计算机组装 光盘存储技术
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计算机组装光盘分类按照不同的方式,可以将光盘划分为多种不同的类型。
在此之中,最为常用的有按照物理格式划分、按照应用格式划分,以及按照读写限制进行划分等方式。
1.按照物理格式所谓物理格式,是指光盘在记录数据时采用的格式,大致可分为CD系列、DVD系列、蓝光光盘(Blu-Ray Disc,BD)和HD-DVD这4种不同的类型。
●CD光盘CD代表小型镭射盘,是一种用于所有CD媒体格式的术语,包括有音频CD、CD-ROM、CD-ROM XA、照片CD、CD-I和视频CD等多种类型。
●DVD光盘DVD系列是目前最为常见的光盘类型,如今共有DVD-VIDEO、DVD-ROM、DVD-R、DVD-RAM、DVD-AUDIO五种不同的光盘数据格式,被广泛应用于高品置音、视频的存储,以及数据存储等领域。
●蓝光光盘这是一种利用波长较短(405nm)的蓝色激光读取和写入数据的新型光盘格式,其最大的优点是容量大,非常适于高画质的影音及海量数据的存储。
目前,一个单层蓝光光盘的容量已经可以达到22GB或25GB,能够存储一部长达4小时的高清电影;双层光盘更可以达到46GB或54GB的容量,足够存储8小时的高清电影。
●HD-DVD光盘HD-DVD光盘是一种承袭了标准DVD数据层的厚度,却采用蓝光激光技术,以较短的光波长度来实现高密度存储的新型光盘。
与目前标准的DVD单层容量4.7GB相比,单层HD-DVD 光盘的容量可以达到15GB,并且延续了标准DVD的数据结构(架构、指数、ECC blocks等),唯一不同的是HD-DVD需要接收更多用于错误校对的ECC blocks。
注意Blu-Ray和HD-DVD都是近年来兴起的大容量光存储技术,其共同点在于都采用了光波较短的蓝色激光来读取和存储数据,但由于两者的设计构造及各种标准并不相同,因此不能将两者混为一谈。
2.按照应用格式按照光盘所存储数据内容的不同,可将其大致分为音频光盘(如音频CD、DVD-Audio 等)、视频光盘(如VCD、DVD-Video等)、数据光盘(主要指计算机数据文档及文本等内容),以及将音频、视频、数据文档等多种不同类型的数据混合存储在同一张光盘上的混合光盘。
计算机组装光盘的发展及分类20世纪70年代,人们在将激光聚焦后,获得了直径为1微光的激光束。
利用这一发现,荷兰Philips公司的技术人员开始了利用激光束记录信息的研究。
从此拉开光盘发展的序幕,如表3-2所示。
表3-2 光盘的发展历程并于1972年向新闻界展示了可以长时间播放电视节目的LV(Laser Vision,又称激光视盘系统)光盘系统。
LV光盘系统于1978年正式投放市场,在数据存储领域产生了极其深远的影响,从此拉开了利用激光来记录信息的序幕。
1982年,Philips公司和Sony公司成功地将记录有数字声音的光盘推向市场。
由于这种由塑料和金属共同制成的圆盘很小巧,因此被命名为Compact Disc,又称CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)盘,中文名称为“数字激光唱盘”,简称CD盘。
随后,Philips公司和Sony公司开始将CD-DA技术应用于计算机领域,并于1985年推出了一种新型的计算机外部存储设备,即CD-ROM。
在此之后,计算机产业内的部分巨头联合制定了一套被称为High Sierra的技术标准,统一了光盘的文件存储结构。
1987年,国际标准化组织(ISO)在High Sierra标准的基础上经过少量修改后,将其作为ISO 9660,成为CD-ROM的数据格式编码标准。
在此后的几年间,CD-DA技术得到了迅速发展,陆续推出了CD-I(CD-Interactive)、Video CD(VCD)、CD-MO和CD-WD等多种类型的光盘。
1994年,DVD光盘(Digital Video Disc,数字视频光盘)被推向市场,这也是继CD光盘后出现的一种新型、大容量的光盘存储介质。
在此后的发展过程中,DVD光盘出现了若干的分支,如DVD-VIDEO(又可分为电影格式及个人计算机格式)、DVD-ROM、DVD-R、DVD-RAM、DVD-AUDIO便是其中5种不同的DVD光盘数据格式。
计算机组装光盘存储技术
早期的光盘全都是只读类型的,人们只能从光盘上获取信息,而无法利用光盘来备份数据。
随后,CD-R、CD-RW、DVD-RAM、DVD-R/RW等技术的出现,改变了普通用户无法向光盘上输入数据的问题,而上述技术便被人们称为光盘的可记录存储技术,简称刻录技术。
1.光盘刻录系统的组成
完整的光盘刻录系统由可记录光盘、光盘刻录机和光盘刻录软件所组成,三者缺一不可,只有配套使用后才能实现向光盘输入数据的目的。
●可记录光盘
可记录光盘是进行光盘刻录时的媒介,也称刻录盘。
目前,市场上的刻录盘主要分为CD和DVD两大系列,每个系列内又分为若干个不同类型。
CD记录盘分为CD-R(CD-Recordable)和CD-RW(CD-ReWritable)两种类型。
其中,前者是只能进行一次写入,尽管剩余空间还可追加数据,但同一部位只能写入一次,这一点与硬盘的可重复性写入有着本质的区别。
为此,RICOH(理光)公司研发了CD-RW刻录技术,可重复擦写的CD-RW光盘由此诞生,使得人们终于可以像使用硬盘一样的向光盘内反复输入新的数据,并在不需要时将其删除。
DVD记录盘分为DVD-RAM、DVD-R/RW和DVD+R/RW共3大类型5种格式。
其中,DVD-R 和DVD+R格式属于一次性刻录光盘格式,而DVD-RAM、DVD-RW和DVD+RW则属于可反复擦写的刻录光盘格式。
●光盘刻录机
光盘刻录机的外型与普通光盘驱动器没有什么不同,并且刻录机也可以用来读取光盘上的数据。
不过,光盘刻录机的激光头组件除了可以发射出与普通光驱一样的激光束进行数据读取操作外,还可以通过发射特殊激光束的方法将数据写入刻录盘。
因此,光盘刻录机不但和普通光驱一样有数据读取速度指标,也有刻录速度指标,并且分为写速度(针对一次性刻录盘)和复写速度(针对可重复擦写的刻录盘)之分。
●光盘刻录软件
光盘刻录软件的功能是按照光盘数据结构的规范来帮助用户组织要录入的数据,并驱动刻录机将这些数据“烧录”在空白的可记录光盘上。
2.数据刻录保护技术
在刚刚出现刻录技术的一段时间中,虽然计算机的整体性能远不及现在,但由于刻录速度较慢,因此尚可满足刻录速度的要求。
随着刻录速度的不断提高,因刻录机缓冲区欠载造成刻录失败的情况时有发生,而最初的解决方法便是将刻录机的缓存由最初的512KB逐渐增大至1MB、2MB、4MB乃至8MB。
但是,缓存的不断增加也带来成本无限制增加的负面影响,并且单纯依靠增加缓存容量也无法完全解决由缓冲区欠载带来的问题。
事实上,解决问题的关键是如何做到当缓存清空前暂停刻录,以便数据再次补充上来时继续进行刻录。
针对这一问题,“刻不死”技术便应运而生。
“刻不死”技术俗称防刻死,即不会造成刻录失败的防欠载技术。
推出时间较早、技术较成熟的防刻死技术主要有三洋的“BURN-Proof”、RICOH的“Just Link”以及PHILIPS的“Seamless link”,其他还有SONY的“Power-Burn”、OAK的“Exaclink”以及YAMAHA的SafeBurn 等。
虽然这些技术的名称不同,但其原理都是在缓存不足时暂停刻录过程,并在暂停处添加标记,以便当缓存区数据充足时从暂停标记处继续刻录数据。