第8章详细计算机光存储设备：电脑的嘴巴

1、第8课光存储设备本章要点具体要求本章导读本章要点光存储设备的种类光存储设备的工作原理光存储设备的性能指标光盘光存储设备的选购计算机组装与纟隹护焙训教程具体要求了解光存储设备的种类了解光存储设备的工作原理 掌握光存储设备的性能指标 了解光存储设备的工作模式了解光盘的相关知识了解光存储设备的选购本章导读光存储设备常被简称为世驱，其存储介 质 光盘是许多奴件米角的存禱介质O 本课将介绍光存储设备的相关知识，包括 光存储设备的不同种类、光存储设备读取 数据和写入数据的工作原理、影响光存储 设备性能的指标、光存储设备的工作模式、 光盘的相关知识以及如何选购光存储设备 等，让读者对光存储设备有一个比较全面

2、 的了解。8.1光存储设备概述光存储设备是计算机中重要的数据传输设 备，光存储设备所使用的数据存放介质被 称为光盘，光盘具有容量大、数据保存时 间长、不易破坏和成本低廉等优点。计算机组装与维护焙训教程8.1光存储设备概述8.1.1光存储设备的种类8.1.2光存储设备的工作原理 8.1.3光存储设备的性能指标8.1.4光存储设备的工作模式计算机组装与维护焙训教程8.1.1光存储设备的种类光存储设备又叫光盘驱动器，简称光驱。 按读取（或写入）光盘的类型可以将光存 储设备分为CD-ROM> DVD-ROM和刻录 机。计算机组装与维护焙训教程8.1.1光存储设备的种类1. CD-ROM驱动器 2

3、. DVD-ROM驱动器3.刻录机计算机组装与维护培训教程2DVD-ROM驱动器 CD-ROM是最常见的光驱类型，能读取 CD和VCD格式的光盘，以及CD-R格式的 刻录光盘，具有价格便宜、稳定性好等特 点。 CD-ROM全称为只读光盘存储器，由于目 前很多软件包括Windows操作系统的安装 盘都是以CD-ROM光盘作为载体的，因此 CD-ROM光驱是计算机的主要输入设备之 DVD-ROM不仅能读取CD-ROM所支持的光盘格式，还能读取DVD格式的光盘。现 在市场上DVD-ROM已经取代了 CD-ROM 的地位。计算机组装与维护焙训教程光驱计算机组装与维护焙训教程2DVD-ROM驱动器为了防

4、止盗版，在DVD光驱中加入了区位码识 别机制，DVD光盘也包含有区位码，只有在 DVD光驱和盘片的区位码相同时，DVD光驱才 可以读取DVD光盘进行播放，如果盘片没有包 含区位码，则任何一个DVD光驱都可以播放。 区位码目前分为以下6个区。第一区（Regionl）:美国、加拿大、东太平洋岛屿。 第二区（Region2）:日本、西欧、北欧、埃及、南 非、中东。第三区（Region3）:中国台湾、中国香港、 韩国、泰国、印度尼西亚等。第四区（Region4）:澳大利亚、中南美洲、 南太平洋岛屿等。第五区（Region5）:俄罗斯、印度半岛、中 亚、东欧、朝鲜、北非、西北亚等。第六区（Region6

5、）:中国大陆。计算机组装与维护焙训教程3刻录机刻录机的种类比较多，一般分为CD刻录 机、DVD刻录机和COMBOo1) CD刻录机 CD刻录机不仅是一种只读光盘驱动器, 而且还能将数据刻录到CD刻录光盘中, 具有比CD-ROM更强大的功能。2) DVD亥lj录机 DVD刻录机不仅能读取DVD格式的光盘, 还能将数据刻录到DVD或CD刻录光盘中, 是前三种光驱性能的综合。计算机组装与维护培训教程刻录机计算机组装与维护培训教程3) COMBO COMB O是一种特殊类型的光存储设备， 它不仅能读取CD和DVD格式的光盘，还 能将数据以CD格式刻录到光盘中。COMBO的夕卜观计算机组装与维护培训教程

6、8.1.2光存储设备的工作原理光存储设备的数据存放介质是光盘，光存 储设备在工作时分为读取数据和刻录数据 两个过程，下面将分别介绍其工作原理。8.1.2光存储设备的工作原理 1.读取数据的工作原理2.刻录数据的工作原理计算机组装与维护焙训教程1 读取数据的工作原理光存储设备在读取光盘中的数据时，发光二极 管会产生波长为0.54pm0.68pm的激丸丸源，光 线经过处理后照射在光盘上，由光盘的反射层 将光束反射回乗，再由光存储设备中白6光橙测j 器捕获到这些光信号。光盘上存在着“凹点”和“凸点”两种状态， 它们的反射信号正好相反，这两种不同的信号 很容易就能被光监测器识别，在光驱中有专门 的部件

7、将它们转换并校验，再交给光存储设备 中的控制芯片处理，然后就会在计算机中得到 光盘中的数据。2-刻录数据的工作原理只有具备刻录光盘功能的光存储设备才能在特 定的光盘中刻录数据。 CD刻录机是在CD-ROM的基础上发展起来的光 存储设备，借以实现的存储介质的光盘有CDR 光盘和CDRW光盘。CDR光盘是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一 层染料层，激光头根据刻写数据的不同控制发 射激光束的功率，使部分染料受热分解，在空 白的光盘上用高温“烧刻”出可供读取的反光 点，由于染料层分解后不能复原，因此CD-R光 盘只能烧刻一次。计算机组装与维护培训教程2刻录数据的工作原理由于材料和技术的改进，出现了可反复

8、擦写的CDRW丸盘。彳旦是可擦写光盘是以反光信号降 低作为代价的，因此光驱要具有Multi Read的功 能才能顺祠读取，并且卷刻录北盘时需要特定 的CD-RW设备。刻录是刻录机的主要功能，CD刻录机可以使用CD-R和CD-RW两种光盘，但刻录的方式可以不 同，主要有整盘刻写、轨道刻写、多段刻写、 增量包刻写4种方式。整盘刻写(DiscAt-Oiice):是指对刻录盘的全盘复 制方式。轨道刻写(Track-At-Once):允许用户指定 需要的目录或文件，写入刻录盘中，同时允 许用户不断追加数据进行续刻，直到容量用 尽。这种方式给予用户最大的刻录自由权限。多段刻写：是指对CD-RW光盘的写入、

9、追加， 这同样会浪费一部分空间。增量包刻写(Incremental Packet Writing， IPW):这种刻录方式可以减少追加刻录过 程中光盘空间的浪费，它允许用户在一条轨 道中多次追加数据。计算机组装与维护培训教程8.1.3光存储设备的性能指标 1.倍速 2.平均寻道时间 3.CPU占用时间 4.缓存容量 5.接口类型 6.纠错能力1. 倍速在制定CD-ROM标准时，把150KB/S的传输率定 为标准的IX倍速，后来驱动器的传输速率越来 越快，就出现了40X，50X甚至52X倍速的光驱。 对于50X倍速的CD-ROM驱动器来说，理论上的 数据传输率应为：15050=7500KB/s。

10、虽然高速光驱的传输速度快，但高速运转的光 驱对CPU资源的占用率比较高，且噪音、耗电 量和发热量会相应增加，所以倍速不是评判光 存储设备的惟一标准。2平均寻道时间平均寻道时间是指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 一块数据读入高速缓存所用的时间。该值 越小越好，一般应该在8090ms左右。3CPU占用时间 CPU占用时间是指光驱在进行数据传输时 CPU的占用率，当然是CPU占用时间越少 越好，表示光驱能自动处理大量的数据。 在光驱全速运行、试图读取质量不好的光 盘数据或抓取CD音轨时，CPU的占用时 间会明显增加。计算机组装与维护焙训教程4缓存容量当增大缓存容量后，光驱

11、连续读取数据的 性能会有明显提高，因此缓存容量对光驱 的性能影响相当大。目前普通光驱大多采 用512KB缓存容量，而刻录机一般采用 28MB缓存容量。5.接口类型目前市面上的光驱接口主要有：IDE, SCSI和 USB等。后两种接口的传输速度较快，但是 SCSI接口的CD-ROM价格较贵、安装较复杂， 且需要专门的转接卡，因此对一般用户来说应 尽量选择IDE接口的光存储设备。现在的IDE接口光驱大部分采用了Ultra DMA 33 标准，有的还采取了Ultra DMA 66标准。在传输 方式上，UltraATA33通过控制光盘读写的DMA (Direct Memory Access)控制器使外

12、部传输速 率最高可达33MB/S,而占用CPU的资源只有 2%8%之间。6-纠错能力纠错能力是指光驱对一些数据区域不连续 的光盘进行读取时的适应能力。纠错能力 强的光驱，能很容易跳过一些坏的数据区, 而纠错能力差的光驱在读取坏数据区域时 会感觉非常吃力，容易导致系统停止响应 或死机等。计算机组装与维护焙训教程8.1.4光存储设备的工作模式光存储设备的工作模式是指光驱在工作时 读取数据的方式，主要包括CLV, CAV, P-CAV和Z-CLV等几种模式。8.1.4光存储设备的工作模式 1. CLV （Constant Linear Velocity,恒定线速度） 2. CAV （Constant

13、 Angular Velocity，恒定角速度） 3. P-CAV （Partial CAV,局部恒定角速度） 4. Z-CLV （Zoned CLV,区域恒定线速度）1 CLV （Constant Linear Velocity,恒定线速度）在CLV模式下，光驱的激光头始终以恒定 的线速度读取光盘中的数据。因此激光头 读取的内圈数据少，外圈数据多。但是使 用CLV模式有个很大的缺点，即光驱的主 轴电机转速会跟随激光头读取的数据不停 地进行改变，因此光驱的主轴电机磨损相 当大，造成光驱的使用寿命缩短，因此这 种模式现在已经被淘汰了。2 CAV （Constant Angular Velocit

14、y,恒定角速度）在CAV模式下，激光头始终以恒定的角速 度读取光盘中的数据，因此光驱主轴电机 不需要随时改变转速，光驱的读盘性能也 得到了很大提高。但在这种模式下读取光 盘时，光盘内外圈的数据传输速率是不相 同的，即读取光盘外圈时，数据传输率要 高一些。3. P-CAV （Partial CAV,局部恒定角速度） P-CAV模式是将CLV与CAV综合起来的一 种传输模式，它会根据读取光盘内圈和外 圈数据时自动进行切换，以获得更好的光 驱性能和读盘性能。目前光驱所采用的工 作模式主要是CAV和P-CAV模式。计算机组装与维护焙训教程.4. Z-CLV （Zoned CLV,区域恒定线速度）当光驱

15、工作在Z-CLV模式下，光驱会根据 光盘的数据量多少自动将光盘的内圈和外 圈分为多个区域。在每个区域采用CLV模 式进行读取，而在区域与区域之间采用 CAV方式进行过渡异采用这种模式的优点 是缩短了读取/写入的时间，并能确保读取 /写入的品质，但在每个区域之间切换时会 有明显的中断，这样会导致读取速度突然 下降。8.2光盘概述光盘是光存储设备惟一的存储介质，两者 是密不可分的，下面将介绍光盘的相关知 识。计算机组装与维护培训教程8.2光盘概述 821光盘的优点 8.2.2光盘的分类821光盘的优点光存储设备是以光盘作为载体的，如普通光盘、 音乐CD、 VCD、 DVD、亥ij录光盘CDR、 C

16、D RW和DVD+RW等。光盘有如下一些优点。容量大：普通光盘的容量为700MB,而目前的DVD 光盘最多可达到40GB的数据存储量。因此操作系统、 应用软件等安装盘都采用了光盘作为载体。稳定性好：光盘采用了光存储的方法存储数据，与软 盘的磁存储相比，稳定性增加了许多，同吋普通光盘 中的数据无法被修改，因此不必担心数据被病毒破坏。8.2.1光盘的优点成本低：光盘通过光盘生产线批量地进行压 制生产，每张光盘的成本不过一两元钱甚至 更低。使用寿命长：只要合理地使用和保存光盘， 光盘的使用寿命一般都会在100年左右，完全 可以满足一般用户的需要。便于携带：光盘并不大而且很薄，不会占用 太多的空间，携

17、带方便。822光盘的分类光盘主要分为CD-ROM光盘、DVD-ROM光盘、刻录光盘和可擦写型光盘4种类型。计算机组装与维护焙训教程8.2.2光盘的分类 1. CD-ROM光盘 2. DVD-ROM光盘 3.刻录光盘4.可擦写型光盘1. CD-ROM光盘 CD-ROM光盘主要有以下几个方面的应用。 CD-ROM只读光盘：只能读取，不能写入，称黄皮书(YellowBook)标准。CD-ROM除保留CD-DA数据 模式外，增加了两种光道格式，用来存储计算机数据 和压缩的声音图像数据。 CD-DA数字化音频唱片：单面、数字方式、声音信 号未经压缩可播放74分钟，是最早的光盘标准，称红 皮书(Red B

18、ook)标准。CD-I (交互式光盘):四于压缩立体声视频信号，是 绿皮书(GieenBook)标准。计算机组装与维护培训教程1. CD-ROM光盘 CD-ROM/XA (扩展结构):与CD-I光盘类似，将图 像和声音交叉存放在一起，可以实现声音、图像同步 播放。CD-ROM通常不能读取CD-ROM/XA光盘。 PHOTO CD： PHOTO CD称为图片光盘或照片光盘， 是柯达公司推出的一种基于CD-ROM/XA的光盘读取 格式。 VCD (Video CD) : VCD采用数字图像压缩编码技 术，可将长达74分钟的视频图像录制在光盘中，这类 光盘被称为VCD或小影碟，可在CD-ROM光驱中

19、播 放。2. DVD-ROM光盘 DVD （Digital Versatile Disk,数字磁盘光碟，也 称做Digital Video Disk,数字影橡光碟）是代替 CD的下一代存储介质。一张和普通CD-ROM光 盘大小一样的DVD光盘中可以存储比CD-ROM 光盘多几倍的数据。在DVD光盘的生产中采用 波长为635mm650mm的红激光刻盘，使轨道的 间距减少，大大地增加了光盘的存储容量。DVD光盘定义了4种规格：单面单层、单面双层、 双面单层和双面双层。容量分别是4.7GB， 8.5GB, 9.4GB和 17GB。计算机组装与维护焙训教程3刻录光盘刻录光盘主要有CD-R, CD-RW

20、, DVD+RW和DVD-RW几种类型。4可擦写型光盘可擦写型光盘主要分为磁光型MD变型光 盘和变型PL磁光型光盘两种类型。磁光型MD变型光盘：利用激光与介质薄膜作 用，激光的热和光效应使介质在晶体态、非 晶态之间的可逆相变来实现反复擦写，但晶 相转变速度慢，存取时间长。变型PL磁光型光盘：利用热磁效应使磁光介 质微量磁化取向向上或向下来实现信号记录 或读出，存储速度快、介质寿命长。8.3光存储设备选购指南由于市场上光存储设备的品牌众多，生产 厂商不断推岀新产品，使得竞争非常激烈, 下面根据不同需求的用户来介绍怎样选购 光存储设备。8.3光存储设备选购指南 8.3.1知识讲解 832典型案例8

21、.3.1知识讲解下面将光存储设备按照普通光存储设备和刻录类光存储设备来分别讲解选购方法。计算机组装与维护焙训教程8.3.1知识讲解 1.普通光存储设备的选购2.刻录机的选购 3. COMBO的选购1普通光存储设备的选购普通光存储设备包含CD-ROM和DVD-ROM,但是现在CD-ROM已逐渐被市场淘 汰，读者如要购买普通光存储设备，只需 从DVD-ROM产品中选择。目前普通光存储设备的技术日趋成熟，因 此在选购时需注意以下几个方面。1）品牌品牌大厂一般都掌握了光存储设备的核心 技术，这样更容易控制成本，相对来说也 容易买到物美价廉的产品。有实力的厂家 的产品无论是产品用料、做工，还是售后 服务

22、都要更胜一筹。在光存储市场，比较 有名气的生产厂家有：明基（BenQ）、 三星（SAMSUNG）、索尼（SONY）、 LG和华硕（ASUS）等。计算机组装与维护培训教程2）读盘能力目前的DVD光驱有单激光头和双激光头两 种。单激光头和双激光头的DVD光驱的读 盘能力没有大的区别，只是双激光头的光 驱在读取CD和DVD类型的盘片时激光头 会有一个切换过程，这样会使读盘开始阶 段的速度较慢。3）接口和缓存 DVD-ROM主要有IDE和SCSI两种接口。 采用SCSI接口比采用IDE接口的DVD- ROM具有更好的稳定性和数据传输率， CPU的占用率也低得多。但是它的安装方 法不是很方便，虽然两种光

23、驱的价格不会 相差太远，但使用SCSI接口的DVD-ROM 需要多买一块SCSI卡，增加了成本。因此 如果无特殊的需求，选购一款IDE接口的 DVD-ROM就可以了。计算机组装与维护培训教程4）区码限制使用DVD-ROM播放DVD影碟时必须注意 区码的问题，因为CSS规定，软件和硬件 都必须同时经过授权认证才可以成功地解 码播放DVD影片，也就是说DVD-ROM和 DVD播放软件都必须同时通过区码的授权。 因此选购DVD-ROM时要注意所支持的区 位码。5）倍速现在的DVD-ROM都是16倍速的，但是要 注意其读取CD的速度，一般要求读取CD 的速度达到40倍速。2刻录机的选购在选购刻录机时，

24、最需要考虑的就是兼容 性和稳定性了。现在市场上的DVD刻录机 的价格已经不是很贵了。计算机组装与维护焙训教程1）兼容性刻录盘片是刻录数据的载体，优秀的刻录 机应对各类碟片以及各种刻录方式都有好 的兼容性和适应性，以及是否支持增量包 刻写的刻录方式。2）稳定性稳定性是指刻录机是否能持续稳定的工作，特 别是需要连续刻录多张光盘时对刻录机就是一 个考验。好的刻录机采用全刚机芯，虽然噪声 高一点，但是能长期持续稳定的工作，而普通 的刻录机采用塑料机芯很容易在连续刻录多张 光盘时造成刻录光盘的报废。在选购DVD刻录机时，除了需要考虑上面的因 素外，还需要再次注意DVD光盘的格式，因为 DVD+RW和DVD-RW是两种互不兼容的DVD格 式标准。选购DVD刻录机时，最好选购兼容全 系列格式的产品。3. COMBO的选购 COMBO属于特殊的刻录机，其选购与CD-ROM和DVD-ROM的选购方法大致相 同，不同的是由于COMBO还具有刻录的 功能，因此在选购时应检测其刻盘的性能。 同时，由于要用于刻录光盘，所以