2.8 多媒体光存储器.doc

2.8 多媒体光存储器多媒体信息包括声音、文本、图像、动画、视频等多媒体信息，由于数字化的多媒体信息量非常大，要占用巨大的存储空间，传统的信息载体无法满足它的要求，光存储技术的发展为存储多媒体信息提供了保证，光存储器具有容量大、工作稳定、密度高、寿命长、介质可换、便于携带、价格低廉等优点，已成为多媒体信息存储普遍使用的载体。当前，多媒体信息的发行都是通过CD-ROM载体实现的，计算机系统配置光存储驱动器是多媒体计算机的重要标志。2.8.1 CD-ROM激光存储器CD-ROM (Compact DiscRead Only Memory)是只读光盘存储器，激光盘片价廉、容量大、便于携带，倍受人们的青睐。在大多数场合，人们索性把CD-ROM激光盘简称为“光盘”。CD-ROM为文字、声音、图像、视频信息和动画的数据存储解决了大问题。1. CD-ROM的性质CD-ROM是只读光盘。光盘中的信息采用专用设备一次性装入，随后可在多媒体计算机上无数次地读取信息。把激光束照射到CD-ROM盘片上的微小区域，使局部烧出凹坑，原本平坦的光盘表面变得坑坑洼洼。有无凹坑代表了二进制信息的两种状态，从而把数据记录在光盘上。数据按照磁道和扇区在光盘表面进行记录和检索。CD-ROM盘片由复合材料构成。光盘的片基采用特殊塑料(聚碳酸酯)，强度高、耐冲击、不易龟裂变形。在片基表面用特殊工艺附着一层铝反射层，数据被记录在铝反射层上。使用时，激光束透过塑料照射到铝反射层上读取信息。2. CD-ROM标准1986年5月，荷兰PHILIPS (飞利普)公司和日本SONY (索尼)公司共同制定了CD-ROM标准，并于1988年4月由ISO (国际标准化组织)正式公布，名为“IS09660标准”。该标准的大致内容如下：(1)规定了CD-ROM的扇区格式。CD-ROM共有三种扇区格式，即Mode0、Model、Mode2。三个扇区格式的结构不同，纠错能力也不同。(2)确定了CD-ROM的基本数据传输速率。CD-ROM的基本数据传输速率是这样计算的：每个扇区2048B，共有75个扇区，则每秒传输的数据量为75(扇区)X2048B扇区=153600 B这样，CD-ROM的基本数据传输速率为150KBs。随着计算机技术的发展，CD-ROM的数据传输速率不断提高，以最初的 150KBs为基本计量单位，目前CD-ROM的数据传输速率2倍于、4倍于、64倍于基本计量单位，并直接称呼“2倍速光驱”、“4倍速光驱”、“64倍速光驱”等等，对应的书写方法是：CD-ROM 2x (2倍速光驱)、CD-ROM 4x (4倍速光驱)、CD-ROM 64x (64倍速光驱)、。3.CD-I标准CD-I(CD Interactive)是交互式标准，是荷兰飞利普公司和日本索尼公司为家用电器使用CD-ROM而制定的标准。由于此标准的设备功能单一、价格昂贵、流行时间短暂，因此很快过渡到新一代的CD-ROMXA标准。4.CD-ROMXA标准CD-ROM XA标准并不象CD-I标准那样面向家用电器，而是面向计算机。荷兰飞利普公司和日本索尼公司制定的CD-ROM XA (CD-ROM Extended Architecture) CD-ROM扩展结构标准的突出特点是：把原先声音、图像、文字等不同类别的信息各自存放在不同轨道的标准发展成记录在同一条轨道上。5.Vedio CD标准这是图像数据压缩标准，该标准使用MPEG l数据压缩技术，把74min的视频信息和声音同时记录在轨道上。这就是现在的人们司空见惯的VCD标准。VCD标准有1.0版本和2.0版本。VCD2.0版本在技术上没有大的突破，只是增加了简单的交互性功能：静止画面可放大显示，并可通过简单菜单选择播放次序。VCD标准由于画面质量不高、数据存储密度不大，因而在多媒体视频技术的发展过程是一个过渡产品，必将被更新的DVD技术所取代。6.Photo CD标准Photo CD标准是Kodak (柯达)公司为使用光盘记录数字化照片而制定的标准。该标准的具有三个特点：用于数字化照片的保存、照片的显示分辨率非常高、可多次追加写入数字照片，但不能删除。7.DVD标准1995年12月，利用MPEG2.0数据压缩技术的DVD (Digital Versatile Disk)标准诞生。使用DVD标准的激光盘可容纳133分钟到488分钟的影片，如果用于记录数据，可保存4.7GB到17GB。如此大容量的激光盘无疑为多媒体的保存提供了更为理想的介质。DVD标准向下兼容，可以读取VCD标准的光盘数据。但VCD标准的设备不能使用DVD标准的光盘。2.8.2 MO磁光盘存储器CD-ROM的问题是无法重新写入信息。如果有条件，使用MO(Magnet Optical Disk)磁光盘存储器比较理想。MO采用光学和电磁学相结合的高效大容量存储器，特点是把强磁场和激光同时作用于盘片，达到保存信息的目的。MO盘片的数据记录层采用对温度极为敏感的磁性材料制成。写数据时，激光照射盘片表面的微小区域，使该区域的温度瞬间升高。与此同时，施加强磁场，该区域即被磁化。当激光停止照射时盘片表面温度降到居里点以下，磁化状态被保留，于是，信息被记录了下来。擦除信息时改变磁场方向，再加以激光照射。MO磁光盘存储器采用SCSI接口形式，根据使用的激光盘片尺寸的不同分为两种规格。一种使用3.5in可读写激光盘片，另一种使用5.25in可读写激光盘片。3.5in激光盘片的单片存储容量有230MB、540MB、640MB三种。5.25in激光盘片的容量比较大，有1.3GB、2.6GB、5.2GB等种类。MO磁光盘片有很多品牌，如FUJITSU、MITSUBISHI、SONY、KODAK、PHILIPS、RITEK等，价格多在3590元之间。MO磁光盘的使用寿命很长，可无限次地进行读写，有“读写无极限”的美誉，这主要是由于磁性介质的磁化次数不受限制的缘故。在开发多媒体产品过程中，这种大容量可读写激光盘使用起来非常方便。2.8.3 CD-R和CD-RW激光存储器1.CD-R(Compact DiscRecordable)激光存储器CD-R又名“光盘刻录机”，所使用的光盘具有“有限次写，多次读”的特点。CD-R有两个速度指标：刻录速度和读取速度，这两项指标是衡量光盘刻录机性能的重要指标。刻录速度是指光盘刻录机在向CD-R盘片上写入数据时所能达到的最大倍速值，例如某牌号光盘刻录机的刻录速度为2x，即2倍速刻录。目前，市场上常见的光盘刻录机有8X、12x、16x、32x等档次的刻录速度。读取速度是指光盘刻录机在以CD-ROM形式读取普通光盘数据时，所能达到的最大倍速值，例如32x。一般而言，光盘刻录机的读取速度远大于刻录速度。目前，大部分光盘刻录机的读取速度为32倍速。如图2-15所示。2. CD-RW (Compact Disk Rewrite)激光存储器CD-RW被称为“可擦写式光盘刻录机”，所使用的激光盘片可反复读写。CD-RW有三个速度指标：刻录速度、复写速度和读取速度。其中的刻录速度和读取速度两项指标的含义与CD-R相同。复写速度是指CD-RW可擦写式光盘刻录机向光盘写入数据时的最大倍速值。所谓“复写”，是指可擦写式光盘刻录机对CD-RW盘片的数据层进行烧结，抹除原有数据，然后再写入数据。由于在刻录数据时没有烧结过程，因此，复写速度一般低于刻录速度。另外，如果复写速度设计得过快，导致烧结不完全，将影响读取CD-RW光盘数据的可靠性，甚至导致光盘报废。 图2-15 CD-R激光刻录机3.CD-R和CD-RW的刻录模式CD-R和CD-RW的刻录模式分开放型和关闭型两种。当选择开放型刻录模式时，当前数据刻录完成后，还可以继续追加刻录数据，直至光盘容纳不下为止。选择关闭型刻录模式时，当前数据刻录完成后，将关闭追加刻录的大门，不允许继续追加刻录数据。在刻录CD-R或CD-RW盘片时，可选择整盘刻录和轨道刻录两种方式。整盘刻录方式以整片光盘为单位进行，用于盘对盘的复制。当然，为了实现盘对盘的复制，计算机必须安装两台激光存储器。4.缓冲存储器与刻录成功率的关系刻录的成功率由两个因素决定：刻录盘片质量的好坏和CD-R或CD-RW缓冲存储器容量的大小。在刻录光盘时，先把数据读取到CD-R或CD-RW的缓冲存储器中，然后再刻录到光盘上。如果缓冲存储器中的数据用完了，后面的数据不能及时补充，将导致“Buffer Under Run”(缓冲存储器欠载)情况发生，光盘刻录中断，光盘报废。为了避免上述现象发生，缓冲存储器的容量越大、速度越快越好。但是，某些产品制造商为了降低成本，将CD-R或CD-RW的缓冲存储器容量降到最低，其代价是刻录的成功率不高。根据目前的刻录技术水平，当刻录速度为4x时，缓冲存储器的容量至少需要2MB。刻录速度为8x时，需要4MB的缓冲存储器容量。上述两种激光存储器都为使用者提供了向激光盘写入信息的机会，前者写入的次数有限，后者可随意改写。安装CD-R或CD-RW激光存储器，具有一次性投资大 (购买激光驱动器)，而耗材 (激光盘片)便宜的特点，应在需求、性能、价格三者之间寻求平衡点。5. 接口形式CD-R和CD-RW的接口形式主要有：IDE接口、SCSI接口、USB接口、PCMCIA接口、并行接口，以及新型的1394总线接口。一般而言，SCSI接口形式最理想，刻录的盘片成功率最高，质量也最好，这是由于SCSI接口对CPU的资源占用最小，使CPU能够高效率处理数据的缘故。在选购SCSI接口的CD-R或CD-RW时，其价格稍高于其他接口形式的刻录机，并且还需要另外购置SCSI卡。IED接口形式的CD-R和CD-RW使用比较广泛，其原因是该接口形式的价格低、安装使用比较方便。随着技术的进步，IDE接口的刻录机对CPU的占有率已经下降，数据传输速率也相应地提高，再加上价格的优势，目前非常受市场欢迎。USB接口的刻录机具有“即插即用”功能，安装、使用和携带非常方便。USB的数据传输速率虽不及SCSI接口和IDE接口，刻录速