范編碼的全動態(tài)圖像及其相應聲音數(shù)據(jù)的光盤格式，是繼CD-DA、CD-ROM、CD-ROM XA和CD-I之后又一個有很強運用前景的光盤產(chǎn)品。它可以在一張普通的CD光盤上錄制 70 分鐘的全屏幕、全動態(tài)的視頻與音頻數(shù)據(jù)及相關的處置程序。同激光視盤(LD)相比，它體積小、價錢廉價、且有很好的音、視頻質量和很好的兼容性。 VCD 的出現(xiàn)與 MPEG-1 規(guī)范有著親密的關系。MPEG-1是一個公用于處置活動影像的規(guī)范，也是一個與特定運用對象無關的通用規(guī)范 ，從CD-ROM 上的交互系統(tǒng)到電信網(wǎng)絡上的和視頻網(wǎng)絡上的視頻信號發(fā)送都可以運用 .VCD 按

14、照 MPEG - 1 規(guī)范對音 、 視頻數(shù)據(jù)進展緊縮以后，提高了存儲空間的有效利用率，使一張盤片能存放74分鐘的活動圖像與伴音。3.2.6 DVD 新一代光盤存儲介質 DVDDigital Video Disc，數(shù)字視頻光盤是繼上述光盤產(chǎn)品之后的新一代光盤存儲介質。與以往的光盤存儲介質相比，DVD采用波長更短的紅色激光、更有效的調(diào)制方式和更強的糾錯方法，具有更高的道密度和位密度，并支持雙層雙面構造。在與 CD 大小一樣的盤片上，DVD 可以提供相當于普通 CD 825 倍的存儲量、以及 9倍以上的讀取速度 。DVD 與新一代音頻 、視頻處置技術相結合，可提供近乎完美的聲音和影像。它與計算機結合

15、，可提供新的海量存儲介質。 在視頻與音頻處置上，DVD都到達了當今的最高水準。對視頻信號的處置，DVD采用的都是MPEG-2 緊縮編碼規(guī)范。目前的DVD 能滿足現(xiàn)行電視規(guī)范 ，單面單層的DVD視盤可以存儲分鐘的電影 ，其程度明晰度可以達480線，因此DVD的畫面質量是相當高的。DVD采用MPEG2作為視頻緊縮技術，對視頻圖像進展冗余量處置，以實現(xiàn)無明顯失真的視頻圖像緊縮。 DVD右圖比CD左圖有更高的道密度和位密度 在音頻方面，DVD可以采用的規(guī)范較多，既可是MPEG-1立體聲、MPEG-2環(huán)繞立體聲，也可是杜比DolbyAC-3。立體聲普通是指具有二個聲音通道的，而具有三個以上的通道的就稱為

16、環(huán)繞聲。杜比AC-3是一種高效、高性能的聲音編碼系統(tǒng)，該聲音系統(tǒng)在放音時，前面有左、中、右三個通道，后側面有二個獨立的環(huán)繞聲通道，前方中間還有200Hz以下的低音公用通道，因頻帶窄而稱為0.1通道。所以AC-3又稱為5.1通道。3.3 光盤的構造與記錄信息的原理3.3.1 只讀光盤構造與記錄信息的原理只讀光盤的構造 以CD-ROM為例，其物理構造如圖 3-6 所示。光盤的最上面一層是標簽層 ，上面印有光盤的稱號以及制造商的商標 ；第二層是維護層 ；第三層是反射層，目的是提高盤片的反射率 ；第四層是記錄層 ，在其上壓制出凹痕光道用來記錄數(shù)據(jù) ；最下一層是用聚碳酸脂壓制出來的透明襯底。 只讀光盤是

17、利用在盤上壓制凹坑的機械方法，利用凹坑的邊緣來記錄 “1，而凹坑和非凹坑的平坦部分記錄 “0，并運用激光來讀出。由于只讀光盤的物理特性 ，用戶只能讀取只讀光盤上的數(shù)據(jù) ，而不能本人把數(shù)據(jù)寫到CD盤上。 CD-ROM的剖面構造 光盤信息讀取原理 在讀出光盤信息時，就要把光盤上用凹坑和非凹坑代表的信息復原為原來的數(shù)據(jù)信息。光盤的讀取過程是基于物理學的“光的反射原理。光盤放入光驅后，是將帶有凹、凸那一面向下對著激光頭。激光發(fā)射器發(fā)出的激光光束先經(jīng)過衍射光柵后，一束普通光束將被衍射成為多條細光束，然后再依次經(jīng)過分光片、校準波片和聚光物鏡到達盤片的外表，呈會聚狀的各條細光線分別會透過盤片外表透明基片，然

18、后聚焦在反射層的凹凸不平的光道上。凸面Land將激光按原路程反射回去，同時不會減弱光的強度；凹坑面Pit那么將光線向四面發(fā)射出去，光強度會減弱。光驅就是靠光的“反射和發(fā)散來識別數(shù)據(jù) 。從光盤反射層反射回來的各條光束又依次經(jīng)過聚光物鏡和校準波片 ，然后被分光片反射后被接納，最后就是由多光束探測器來分辨這些數(shù)據(jù)信號了。 CD 校準波片 分光片 衍射波片 激光光束 聚光物鏡 多光束探測器 多光束探測器實踐上是一個數(shù)據(jù)解碼器，用來將反射的光信號解碼成 “0 和“ 1 的電信號。并不能簡單地以為“ 凹 Land和“ 凸 Pit就代表“1 和“0 。在解碼時，假設信號是“從凹到凸或從凸到凹的變化過程, 即

19、光強度由高到低或由低到高的變化，那么用“ 1 表示。假設信號是繼續(xù)一段時間延續(xù)不變的光強度，那么表示“0 ，所以“0 表示兩個變化過程之間的長度。3.3.2 CD-R光盤構造與記錄信息的原理CDR的構造CDR盤片直徑為12cm，可以存儲650MB的數(shù)據(jù)或74分鐘CD質量的音樂或VHS質量的視頻。CDR盤片共由5層組成。其中記錄層的主要成分是涂有特殊性質的有機染料，這些染料在激光的作用下會產(chǎn)生變化，從而到達記錄數(shù)據(jù)的目的。 標簽面 維護層 反射層 記錄層(染料層 透明基底 激光束 凹坑 CDR的寫入過程 CDR盤片在開場時是沒有任何內(nèi)容的，當有一束較強的激光照射時，記錄層的感光染料將轉變成具有不

20、同反光特性的點陣。在規(guī)范的 CD ROM驅動器中用較弱功率的激光照射時，變色的點陣對激光進展不同的反射，從而使得驅動器可以讀出存儲在其中的數(shù)據(jù)。 在激光照射下 ，記錄層的染料改動顏色的過程是不可逆轉的 ，因此向CDR盤片中只能一次性寫入數(shù)據(jù)。早期的CDR在寫入數(shù)據(jù)時，必需一次完成全盤數(shù)據(jù)的寫入(disc at once)，這是由于盤片中只能有一對導入?yún)^(qū)(leadin area)和導出區(qū)(leadout area)。如今的技術那么允許用戶在CDR盤片上寫入多對導入?yún)^(qū)和導出區(qū)，因此可以實現(xiàn)多次寫入數(shù)據(jù)，但必需是在盤片上以前沒有寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域中。 從 CD-R 介質上閱讀數(shù)據(jù)，其任務原理與閱讀CD-

21、ROM是類似的 。光盤上涂有可以反射激光束的涂層，從而使探測器可以讀出盤上的數(shù)據(jù)。所不同的是，CD-ROM上的數(shù)據(jù)是用物理方法壓入盤中的，而CD-R上的數(shù)據(jù)那么是“燒灼到盤的記錄層中的。3.3.3 磁光盤記錄信息的原理 磁光型光盤MOD主要是由各種易于在垂直于外表方向磁化的介質制成 。鐵磁性介質在外磁場的作用下可具有一定的方向性 ，這種方向性在激光束的熱力作用下可發(fā)生翻轉 ，方向性的正負分別代表二進制代碼“0 或“1 ，“0 或“1的翻轉構成其可擦除性，擦寫次數(shù)可達百萬次以上。由于磁光型光盤在進展數(shù)據(jù)擦除和寫入時需求激光和外磁場共同作用，因此也簡稱磁光盤。圖3-14(a) 磁光型光盤任務原理

22、圖3-14(b) 磁光型光盤構造 MO 盤片雖然比硬盤和軟盤廉價和耐用，但是與CD-R盤片相比就顯得比較昂貴了。MO 的致命缺陷是不能用普通 CD-ROM驅動器讀出，因此不能滿足信息社會對計算機數(shù)據(jù)進展交換和數(shù)據(jù)分發(fā)的要求，在網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡建立不興隆的國內(nèi)，這一問題日驅突出和嚴重。 3.3.4 相變光盤記錄信息的原理 相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態(tài)和非結晶態(tài)之間的可逆相變構造來實現(xiàn)信息的記錄和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱記錄介質的目的是要改動相變記錄介質晶體形狀，用結晶形狀和非結晶形狀來區(qū)分0和 1 ；讀操作時，利用結晶形狀和非結晶

23、形狀具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。相變光盤記錄信息的原理 (a)有序的結晶構造 b無序的非結晶形狀圖3-15相變資料具有可變的晶體構造圖3-16 激光束加熱相變資料某一區(qū)域時，可改動其晶體構造 早在1968年，美國的ECDEnergy Conversion Device公司就開場研討晶態(tài)和非晶態(tài)之間的轉換。1971年ECD和IBM公司協(xié)作研制勝利了世界上第一片只讀相變光盤存儲器，隨后相繼開發(fā)勝利了利用相變原理制造的一次寫WO盤。1983年，日本松下公司推出了世界上第一臺可擦寫相變型光盤驅動器。1994年，松下公司又將相變型可擦寫光盤驅動器與四倍速CD-ROM相結合，推出了PD光盤驅動

24、器，在一臺光盤驅動器上同時具有相變型可擦寫與四倍速CD-ROM功能。 與MO技術相比 ，由于相變光盤僅用光學技術來讀/寫，所以讀/寫光學頭可以做的相對比較簡單，存取時間也就可以提高；由于相變光盤的讀出方法與CD-ROM、CD-R光盤大致一樣，因此兼容CD-ROM和CD-R的多功能相變光盤驅動器就變的容易實現(xiàn)，PD、CD-RW和可擦寫 DVD-RAM 等新一代可擦寫光盤存儲器均采用了相變技術。3.3.5 DVD光盤構造與類型DVD的構造 常規(guī)的 CD盤只運用一個面并且只用一個記錄層來記錄信息。為了提高存儲容量 ，DVD盤可分為單面單層、單面雙層、雙面單層以及雙面雙層 4 種構造。 單面單層(4.

25、7GB) 單面雙層(8.5GB) 雙面單層(8.5GB) 雙面雙層(17GB) DVD的規(guī)格 單面雙層盤的最里層被稱為第一層 ，表層稱為第二層，該層采用了一種新的半透明薄膜涂層，可讓激光束透過表層到達第一層。開場任務時，激光束首先在第一層上聚焦和光道定位。當從第一層上讀出信息過渡到從第二層上讀出信息時，激光讀出頭的激光束立刻重新聚焦，電子線路中的緩沖存儲器可確保從第一層到第二層的平穩(wěn)過渡，而不會使信息中斷。經(jīng)過采用這些技術，單面雙層DVD盤的容量可到達 8.5GB，雙面雙層DVD盤的容量可到達17GB。 單面單層DVD構造(4.7GB)單面雙層DVD構造(8.5GB) 模壓的基底維護層 模壓的

26、基底 透明聚碳酸的基底DVD的格式DVD盤片按照用途細分為五大類：DVD-ROM只讀DVD：DVD-ROM是存儲電腦資料的只讀光碟，用途類似CD-ROM DVD Video視頻DVD：DVD-Video是存儲影音信息的DVD光碟，用途類似LD或Video CD。 DVD Audio音頻DVD：DVD-Audio是新出現(xiàn)的一種聲頻格式 DVD Recordable可寫DVD：DVD-R或稱 DVD-Write-Once是限錄一次的DVD DVD-RAM(DVD隨機存儲器，也被稱為DVD-RW，即DVD-Rewritable：DVD-RAM 是可多次讀/寫的光碟 光盤數(shù)據(jù)的編碼圖3-22 光盤上0

27、和1數(shù)字的表示3.3.6 只讀光盤的制造過程預處置首先要制造母盤原版盤。在制造母盤前，要對信息進展預處置。預處置就是按照光盤的規(guī)范及存儲格式，將信息經(jīng)轉換后記錄到光盤上。由于CD-R系統(tǒng)的出現(xiàn)，這一過程實踐上可以簡化為將CD-R刻制成各種光盤的格式，例如要存儲程序或數(shù)據(jù)，就刻錄成CD-ROM光盤格式；對于激光唱盤，就是把制造好的音樂節(jié)目轉換成規(guī)范的CD-DA格式；而對于V-CD盤，把影視節(jié)目轉換成 V-CD規(guī)范記錄格式。 光刻 光刻實踐上是將CD-R盤上的數(shù)據(jù)，記錄在玻璃盤上的過程 。這種方法是將感光性樹脂用于一個經(jīng)特殊處置的玻璃基片上 ，以制出一個玻璃主片。 光刻過程是把一片涂有光敏電阻的玻

28、璃盤放在旋轉平臺上進展的 。激光源發(fā)出的激光束經(jīng)過激光調(diào)制器時遭到串行數(shù)據(jù)的控制 。激光編碼器猶如一個開關，例如，對于數(shù)據(jù)“ 0就不讓激光束經(jīng)過，光敏電阻就不曝光；數(shù)據(jù)“1 就讓激光束經(jīng)過，光敏電阻就曝光 ，這樣在玻璃盤上就形生長短不同的曝光區(qū)和非曝光區(qū) 。這樣就生成了光盤的詳細內(nèi)容。 玻璃盤的光刻過程 化學處置玻璃盤經(jīng)光刻后，需對光刻的玻璃盤進展化學處置。在這個過程中，盤上感光性樹脂上曝光的部分被腐蝕掉的區(qū)域構成微小的凹坑，沒有曝光的區(qū)域就被保管下來，“0和“1信號就以凹坑和非凹坑的方式記錄在螺旋形光道上。經(jīng)過化學處置后，要在感光性樹脂外表蒸敷上一層金屬膜通常是銀，以便其后玻璃主片電鑄時有一

29、個導電的外表。制造父盤和母盤 對經(jīng)過化學處置的玻璃盤進展化學電鍍生成金屬原版盤，稱為父盤Father Disc。之所以稱其為“ 父盤 ，是由于它將被用于生成另外兩個金屬片，分別被稱為“ 母盤 Mother Disc和“模片Stamper。母片是由父片而來的 ，而模片又是由母片而來的，每一片是另外一片的相反成像 。模片是金屬原版主盤的完全復制品 ，也是這一消費階段的最終產(chǎn)品。 壓模壓模是光盤最關鍵的過程 。壓模就把模片上面的數(shù)據(jù)凹凸痕跡壓制到塑料基片上 。CD的盤基是用聚碳酸脂塑料俗稱PC料做的，聚碳酸脂加熱之后注入模具空腔中 ，模具的一面是模片。熔化的PC料經(jīng)過擠壓，在模具中成形，模片上的凹坑

30、中將會填充進PC料，當PC料經(jīng)過強迫冷卻時，模片上的凹凸部分就會對應地反映到光盤盤基上 。換句話說，壓好的光盤盤基同模片是陰陽相對的。 光盤金屬濺鍍工序 大規(guī)模光盤消費線 3.4 CD-ROM的信息組織構造3.4.1 CD-ROM的數(shù)據(jù)構造CD-ROM的數(shù)據(jù)構造按黃皮書規(guī)范光盤設有個區(qū)：自內(nèi)向外分為導入?yún)^(qū)、用戶數(shù)據(jù)區(qū)和導出區(qū)。這3個區(qū)中都含有360的延續(xù)的螺旋線形光道。含有信息的光道稱為信息光道，不含有信息的光道，作為控制用。用戶的數(shù)據(jù)就記錄在那些信息光道上，而一切的信息光道都是由幀和扇區(qū)構成的，可見幀和扇區(qū)是光盤物理數(shù)據(jù)構造中最重要的兩個概念。幀的數(shù)據(jù)構造光盤中最根本的數(shù)據(jù)存儲單元是幀。黃皮

31、書規(guī)定的幀格式如表3-所示。同步SYNC占個字節(jié)24位，用于標志幀的開場，起同步作用；子碼SUBCODE字節(jié)為控制字節(jié)，主要用于提供地址信息；每幀的數(shù)據(jù)DATA共有字節(jié)，由于參照 CD-DA 的幀格式，分別用于存儲左聲道與右聲道的立體聲數(shù)據(jù) ，但是數(shù)據(jù)并不延續(xù)存放，中間被校正碼隔開 ；、碼都各占個字節(jié)，用于錯誤校正和數(shù)據(jù)校驗。同步子碼數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)校驗 3 3 12 4 12 4扇區(qū)的數(shù)據(jù)構造 在光盤信息區(qū)中，采用一樣的幀構造。由幀組成最小的可尋址單元，稱為扇區(qū)。黃皮書規(guī)定：由個幀構成個扇區(qū)。幀只能存放個字節(jié)的真正數(shù)據(jù)信息，所以個扇區(qū)只需2352字節(jié)9824。黃皮書規(guī)定：扇區(qū)主要由部分組成：SY

32、NC同步頭，HEADER首標，用戶數(shù)據(jù)EDCECC碼等。扇區(qū)的格式見表3-2。同步頭首標數(shù)據(jù)檢測空校驗OOFFOOMNSCFRMDDATAEDCOOECC11011111204848276 其中，同步頭SYNC占個字節(jié)，由個字節(jié)個字節(jié)個字節(jié)構成。 首標 HEADER 由個字節(jié)組成 ，是每個扇區(qū)的標志，闡明如何解釋信息區(qū)。由于光盤是以恒速轉動的，是以時間作地址，即分、秒、分數(shù)秒來計算的。按黃皮書的規(guī)定，首標中前個字節(jié)為地址：MNMinute074；SC Second 059 ；FRFarc74分數(shù)秒，單位是75。第個字節(jié)表示扇區(qū)方式，定義了Mode0、Mode1 、Mode2 三種方式 。Mod

33、e0 不向用戶開放 ；Mode1 用于記錄文字和數(shù)字信息 ，具有檢錯糾錯才干 。Mode2 用于經(jīng)過緊縮的音頻和圖像視頻數(shù)據(jù) 。因此CD-ROM 光盤除了記錄音樂資料外，還可存儲各種不同的數(shù)據(jù)、圖形、動畫等資料。 用戶數(shù)據(jù)DATA共占2048字節(jié)。 CD-ROM 具有檢錯糾錯功能 ，分EDC和 ECC兩種校驗方式。 EDCError Detection Code表示錯誤檢測碼，采用循環(huán)冗余碼CRC對存放光盤內(nèi)的數(shù)據(jù)進展校驗 ，假設檢測出錯誤 ，那么用 ECC 碼進展糾正。ECC分為P校驗和Q校驗，兩種校驗方式有很大不同。ECC能計算出發(fā)生錯誤的詳細位置，并在對應的位置上生成正確的數(shù)據(jù)，到達糾錯

34、之目的。 3.4.2 CD-ROM的文件構造邏輯扇區(qū)和邏輯塊 ISO 9660規(guī)定，光盤物理扇區(qū)用戶數(shù)據(jù)中的2048字節(jié)作為個邏輯扇區(qū)。每個邏輯扇區(qū)都有個獨一的邏輯扇區(qū)號LSN。光盤中第個邏輯扇區(qū)從物理地址00：02：00開場算起，邏輯扇區(qū)號為LSN0。為了存放文件，每個邏輯扇區(qū)又分為邏輯塊，邏輯塊的大小普通為512字節(jié)，每個邏輯塊都有個獨一的邏輯塊號LBN與之對應。文件都是按LBN來尋址的，是最小的邏輯可尋址單元。第個邏輯塊號LBN0是第個邏輯扇區(qū)的第塊，后面依次為LBN1、2、3等。 卷構造 光盤把存放信息的區(qū)域稱為卷空間。卷就是用一套規(guī)那么和數(shù)據(jù)構造，描畫盤上信息的錯綜復雜的關系。在盤上

35、固定位置記錄了卷描畫符，其中的內(nèi)容用來闡明整個CDROM盤的邏輯組織。 卷空間分為2個區(qū) ，從LSN0LSN15稱為系統(tǒng)區(qū)系統(tǒng)區(qū)不放數(shù)據(jù)；從 LSN16 開場到最后1個邏輯扇區(qū)為數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)用來存放卷描畫符、文件目錄、途徑表和文件數(shù)據(jù)等內(nèi)容。卷描畫符固定位置于LSN16處。LSN16提供了許多重要的信息 ，如盤上的邏輯組織、根目錄地址、途徑表的地址和大小及邏輯塊的大小等。目錄構造 光盤采用了隱式分層目錄構造，也把目錄作為文件來對待，但是光盤中所謂的目錄文件有詳細的規(guī)定。它是由目錄記錄構成的，目錄記錄中主要存放著文件標志符，以字節(jié)計算的文件長度，光盤中可存放任何類型的文件。一個大的文件必需分為

36、幾個文件域存放。文件域是指由順序編號的邏輯塊組成的延續(xù)區(qū)域。一個小的文件可存放在單個文件域里。文件域中有第個邏輯塊號，以及翻開和運用這個文件所需求的其他信息。光盤的文件構造和軟、硬盤有很大的差別。張光盤放進光驅被驅動后，系統(tǒng)先初始化，在處找到卷描畫符，根據(jù)卷描畫符中提供的途徑表地址，找到途徑表，由目錄記錄中記錄著的文件域地址找到正確的文件信息。當個文件放在多個文件域中時，又要設置多個目錄記錄，每個目錄記錄都給出相應的文件域地址，并由文件標志符指明該文件域是不是最后個。顯然，這種文件構造大大加快了光盤尋覓文件的速度。 途徑表 途徑表是指盤上的一切目錄名，是獲取子目錄的最快途徑。其特點是用索引值來

37、訪問一切的目錄。途徑表由許多途徑表記錄組成，它對應于根和子目錄，其中的根目錄和每個子目錄，都有它們所在的起始地址，即邏輯塊號，在光盤上尋覓子目錄可以根據(jù)地址索引來遍歷途徑表。這樣就可以經(jīng)過途徑表來訪問任何個子目錄。 3.4.3 操作系統(tǒng)對CD-ROM文件系統(tǒng)的支持DOS系統(tǒng) CD-ROM上的文件系統(tǒng)和DOS操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)差別很大，DOS無法用通常的方式直接讀取CD-ROM上的文件 ，必需在原有文件系統(tǒng)的根底上進展 CD-ROM 文件系統(tǒng)的擴展。 在DOS中，有一個名為 MSCDEX.EXE 的 CD-ROM 擴展程序。它是DOS的一個外部命令，運轉后相應代碼將駐留在內(nèi)存。MSCDEX是一個

38、與設備無關的程序，它調(diào)用一個 CD-ROM 驅動程序來完成數(shù)據(jù)的讀出與控制 ，CD-ROM驅動器的設備名由 Config.sys 中加載的設備驅動程序設定。MSCDEX可以運用戶象存取磁盤文件那樣讀取CD-ROM光盤文件，并效力于DOS或運用系統(tǒng)的文件懇求。 MSCDEX的命令行語法為：MSCDEX/E/K/S/V/L:(Letter)/M:(buffer)/D:(device-name) /E：MSCDEX可用擴展內(nèi)存(Expanded Memory)作為CD-ROM的讀/寫緩沖區(qū).這個開關需EMM規(guī)范LIM3.2以上，缺省時不用EMM。 /K：支持Kanji編碼文件格式，缺省時為不支持Ka

39、nji格式的光盤. /S：允許基于MS-NET網(wǎng)絡效力共享。 /V：顯示MSCDEX運用內(nèi)存的情況。 /L：MSCDEX加載時用戶建議的起始盤符.在給CD-ROM分配盤符時，從所建議的盤符開場，找到可用的盤符分配給CD-ROM.假設有多個光盤，那么分配多個盤。假設盤符不夠，那么修正Config.sys中Lastdrive的參數(shù)。/M：MSCDEX要懇求的盤緩沖區(qū)個數(shù)，每個緩沖區(qū)為2K字節(jié).運用的緩沖區(qū)越快.缺省值為4。/D：指明所用設備的設備名，該開關是必需的。 在CD-ROM光盤和普通磁盤在運用上有以下區(qū)別: CD-ROM光盤是只讀的，一切寫操作都不能成 。CD-ROM光盤沒有類似FAT表的構造，一切對磁盤物理構造進展操作的命令均不能運用FORMAT命令 CD-ROM是作為網(wǎng)絡盤來處置的，因此只能在本機上運用的命令如CHKDSK不