第7章光盘驱动器和光盘.ppt
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1、第7章 光盘驱动器和光盘 内容简介:l光驱的光驱的组成组成l光驱的光驱的工作原理工作原理l光驱的光驱的分类分类l光驱的光驱的工作模式工作模式l光驱的光驱的工作过程工作过程l光驱的光驱的性能指标性能指标l光驱的光驱的选购选购l光驱的光驱的使用使用l光盘的光盘的特点特点l光盘的光盘的分类分类l光盘的光盘的选购选购l光盘的光盘的使用和保存使用和保存71 光盘驱动器(光驱)l光盘驱动器光盘驱动器简称简称CD-ROMCD-ROM,它的含义是只读光盘存储它的含义是只读光盘存储器,简称光驱。光驱是多器,简称光驱。光驱是多媒体计算机不可缺少的组媒体计算机不可缺少的组件之一。件之一。l目前使用的光驱有目前使用的
2、光驱有:CD-:CD-ROMROM驱动器、驱动器、DVDDVD光驱光驱(DVD-ROMDVD-ROM)、康宝)、康宝(COMBOCOMBO)和刻录机等。)和刻录机等。711 光驱的组成 1 1光驱的外部组成光驱的外部组成1 1)光驱正面的部件)光驱正面的部件l(1 1)防尘门和)防尘门和CD-ROMCD-ROM托盘托盘l(2 2)耳机插孔)耳机插孔l(3 3)音量控制旋钮)音量控制旋钮l(4 4)播放)播放/跳道键跳道键l(5 5)打开)打开/关闭关闭/停止键停止键l(6 6)读盘指示灯)读盘指示灯l(7 7)紧急出盒孔)紧急出盒孔2)光驱背面的部件光驱的背面由以下几部分组成:光驱的背面由以下
3、几部分组成:(1 1)电源线插座:)电源线插座:(2 2)主从跳线)主从跳线(3 3)数据线插座)数据线插座(4 4)音频线插座)音频线插座电源线插座电源线插座数据线插座数据线插座主从跳线主从跳线音频线插座音频线插座2光驱的内部组成l1 1)光驱的底部结构)光驱的底部结构l2 2)激光头组件)激光头组件l3 3)主轴电机)主轴电机l4 4)光盘托架)光盘托架l5 5)启动机构)启动机构712 光驱的工作原理 l光驱是一个光驱是一个结合光学、机械及电子技结合光学、机械及电子技术术的产品。的产品。l在光学和电子结合方面,激光光源来在光学和电子结合方面,激光光源来自于一个激光二极管,它可以产生波自于
4、一个激光二极管,它可以产生波长约长约0.54-0.680.54-0.68微米的光束,经过处理微米的光束,经过处理后光束更集中且能精确控制,光束首后光束更集中且能精确控制,光束首先打在光盘上,再由光盘反射回来,先打在光盘上,再由光盘反射回来,经过光检测器捕获信号。经过光检测器捕获信号。2刻录机工作原理l在光存储盘片的表面有一层薄面膜。在光存储盘片的表面有一层薄面膜。l刻录时刻录时,刻录机将大功率的激光按照要刻,刻录机将大功率的激光按照要刻录的信息的要求,照射在这层薄膜上,薄录的信息的要求,照射在这层薄膜上,薄膜上会形成相应的平面(膜上会形成相应的平面(LandLand)和凹坑)和凹坑(PitPi
5、t)。)。l光盘读取设备将这些平面和凹坑信息转化光盘读取设备将这些平面和凹坑信息转化为为0 0和和1 1,将光盘的物理信息转换为数字信,将光盘的物理信息转换为数字信息。息。713 光驱的分类1 1按照读取光盘的种类及性能分类按照读取光盘的种类及性能分类l1 1)CD-ROMCD-ROM驱动器驱动器l2 2)CD-R/CD-RWCD-R/CD-RW驱动器驱动器l3 3)DVD-ROMDVD-ROM驱动器驱动器l4 4)DVD-RAM DVD-RAM 驱动器驱动器l5 5)ComboCombo驱动器驱动器l6 6)DVDDVD刻录机刻录机1)CD-ROM驱动器lCD-ROMCD-ROM驱动器驱动器
6、是我们以前运用最广泛的是我们以前运用最广泛的一种,它支持所有符合一种,它支持所有符合ISO9660ISO9660格式的格式的光盘,如光盘,如CD-ROMCD-ROM、Video-CDVideo-CD、CD-RCD-R、CD-RWCD-RW等。等。l接口类型有接口类型有ATAPI-IDEATAPI-IDE、SCSISCSI、EIDEEIDE,还可支持还可支持Ultra-DMA33Ultra-DMA33接口。接口。2)CD-R/CD-RW驱动器l随着新技术发展,出现了能够向光盘写入数随着新技术发展,出现了能够向光盘写入数据的光驱,这种光驱称为据的光驱,这种光驱称为光盘刻录机光盘刻录机。lCD-RC
7、D-R是小型可写光盘,该种类的存储设备可是小型可写光盘,该种类的存储设备可将数据在刻盘中写入一次,写完后将数据在刻盘中写入一次,写完后CD-RCD-R光盘光盘无法被改写,但可以在无法被改写,但可以在CD-ROMCD-ROM驱动器和驱动器和CD-RCD-R刻录机上被多次读取。刻录机上被多次读取。lCD-RWCD-RW比比CD-RCD-R的功能更加强大,它提供了次的功能更加强大,它提供了次数有限的读写功能,最大的特点是在数有限的读写功能,最大的特点是在CD-RCD-R的的基础上可以多次写入数据。基础上可以多次写入数据。3)DVD-ROM驱动器lDVD-ROMDVD-ROM是数字视盘和数字万用盘的缩
8、写,它是是数字视盘和数字万用盘的缩写,它是一种容量更大、运行速度更快的光存储技术。一种容量更大、运行速度更快的光存储技术。DVD-ROMDVD-ROM驱动器是用来读取驱动器是用来读取DVDDVD盘上数据的设备,盘上数据的设备,从外形上看和从外形上看和CD-ROMCD-ROM驱动器一样。驱动器一样。lDVDDVD速度的计算方法和速度的计算方法和CD-ROMCD-ROM不同。不同。DVDDVD的一倍速的一倍速是是1350Kb/s1350Kb/s,而,而CD-ROMCD-ROM为为150Kb/s150Kb/s,约为,约为CDCDROMROM驱动器的驱动器的9 9倍。倍。lDVDDVD的容量为的容量为
9、8.5GB8.5GB以上,单倍速以上,单倍速DVD-ROMDVD-ROM的数据的数据传输率大致等同于传输率大致等同于9 9倍速的倍速的CD-ROMCD-ROM,目前已有,目前已有1616倍速的倍速的DVD-ROMDVD-ROM。4)DVD-RAM 驱动器lDVD-RAMDVD-RAM(DVD-RewritableDVD-Rewritable)是一种供计算)是一种供计算机使用、可读写的光盘,不仅可以多次重复机使用、可读写的光盘,不仅可以多次重复写入,也可以多次重复读取,规定的存储容写入,也可以多次重复读取,规定的存储容量为量为2.6GB2.6GB(单层)和(单层)和5.2GB5.2GB(双层)。
10、与(双层)。与DVD-RWDVD-RW不同的是,它刻录的光盘只能在不同的是,它刻录的光盘只能在DVD-DVD-RAMRAM驱动器上才能读出,兼容性不高。驱动器上才能读出,兼容性不高。lDVD-RAMDVD-RAM盘片的寿命相当长,具有读写方便的盘片的寿命相当长,具有读写方便的优点,但优点,但DVD-RAM DVD-RAM 不兼容不兼容DVD DVD 光驱和光驱和DVD DVD 播播放机,未能成为放机,未能成为DVD DVD 刻录机发展的方向。因刻录机发展的方向。因此促使了与此促使了与DVD-ROM DVD-ROM 相兼容刻录机的出现,相兼容刻录机的出现,这就是这就是DVD-R/RW DVD-R
11、/RW 和和DVD+R/RW DVD+R/RW。5)Combo驱动器lComboCombo在英文里的意思是在英文里的意思是“结合物结合物”,而康宝,而康宝(ComboCombo)驱动器就是把)驱动器就是把CD-RWCD-RW刻录机和刻录机和DVDDVD光光驱结合在一起的驱结合在一起的“复复合型一体化合型一体化”驱动器。驱动器。l简单的说,简单的说,ComboCombo就是集就是集CD-ROMCD-ROM、DVD-ROMDVD-ROM、CD-RWCD-RW三位一体的一种光存储设备,最初他是三位一体的一种光存储设备,最初他是被用在高端的笔记本电脑上的,由于具有三重被用在高端的笔记本电脑上的,由于具
12、有三重本领,所以迅速就在高端的笔记本电脑里普及本领,所以迅速就在高端的笔记本电脑里普及开来,这就是最初的康宝原形。开来,这就是最初的康宝原形。6)DVD刻录机l目前,目前,DVD DVD 刻录机是刻录机是DVD-R/RW DVD-R/RW 和和DVD+R/RWDVD+R/RW。l与与CDCDR/CDR/CDRWRW类似,类似,DVDDVDR R可记录一次数据,而可记录一次数据,而DVDDVDRWRW可重写数千次。可重写数千次。DVDDVDR R介质像介质像CDCDR R一样,一样,采用有机染料聚合物技术,可与几乎所有的采用有机染料聚合物技术,可与几乎所有的DVDDVD光光驱兼容。初期时的容量为
13、驱兼容。初期时的容量为3.95GB3.95GB,不久将扩大到,不久将扩大到4.7GB4.7GB。lDVDDVDRWRW是相变可擦写格式,由是相变可擦写格式,由PioneerPioneer公司开发的公司开发的基于基于DVDDVDR R技术的技术的DVDDVDRWRW将可以在大部分的将可以在大部分的DVDDVD光光驱和驱和DVDDVD机上播放,初始容量为机上播放,初始容量为4.7GB4.7GB。2按照光驱的放置方式分类l内置式光盘驱动器内置式光盘驱动器和和外置式光盘驱动器外置式光盘驱动器。l它们主要的分别在于外置光驱比内置光驱它们主要的分别在于外置光驱比内置光驱方便移动,而且外置光驱的价格比内置式
14、方便移动,而且外置光驱的价格比内置式贵很多。贵很多。3按照光驱的接口分类lIDEIDE接口光驱接口光驱lSCSISCSI接口光驱接口光驱lIEEE1394IEEE1394接口光驱接口光驱lUSBUSB接口光驱接口光驱714 光驱的工作模式l1 1CLVCLV(恒定线速度)(恒定线速度)l2 2CAVCAV(恒定角速度)(恒定角速度)l3 3P-CAVP-CAV(局部恒定角速度)(局部恒定角速度)l4 4Z-CLVZ-CLV(区域恒定线速度)(区域恒定线速度)1CLV(恒定线速度)l在在CLVCLV模式模式下工作,当激光头移动到不同的下工作,当激光头移动到不同的光轨时,为了保持恒定的数据传输率,
15、电机光轨时,为了保持恒定的数据传输率,电机的转速由快到慢。的转速由快到慢。l早期的光驱几乎都是采用早期的光驱几乎都是采用CLVCLV方式,但随着方式,但随着光驱转速的大幅度增加,采用这种方式的缺光驱转速的大幅度增加,采用这种方式的缺陷也越来越明显。即光驱读盘时内、外圈轴陷也越来越明显。即光驱读盘时内、外圈轴电机的速度变化范围非常大,致使轴电机的电机的速度变化范围非常大,致使轴电机的负载过重,使光驱耐用性严重下降。负载过重,使光驱耐用性严重下降。2CAV(恒定角速度)l在在CAVCAV模式下,激光头始终以恒定角速模式下,激光头始终以恒定角速度读取光盘数据,由于不需在寻道时度读取光盘数据,由于不需
16、在寻道时经常改变电机的转速,因此读取性能经常改变电机的转速,因此读取性能也会得到极大的改善。也会得到极大的改善。l但在这种方式下,光盘内外圈的数据但在这种方式下,光盘内外圈的数据传输速率是不相等的,读取光盘外圈传输速率是不相等的,读取光盘外圈时,数据传输率要高一些。时,数据传输率要高一些。3P-CAV(局部恒定角速度)lP-CAVP-CAV工作模式是将工作模式是将CAVCAV与与CLVCLV合二为一,理论上是合二为一,理论上是在读内圈时采用在读内圈时采用CAVCAV模式,转速不变,读速逐渐提模式,转速不变,读速逐渐提高,当读取半径超过一定范围则采用高,当读取半径超过一定范围则采用CLVCLV模
17、式。而模式。而在实际工作中,当随机读取时,采用在实际工作中,当随机读取时,采用CLVCLV模式。一模式。一旦激光头无法正常读取数据时,立即转换成旦激光头无法正常读取数据时,立即转换成CAVCAV模模式,这样具有更大的灵动性和平滑性。式,这样具有更大的灵动性和平滑性。lCAVCAV和和P-CAVP-CAV模式是目前光驱所采用的主要读取方式。模式是目前光驱所采用的主要读取方式。4Z-CLV(区域恒定线速度)l在在Z-CLVZ-CLV模式下,光驱将光盘的内圈和外模式下,光驱将光盘的内圈和外圈分成数个区域,在每一个区域用稳定圈分成数个区域,在每一个区域用稳定的的CLVCLV速度进行读取写入,在区段与区
18、段速度进行读取写入,在区段与区段之间采用之间采用CAVCAV方式过渡。这样做的好处是方式过渡。这样做的好处是缩短了读取写入时间,并能确保读取写缩短了读取写入时间,并能确保读取写入的品质,只是在次模式下,每一次切入的品质,只是在次模式下,每一次切换速度时读取写入过程都会有明显的中换速度时读取写入过程都会有明显的中断,导致速度突然下降。断,导致速度突然下降。715 光驱的工作过程l1 1光驱的工作过程光驱的工作过程1.光驱的工作过程l光驱中若放入光盘,激光头聚焦透镜重复搜索光驱中若放入光盘,激光头聚焦透镜重复搜索动作,找到光盘后主轴马达将加速旋转,此时动作,找到光盘后主轴马达将加速旋转,此时若读取
19、光盘,面板指示灯将不停地闪动,步进若读取光盘,面板指示灯将不停地闪动,步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处,聚焦电机带动激光头组件移动到光盘数据处,聚焦透镜将数据反射到接收光电管,再由数据带传透镜将数据反射到接收光电管,再由数据带传送到系统,微机就可读取光盘数据。若停止读送到系统,微机就可读取光盘数据。若停止读取光盘,激光头组件和马达仍将处于加载状态取光盘,激光头组件和马达仍将处于加载状态中,面板指示灯熄灭。不过,目前高速光驱在中,面板指示灯熄灭。不过,目前高速光驱在设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件在在3030秒或几分钟后停止工作,直到重新读取
20、数秒或几分钟后停止工作,直到重新读取数据,这样能有效的节能,并延长使用时间。据,这样能有效的节能,并延长使用时间。2刻录机工作过程l首先是将数据读入自带的缓冲存储器中,然后首先是将数据读入自带的缓冲存储器中,然后再从缓存中把数据写入刻录盘片,这样可以尽再从缓存中把数据写入刻录盘片,这样可以尽量保证刻录机的连续性。需要特别注意的是刻量保证刻录机的连续性。需要特别注意的是刻录机读入数据、写入刻录机这一过程是一个连录机读入数据、写入刻录机这一过程是一个连续工作的过程。所以,刻录机在工作过程中容续工作的过程。所以,刻录机在工作过程中容易出现问题。如果刻录机缓存数据被用完或其易出现问题。如果刻录机缓存数
21、据被用完或其他原因(如运行其他应用程序)造成硬盘或光他原因(如运行其他应用程序)造成硬盘或光驱向刻录机传输数据中断,当前刻录机操作被驱向刻录机传输数据中断,当前刻录机操作被迫中断。在传统刻录方式下,中断后如不能继迫中断。在传统刻录方式下,中断后如不能继续进行刻录,就会导致刻录光盘报废,这就是续进行刻录,就会导致刻录光盘报废,这就是“Buffer Under Run”Buffer Under Run”(缓冲区数据不足)的(缓冲区数据不足)的问题。问题。716 光驱的性能指标l速度速度l数据传输率数据传输率l平均寻道时间平均寻道时间l缓存容量缓存容量lCPUCPU占用时间占用时间l纠错能力纠错能力
22、1速度lCD-ROMCD-ROM驱动器的速度指的是驱动器的速度指的是标称速标称速度度,最初的单倍速是,最初的单倍速是150KB/s150KB/s。lCD-ROMCD-ROM驱动器的倍速均是指单倍速驱动器的倍速均是指单倍速的倍数。例如,的倍数。例如,3232(3232倍速),倍速),4848(4848倍速),倍速),5656(5656倍速)。倍速)。2数据传输率l数据传输率数据传输率(Data Transfer Rate)(Data Transfer Rate)即常即常说的倍速,通常用说的倍速,通常用“倍速倍速”来代表光驱来代表光驱的数据传输率,它是光驱最基本的性能的数据传输率,它是光驱最基本的
23、性能指标,指光驱每秒能读取的最大数据量。指标,指光驱每秒能读取的最大数据量。它是衡量光驱性能的最基本指标。它是衡量光驱性能的最基本指标。l什么是什么是单倍速光驱单倍速光驱?单倍速光驱就是指?单倍速光驱就是指每秒可从光驱存取每秒可从光驱存取150KB150KB数据的光驱。数据的光驱。3平均寻道时间l平均寻道时间平均寻道时间(Average Access Average Access TimeTime)又称平均访问时间,它是指又称平均访问时间,它是指光驱的激光头从初始位置移到指定数光驱的激光头从初始位置移到指定数据扇区,并把该扇区上的第一块数据据扇区,并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所用的平均
24、时间。读入高速缓存所用的平均时间。l显然,平均寻道时间越短,光驱的性显然,平均寻道时间越短,光驱的性能就越好。能就越好。4缓存容量l缓存缓存通常用通常用Buffer MemoryBuffer Memory表示,表示,其作用是提供一个数据的缓冲区域,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,然后一次将读取的数据暂时保存,然后一次性进行传输和转换,目的是解决性进行传输和转换,目的是解决CD-ROMCD-ROM驱动器与计算机其他部件速驱动器与计算机其他部件速度不匹配的问题。度不匹配的问题。5CPU占用时间lCPUCPU占用时间占用时间(CPU LoadingCPU Loading)是指)
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