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CD-ROM 编辑
CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory)即只读光盘,是一种在电脑上使用的光碟。这种光碟只能写入数据一次,信息将永久保存在光碟上,使用时通过光碟驱动器读出信息。CD的格式最初是为音乐的存储和回放设计的,1985年,由SONY和飞利浦制定的黄皮书标准使得这种格式能够适应各种二进制数据。有些CD-ROM既存储音乐,又存储计算机数据,这种CD-ROM的音乐能够被CD播放器播放,计算机数据只能被计算机处理。
中文名:紧凑型光盘只读储存器
外文名:Compact Disc Read-Only Memory
开发商:飞利浦/SONY
发行公司:飞利浦/SONY
发行日期:1985年
CD-ROM 为计算机所使用的光盘规格,其读取光盘片的设备就称为光驱(CD-ROM),储存在光盘片上的数据是以雷射光读取的,而非磁性方式读取,所以光盘的保存可长达数十年。计算机所使用的光盘片格式与普通家中镭射唱盘所播放的音乐光盘(CD)格式相同,一片光盘片的数据容量高达650MB (74 min),约为450片的1.44MB软盘片之多。一般软盘片是可擦写的,但光盘片只能读取数据,而不能写入数据 (如果有CD-R可烧录式光驱及CD-R空白片加上烧写软件,则可以在光盘片上写入数据)。目前大多数的计算机都将CD-ROM列为标准配备,而 CD-ROM的转速从1倍、2倍.....24倍、32倍,到现今最快的40倍...,速度的世代交替非常快,另计算机系统所使用的光盘片也称为CD-Title。
CD-ROM是一种只读光存储介质,能在直径120mm(4.72英寸)、1.2mm(0.047英寸)厚的单面盘上保存74~80分钟的高保真音频,或682MB(74分钟)/737MB(80分钟)的数据信息。CD-ROM与普通常见的CD光盘外形相同,但CD-ROM存储的是数据而不是音频。PC里的CD-ROM驱动器读取数据和CD播放器方式相似,主要区别在于CD-ROM驱动器电路中引进了检查纠错机制,保障读取数据时不发生错误。
CD-ROM
需要注意的是CD-ROM光盘的表面变脏和划伤时都会降低其可读性。尽管光盘是从下方读取的,尽量避免使用圆珠笔之类的硬制笔在光盘正面写字,容易划伤保护层下的数据层。
LG CD-ROM
爱国者CD-ROM
明基CD-ROM
但是,CD-ROM在记录信息原理上却与纸大相径庭,CD-ROM盘上信息的写入和读出都是通过激光来实现的。激光通过聚焦后,可获得直径约为1微米(μm)的光束。据此,荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始使用激光光束来进行记录和重放信息的研究。1972年,他们的研究获得了成功,1978年投放市场。最初的产品就是大家所熟知的激光视盘(LD,Laser Vision Disc)系统。
从LD的诞生至今,光盘有了很大的发展,它经历了三个阶段:①LD-激光视盘;②CD-DA激光唱盘;③CD-ROM。下面简单介绍这三个阶段性的产品特点。
LD-激光视盘
CD-ROM
CD-DA激光唱盘
LD虽然赢得了成功,但由于事先没有制定统一的标准,使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。1982年,由飞利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书(Red Book)标准。由此,一种新型的激光唱盘诞生了。CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同,CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM(脉冲编码调制)数字化处理,再经过EFM(8~14位调制)编码之后记录到盘上。数字记录代替模拟记录的好处是:对干扰和噪声不敏感;由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。
CD-ROM
CD-ROM
黄皮书确立了CD-ROM的物理结构,而为了使其能在计算机上完全兼容,后来又制定了CD-ROM的文件系统标准,即ISO9660。有了这两个标准,CD-ROM在全世界范围内得到了迅速推广和愈来愈广泛的应用。在80年代中期,光盘的发展非常快,先后推出了WORM光盘、CD-ROM光盘、磁光盘(MOD)、相变光盘(PCD,Phase Change Disk)等新的品种。这些光盘的出现,给信息革命带来了很大的推动。
CD-ROM盘片
标准的CD-ROM盘片直径为120毫米(4.72英寸),中心装卡孔为15毫米,厚度为1.2毫米,重量约为14~18克。CD-ROM盘片的径向截面共有三层:
(1)聚碳酸酯(Polycarbonate)做的透明衬底;(2)铝反射层;(3)漆保护层;
CD-ROM盘是单面盘,不做成双面盘的原因,不是技术上做不到,而是做一片双面盘的成本比做两片单面盘的成本之和还要高。因此,CD-ROM盘有一面专门用来印制商标,而另一面用来存储数据。激光束必须穿过透明衬底才能到达凹坑,读出数据,因此,盘片中存放数据的那一面,表面上的任何污损都会影响数据的读出性能。
编码
为了在物理介质上存储数据,必须把数据转换成适于在介质上存储的物理表达形式。习惯上,把数据转换后得到的各种代码称为通道码。之所以叫通道码,是因为这些代码要经过通信通道。通道码并不是什么新概念,磁带、磁盘、网络都使用通道码。可以说,所有高密度数字存储器都使用0和1表示的通道码。如软磁盘,它就使用了改进的调频制(MFM ,Modified Frequency Modulation)编码,通过MFM编码把数据变成通道码。
CD-ROM和CD-DA一样,把一个8位数据转换成14位的通道码,称为8-14调制编码,记为EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)。根据通道码可以确定光盘凹坑和非凹坑的长度。
数据结构
由于CD-ROM产生的技术背景是CD-DA,加上其螺旋形线型光道结构、以恒定线速度(CLV)转动、容量大等诸多因素,导致CD-ROM的数据结构比硬磁盘和软磁盘的数据结构复杂得多。
CD-ROM盘区划分为三个区,即导入区(Lead-in Area)、用户数据区(User Data Area和导出区(Lead-out Area)。这三个区都含有物理光道。所谓物理光道是指360°一圈的连续螺旋形光道。这三个区中的所有物理光道组成的区称为信息区(Information Area)。在信息区,有些光道含有信息,有些光道不含信息。含有信息的光道称为信息光道(Information Track)。每条信息光道可以是物理光道的一部分,或是一条完整的物理光道,也可以是由许多物理光道组成。
信息光道可以存放数字数据、音响信息、图像信息等。含有用户数字数据的信息光道称为数字光道,记为DDT(Digital Date Track);含有音响信息的光道称为音响光道,记为ADT(Audio Track)。一片CD-ROM盘,既可以只有数字数据光道,也可以既有数字数据光道,又有音响光道。
在导入区、用户数据区和导出区这三个区中,都有信息光道。不过导入区只有一条信息光道,称为导入光道(Lead-in Track);导出区也只有一条信息光道,称为导出光道(Lead-out Track)。
用户数据记录在用户数据区中的信息光道上。所有含有数字数据的信息光道都要用扇区来构造,而一些物理光道则可以用来把信息区中的信息光道连接起来。
(1) 错误检测码EDC(Error Detection Code)。采用CRC码(cyclic Redundancy Code)检测读出数据是否有错。CRC码有很强的检错功能,但没有开发它的纠错功能,因此只用它来检错。
(2) 错误校正码或称为纠错码ECC(Error Correction Code)。采用里德-索洛蒙码,简称为RS码,进行纠错。RS码被认为是性能很好的纠错码。
(3) 交差里德-索洛蒙码CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)。这个码可以理解为在用RS编译码前后,对数据进行插值和交叉处理。
(1)预制主片;(2)制主片;(3)电铸;(4)复制;(5)印刷; (6)包装。
光驱速度
通常我们是以多少倍速来描述CD-ROM的速度的。在制定CD-ROM标准时,把150K字节/秒的传输率定为标准,后来驱动器的传输速率越来越快,就出现了倍速、四倍速直至现在的32倍速、40倍速或者更高。对于40倍速的CD-ROM驱动器理论上的数据传输率应为:150×40=6000K字节/秒。对于CD-ROM的速度我们要正确认识,目前高倍速光驱的标称值只是在理想情况下的最高速度,实际应用中多数时间达不到这个理想状态。对于24倍速以上的光驱,实际使用起来主观感觉差别不是很大。当然高速的光驱可能更有优势,但它也有CPU占用率高、噪声大、振动大、耗电量大、发热量大等副作用。所以速度不是唯一重要的东西,选购光驱时应从光驱的容错性、稳定性、发热量、噪声等多方面综合考虑。
平均读取时间
也称平均搜寻时间(Average Seek Time)。它也是衡量光驱性能的一个重要标准。它指的是从检测光头定位到开始读盘这个过程所需要的时间,单位是 ms。该参数与数据传输率有关。数据传输率相同的光驱,由于采用不同的控制系统,其平均读取时间可能有很大的差别。一般来说,该指标越小越好。
光驱的接口类型
目前市面上的光驱的接口主要有:IDE、EIDE、SCSI、SCSI-2四种。后两种接口的传输速度较快。但在实际应用中它们的性能差别并不是很大,而且SCSI接口的CD-ROM价格较贵,安装较复杂,需要专门的转接卡。因此对一般用户而言应尽量选择IDE(或EIDE)接口的CD-ROM。现在32速以上的IDE接口光驱均采用了Ultra DMA/33标准,该标准数据传输率为每秒33MB。在传输方式上,Ultra ATA33采用总线主控方式,安装有控制硬盘读写的DMA(Direct Memory Access)控制器,使CPU不用直接参与硬盘的读写,因此可以节省宝贵的CPU 资源。
PCAV技术
现在不同的光驱有三种不同的读取方式。一种是恒定角速度方式CAV(Constant Angluar Velocity),第二种是恒定线速度方式CLV(Constant Linear Velocity),第三种是局部恒定角速度方式PCAV(Partial Constant Angluar Velocity)。CLV技术的优点是可使光驱的数据传输率保持在一个恒定的状态,从而保证了光驱的内外沿读取数据的一致。缺点在于读取光盘内外圈时,光驱的马达速度会经常改变,容易使光驱的寿命降低。CAV技术的优点是读取光驱的转速不变,可使其可靠性和寿命大为加强。缺点在于读取光盘内外圈的数据时,传输速率不一样,这就无法体现高速光驱性能的优越性。PCAV技术综合CLV和CAV技术的优点,在随机读取光盘时采用CLV加速,而一旦激光头无法正确读取数据时,立刻转为CAV方式减速。
CD-ROM的容错性
目前在国内相当多的用户仍在使用非正版光碟,因此光驱的容错性得到了广泛关注。但片面强调光驱的容错性也是不全面的。目前市面上日本光驱的性能稳定,但读盘能力一般;韩国产品的稳定性较差,读盘能力较强;台湾产品读盘能力比日本产品强但比韩国产品稍差,性能稳定较韩国产品好;新加坡产品读盘能力比日本产品强,但低于韩国、台湾产品。
国内一些厂家的产品刚开始用的时候读盘能力很不错,但几个月之后容错能力明显下降,因此对于容错性我们要综合考虑。
光驱的缓存
光驱的缓存是提高光驱综合性能的一个重要因素,其工作原理与主板缓存相似。理论上缓存越大则光驱速度越快,如SCSI光盘的数据缓存一般都在1MB左右,有的甚至达到了2MB。不过对于IDE接口的光驱来讲,由于特殊用途不多,对性能要求不高,其多数产品仍使用128KB或256KB(少数达到了512KB)。
DVD驱动器
DVD驱动器是用来读取DVD盘上数据的设备,从外形上看和CD-ROM驱动器一样。DVD驱动器完全兼容现在流行的VCD、CD-ROM、CD-R、CD-AUDIO等格式,而普通CD-ROM驱动器无法读取DVD格式的光盘。DVD-ROM采用了0.74um道宽和0.41um/位高密度记录线等新技术,单面单层容量为4.7G单面双层DVD为9.4G,而双面双层可以达到17G的海量存储。从目前的情况看,DVD还只是局限在看影碟方面,目前电脑软件使用DVD作为载体还非常少见。由于目前5~6倍速的DVD驱动器(在读普通光盘的时候速度相当于24~32倍速)价格在1000元以上。因此,除非有特别要求,用户可不必购买DVD-ROM。
此外还有一种受人关注的新产品DVD-RAM,可实现重复擦写,而盘片成本比目前的CD成本多不了几美分。同时,DVD-RAM还实现了低成本向下兼容。但由于价格较高,大约在3000元以上,因此尚未进入普通家庭用户。
CD-R
CD-R简单地讲,就是可以一次写入、多次读出的光盘刻录机。CD-R的工作原理就是在空白的CD盘片上烧制出“小坑”,也就是记录数据的反射点。因此,所有经CD-R刻出的盘都可以在普通的CD-ROM上顺利读出。CD-R与普通的光驱一样,也有内置和外置之分。现在国内市场上便宜的CD-R已经降到2000元左右,内置式较外置式便宜四、五百。SCSI接口的CD-R仍是主流产品,不过现在市场上IDE接口的CD-R已经越来越多。CD-R一定要买四速以上的产品,虽然价格稍贵,但刻盘时间却可以节约一半。
CD-RW
CD-RW的全称是CD-ReWritable,代表一种“重复写入”技术。CD-RW刻录机能够反复擦写CD-RW光盘的原理主要是“相变”技术——同CD-R一样利用激光的大功率照射,对光盘本身的感光物质进行瞬间的加温。和CD-R不同的是进行了相位转换,用以记录数据 。由此可以制造出能够被读取的反射点,而且这些类似小“泡”的反射点可以被重复烧制。由于CD-RW盘片可重复写入,因此每张较CD-R盘片贵100元左右,而且只有在高速光驱(24速以上CD-ROM)才能读出。但CD-RW驱动器的价格却并不比CD-R驱动器贵多少。
PD
PD是Phsae Change ReWritable Optical Disk的缩写,它是松下公司采用相变光方式(PhsaeChange)存储的可重复擦写存储设备,是一种比CD-RW性能更好、运行更稳定的光盘介质驱动器。所谓“相变光”主要是利用介质的相变来记录数据。
PD驱动器的运行速度较低,可以兼容CD-ROM。使用专门PD光盘,可重复擦写大约50万次。PD的平均寻址时间为89ms,数据传输率为518~1141KB/s,相当于八速光驱,写入并效验时的数据传输率为300~600KB/s,相当于四速光驱。除了可以读写PD光盘外,也可以当作普通的八倍速CD-ROM使用。
(2)选择 Advanced BIOS Features 选项,按Enter键进入设置程序。选择First Boot Device 选项,然后按键盘上的Page Up或Page Down 键将该项设置为CD-ROM,这样就可以把系统改为光盘启动。
(3)退回到主菜单,保存BIOS设置。(保存方法是:按下F10,然后再按Y键即可),弄好后先别急着重启,要把安装盘放进光驱中,再重新启动。
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