第9章光盘驱动器和光盘PPT讲稿.ppt
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1、第9章 光盘驱动器和光盘第1页,共59页,编辑于2022年,星期一简介简介v光盘驱动器和光盘属于光存储设备和光存储介质。由于光盘具有存储量大、价格低廉、携带保存方便等多种优势,所以现在的软件、资料数据、影视剧、音乐等都以光盘的形式提供,光盘驱动器已成为微机的标准配置。第2页,共59页,编辑于2022年,星期一9.1 9.1 光盘驱动器的分类光盘驱动器的分类1按光盘的存储技术分类v光盘驱动器简称光驱。根据光盘的存储技术,光驱可分为CD-ROM(只读光盘)驱动器、CD-R(可写光盘)驱动器、CD-RW(可重写光盘)驱动器、DVD-ROM(DVD只读光盘)驱动器、Combo光盘驱动器、DVD刻录机(
2、DVD-R/RW、DVD+R/RW、DVD-RAM,蓝光DVD和HD-DVD,可反复擦写DVD光盘存储器)等。第3页,共59页,编辑于2022年,星期一2按光驱的放置方式分类v根据光盘驱动器是否放在机箱内部,可将光驱分为内置式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。如图9-2所示为常见的外置光驱的外观。第4页,共59页,编辑于2022年,星期一3按光驱的速度分类v根据光驱的速度,分为56速读、52速写、24速擦写等不同的类型。4按光驱的接口分类v根据光驱的接口,分为IDE口、SATA接口、SCSI口、IEEE 1394口、USB口等第5页,共59页,编辑于2022年,星期一9.2 CD-ROM9.2 C
3、D-ROM驱动器驱动器vCD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory,即只读光盘存储器)驱动器已经成为一台微机的基本配置。由于CD-ROM光盘具有容量大、速度快、兼容性强、盘片成本低等特点,现已成为多媒体应用的重要载体,众多的应用软件和游戏都被保存在CD-ROM光盘中。9.2.1 CD-ROM驱动器的结构v1CD-ROM驱动器的外部结构第6页,共59页,编辑于2022年,星期一2CD-ROM驱动器的内部结构v由于CD-ROM驱动器集光、电、机械于一体,内部结构非常复杂,从总体上来看,主要由控制电路和机芯组成,其机芯结构如图9-5所示。第7页,共59页,编辑于2022
4、年,星期一9.2.2 CD-ROM驱动器的工作原理驱动器的工作原理v激光头是CD-ROM驱动器的心脏,也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作,因此在清理CD-ROM驱动器内部的时候要格外小心。激光头主要包括:激光发生器(又称激光二极管)、半反射棱镜、物镜、透镜及光敏元件(光电二极管)这几部分。第8页,共59页,编辑于2022年,星期一9.2.3 CD-ROM驱动器的主要技术参数驱动器的主要技术参数1速度vCD-ROM驱动器的速度指的是标称速度,最初的单倍速相当于Audio CD的标准速度150KBps。CD-ROM驱动器的倍速均是指单倍速的倍数,例如,2(2倍速)、4(4倍速)、8(8倍速
5、)、24(24倍速)、32(32倍速)、56(56倍速)等。2数据传输速率v此指标与标称速度密切相关。标称速度由数据传输速率换算而来,CD-ROM驱动器标称速度与数据传输速率的换算关系为:数据传输速率=标称速度(倍速)150KBps。例如,56的数据传输速率为56150KBps=8400KBps。不过随着CD-ROM驱动器速度的提高,单纯的数据传输速率已不能衡量CD-ROM驱动器的整体性能,而由寻道时间和数据传输速率结合派生出的两个子项内圈传输速率(Inside Transfer Rate)和外圈传输速率(Outside Transfer Rate)也左右着CD-ROM驱动器的性能。第9页,共
6、59页,编辑于2022年,星期一3读盘(旋转)方式v光盘在CD-ROM驱动器电动机的带动下高速旋转,激光读取头在光盘表面横向移动,读取存储在光盘数据轨道上的数据。电动机带动光盘旋转通常采用两种方式:一种是改变光盘转速,另一种是改变数据传输速率。这两种方法各有优缺点。如果采用改变光盘转速的设计方式,在读取数据的速度上不可能达到真正的高速运行;而采用改变数据传输速率的设计方式,虽然可以得到最高速度,但无法得到始终如一的速度。(1)恒定线速度(Constant Linear Velocity,CLV)方式(2)恒定角速度(Constant Angular Velocity,CAV)方式(3)局部恒定
7、角速度(Partial-Constant Angular Velocity,P-CAV)方式第10页,共59页,编辑于2022年,星期一4纠错能力v纠错能力,即读“烂”盘能力。纠错能力是CD-ROM驱动器一项很重要的指标。有的CD-ROM驱动器刚买的时候读盘能力还不错,可越用越糟糕,质量稍差的光盘根本不认,所以要使用纠错能力强的CD-ROM驱动器。5CPU占用率vCPU的占用率可以反映CD-ROM驱动器BIOS的水平。好的产品可以尽量减少CPU占用率,这实际上是一个编写BIOS的软件算法问题。当然,这只对质量比较好的盘片有效,如果碰上“烂”盘,CPU占用率会直线上升。所以如果想节约宝贵的时间,
8、必须选购那些读盘能力较强且CPU占用率低的CD-ROM驱动器。第11页,共59页,编辑于2022年,星期一6寻道时间(Seek Time)v寻道时间是CD-ROM驱动器中激光头从开始寻找到找到所需数据花费的时间,一般为平均随机寻道时间。寻道时间越短越好,不能超过95ms。7缓存容量v缓存通常用Buffer Memory表示,其作用是提供一个数据的缓冲区域,将读取的数据暂时保存起来,然后一次性进行传输和转换,目的是解决CD-ROM驱动器与计算机其他部件速度不匹配的问题。缓存最少要有128KB容量,现在的CD-ROM驱动器一般是256KB或者512KB的。当然,缓存容量越大越好。第12页,共59页
9、,编辑于2022年,星期一8接口v目前,常用的CD-ROM驱动器接口有IDE接口和SCSI接口。与IDE接口的CD-ROM驱动器相比,SCSI接口的CD-ROM驱动器占用的CPU资源较少,对于同样的任务,性能自然要好得多。但是,现在大多数主板只集成了IDE接口,SCSI接口卡要另外购买。9Ultra DMA 33/66vUltra DMA 33/66数据传输标准首先被广泛使用在硬盘上,其优点是可以减少CPU的占用率,突发数据传输速率可以达到33MBps,比PIO Mode 4模式快了一倍。如今的高倍速CD-ROM驱动器都支持这个标准。第13页,共59页,编辑于2022年,星期一第14页,共59
10、页,编辑于2022年,星期一9.3 CD-RW9.3 CD-RW驱动器驱动器9.3.1 CD-RW驱动器的类型和外部结构驱动器的类型和外部结构1CD-RW驱动器的类型v根据CR-RW驱动器的外形,可分为内置式和外置式两种。v根据CD-RW驱动器的接口,可分为IDE接口、SCSI接口、并口、USB接口、IEEE 1394接口等几种。v还可根据CD-RW驱动器的速度来分。2CD-RW驱动器的外部结构vCD-RW驱动器的外观与CD-ROM驱动器几乎一样,其控制面板上的按键、插孔的作用,背面的接口,也都与CD-ROM驱动器相同,如图9-5所示。第15页,共59页,编辑于2022年,星期一v9.3.2
11、CD-RW驱动器的工作原理驱动器的工作原理v1CD-R的工作原理v许多人把刻录操作说成烧录,这生动形象地说出了刻录的工作原理。vCD-R盘片是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层。在刻录CD-R盘片时,通过大功率激光照射CD-R盘片的染料层,使部分染料受热分解。当加热到临界温度时,在染料层上形成一个个平面(Land)和凹坑(Pit),被烧录过的区域产生了化学反应可以反射光,而没有烧录过的区域则无法反射。光驱在读取这些平面和凹坑的时候就能够将其转换为0和1信号。由于染料层分解后不能复原,这种变化是一次性的,所以CD-R只能写入一次,不能重复写入。CD-R盘片的结构,如图9-6所示。第16页,共
12、59页,编辑于2022年,星期一v2CD-RW的工作原理vCD-RW驱动器可以兼容CD-ROM和CD-R。CD-RW盘片的记录层被两层电介质层夹在中间,电介质层的作用是,在写操作时,吸收从相位改变层发出的额外热量。在CD-R盘片有机染料记录层的位置上,CD-RW盘片使用一层银、铟、硒或碲的晶体混合物,这种混合物在不同的温度下能够呈现出结晶和非结晶两种状态,等同于CD-R的平面和凹坑。当刻录和复写时,CD-RW驱动器通过发射不同强度的激光,让晶体混合物在这两种状态之间相互转换,达到重复刻写的目的。由于CD-RW盘片具有这种热转换性,因此可以反复改变记录层的晶体状态,达到多次重写的目的。CD-RW
13、盘片的结构如图9-7所示。第17页,共59页,编辑于2022年,星期一9.3.3 CD-RW驱动器的主要技术参数驱动器的主要技术参数1读写速度v刻录机共有三个速度指标:刻录(写)速度,复写(擦)速度和读取速度,其中前两项速度指标是衡量刻录机的主要性能指标。2缓存容量v为了保证刻录的质量,在高速刻录时除了要求使用优质CD-R、CD-RW盘外,刻录机的缓存容量也十分重要,因为在刻录时数据先要写入缓存中,再刻录到光盘上。如果缓存里的数据用完了,后面的数据又不能及时补充,就会导致缓存欠载(Buffer Under Run)情况的发生,造成刻录失败。第18页,共59页,编辑于2022年,星期一3防止缓存
14、欠载技术v防止缓存欠载(Buffer Under Run-Proof,简称Burn-Proof)技术现在最著名的有5种,分别是理光公司提出的Just Link、三洋公司提出的Burn-Proof、飞利浦公司提出的Seamless Link、OAK公司提出的Exact Link(无缝焊接)和Super Link技术。防缓存欠载技术从根本上消除了缓存欠载的隐患。4读写方式v刻录机目前的读/写方式有4种:CLV、Z-CLV、CAV和P-CAV。第19页,共59页,编辑于2022年,星期一5刻录方式和存储方式v目前刻录机的刻录方式主要有整盘刻录(Disc At Once,DAO)和轨道刻录(Track
15、 At Once,TAO)两种。整盘刻录是一种光盘对光盘的全盘复制方式,刻录完成后,无法继续追加数据。轨道刻录方式是将用户指定的目录或文件,逐步写入CD-R或CD-RW中,并允许用户不断追加数据直至将光盘容量用完。这种刻录方式能给予用户最大的刻录自由度,因此是目前使用最广泛的刻录方式,但是每一次刻录数据时需在首尾写入Lead In和Lead Out标记,因此会额外消耗约20MB的光盘空间。6兼容性v首先是对盘片的兼容性。盘片是刻录数据的载体,包括CD-R/RW盘片。CD-R盘片根据介质层不同可分为金盘、绿盘和蓝盘三种。好的刻录机对各类盘片都应有好的兼容性。第20页,共59页,编辑于2022年,
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