光存储原理精品课件

1、光存储原理第1页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理工作原理： 光存储设备，主要部分就是激光发生器和光监测器。光驱上的激光发生器实际上就是一个激光二极管，可以产生对应波长的激光光束，然后经过一系列的处理后射到光盘上，然后经由光监测器捕捉反射回来的信号从而识别实际的数据。如果光盘不反射激光则代表那里有一个小坑，那么电脑就知道它代表一个“1”；如果激光被反射回来，电脑就知道这个点是一个“0”。然后电脑就可以将这些二进制代码转换成为原来的程序。当光盘在光驱中做高速转动，激光头在电机的控制下前后移动，数据就这样源源不断的读取出来了 第2页，共29页，2022年，5月20日，

2、3点46分，星期一光存储原理光存储特点：（1）数据存储密度高、容量大、盘片可更换、携带方便。目前规模生产的光盘比特字长约为0.4（DVD光盘）。正在研究开发的蓝光光盘信息符的长度将降至0.2。光盘容量很大，现市场销售的直径120的DVD光盘，面容量已达到4.7GB。即将推出的蓝光光盘,面容量将达到30GB。单盘容量为100GB的技术也正在研究之中。第3页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光存储特点：（2）存储寿命长、功能多样化：光存储是利用精细聚焦能量密集的激光束，通过厚度为0.6或1.2的盘基，对密封在保护层之间的记录介质的相互作用来实现数据写入、读取与擦除的。

3、盘基及记录介质均由性能稳定的材料制成，在常温环境下数据保存寿命在100年以上，而且可根据不同用途挑选不同的介质制成只读、一次写入、可直接重写等不同功能的光盘。相应的光盘驱动器(光盘机)也可以设计成单一功能或多功能的系统,以满足不同用途的需要。第4页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光存储特点：（3）生产成本低廉、数据复制工艺简单、效率高。目前光盘盘片和光盘机的生产技术都已成熟。盘基用有机高分子材料注塑而成。只读盘上的信息是在注塑过程中模压在盘基上的。复制过程中盘片所需的加工周期仅2秒左右。按现有设备工艺材料水平计算，只读光盘每兆字节的生产成本低于0.1分人民币。一

4、次写入光盘每兆字节的成本也仅0.2分是最廉价的信息记录载体，已经成为计算机标准外设和常规的家用电器。第5页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：CD-R 英文全称为：compact diskrecordable.中文意思为一次性可写光盘。光盘刻录原理，是借助于高功率激光照射CD-R光盘的染料层，使其产生化学变化；而所谓化学变化，即表示再也无法恢复到原来的状态，所以CD-R光盘片，只能写入一次，不能重复写入，而由刻录机照射染料层所产生之化学变化所造成CD-R光盘片平面产生之凹洞 (Pit)，而在一般光驱读取这些平面(Land)与凹洞(Pit)所产生的0与1的讯

5、号， 经过译码器分析后，组织成我们想要看或听的资料 第6页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：CD-RW 英文全称为：CD ReWritable。为一种可以重复写入的光盘。刻录机除了能刻录CD-RW光盘之外，理所当然也有向前整合的功能，也就是说，刻录机也能刻录一般的CD-R光盘。CD-RW比CD-R多一层一层200500埃(1埃=10-8cm)的薄膜，而此种薄膜的材质多为银，铟，硒或碲的结晶层，这个结晶层的特色是能呈现出结晶与非结晶的状态。因此激光的照射后，使这两种状态之间相互转换，而这两种状态也在光盘片上呈现出平面(Land)与凹洞(Pit)的效果。同样

6、的，而在一般光驱读取这些平面(Land)与凹洞(Pit)所产生的0与1的讯号，经过译码器分析后，组织成我们想要看或听的资料 第7页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：CD-R刻录盘与CD-RW刻录盘有什么差异呢？1.但是由于度层材料的特性(状态改变的次数有限制，大约为一千次)而且此类材质对于激光的反射率较差，大约只有15%，不及于CD-R光盘片的65%，所以光驱必须要具有Multi-read的功能才能读取CD-RW光盘片。2.CD-RW可重复刻录1000次，对于一些时常更新资料的使用者而言，是非常方便的。第8页，共29页，2022年，5月20日，3点46分

7、，星期一光存储原理光盘知识：DVD 是英文Digital VideoDisc 与 Digital Versatile Disc的缩写，即数字视频光盘或数字多用途的光盘，它利用MPEG2的压缩技术来储存影像，也可以满足人们对大存储容量、高性能的存储媒体的需求。DVD光盘不仅已在音/视频领域内得到了广泛应用，而且将会带动出版、广播、通信、WWW等行业的发展。它的用途非常广泛，这一点可以从它设定的五种规格中看出来 ：第9页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：DVDROM电脑软件只读光盘，用途类似CDROM；DVDVideo家用的影音光盘，用途类似LD或Video

8、 CD；DVDAudio音乐盘片，用途类似音乐CD；DVDR（或称DVDWriteOnce)限写一次的DVD，用途类似CDR；DVDRAM(或称DVDRewritable)可多次读写的光盘，用途类似MO。第10页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：与CD相比，DVD具有以下的几项优势：1、大容量和快速读取大多DVD与一般CD的大小相同，直径约12公分（也有8公分的），由二个厚度各为0.6mm的基质层粘贴而成，采用多面多层的技术，即每一面光盘可以储存双层信息，一张光盘最多可有四面的储存空间，DVD利用聚焦更集中的红光镭射提高了每单位面积的储存密度，因此可说其

9、储存空间是空前的大。此外，利用较短波长的镭射和较密集的信息坑制作，可以使单层DVD的最大读取率达 11.08 Mbit/sec，相当于八倍速的光盘机。第11页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：与CD相比，DVD具有以下的几项优势：2、高分辨率的视频：采用MPEG2标准影像压缩技术的DVD，其分辨率可达720480，远超过VCD的352240。MPEG2具有可弹性调整视频读取率的能力，因此可以在保有原画面品质的情况下，大量节省信息的储存空间。此外，DVD player内建的Letterbox和Pan and Scan的显示模式还可调整16:9或4:3电视的

10、画面宽高比例。 第12页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：与CD相比，DVD具有以下的几项优势：3、高传真的音质DVD可利用更精确的取样精度转换类比信息，并且将传统的二声道扩充至5.1声道，让人们真正进入多声道的世界。第13页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘知识：蓝盘(Blue-Ray Disc) 为了适应人们不断对大容量存贮的需求，2002年9家国际主流电子巨头（9C；Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philips、Tohomson、Samsung、LGE）共同发表有关High De

11、finition DVD（HD-DVD）的Blu-Ray Disc规格。Blu-Ray Disc采用蓝色激光的技术，因此也称为蓝光光盘，它提供更快速、更高容量的储存媒体，让家庭娱乐有更多精致及不同的选择。 第14页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘格式：数据光盘：通常有一个区段(Session)，一条光轨（Track）。也可以用多个区段、多条光轨。光盘有目录结构。软件商出版的软件光盘一般都是一个区段一条光轨。电脑爱好者在多次刻录时，可能会采用多条光轨，甚至不止一个区段。由于区段之间需要保留13MB的空间，造成CD-R盘片空间的浪费，因此，一般不采用多个区段刻录

12、。 第15页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘格式：音乐光盘 ：是CD-DA格式。其光轨的特点是有一个区段，多条光轨(一个曲目，对应一条光轨)。不设目录结构。第16页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘格式：视频光盘 ：常用的是VCD和SVCD。视频光盘的光轨特点是：光盘内有一个区段，多个光轨。设有目录结构，即VCD文件系统。文件系统放在第一条光轨。其后，每条光轨对应一个视频片段。在标准的视频光盘中，音乐素材，要么融合在动态画面中，要么配有静止图像，并以视频光盘格式保存。 VCD碟片有一个区段，三条光轨。第一条光轨是VCD的文件

13、系统，第二、第三条才是VCD的节目内容。这是比较典型的结构，第二光轨用于储存版权声明、出版公司的徽标等视频资料，第三条光轨才是故事片的全部内容。 第17页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘格式：CD扩展光盘 ：光盘内有两个区段，第一个区段用于储存音乐，一条光轨对应一首歌曲或音乐，所以可以有多条光轨。第二个区段储存数据，是数据光盘结构。 需要说明的是，数据目录中CDPlus和Pictures这两个目录是制作CD-EX光盘时自动生成的，是CD-Extra光盘的结构数据。光盘中的音乐能被CD唱机播放，因为CD唱机只读光盘的第一个区段，而电脑则先读最后一个区段。 第1

14、8页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘格式：混合光盘 ：合光盘（Mixed-Mode CD）的光轨特点是：光盘内有一个区段，区段内可以有多条光轨。数据总是在第一条光轨，第二条光轨开始用于储存音乐。一条光轨对应一首音乐。第19页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘文件系统：ISO 9660 ：ISO 9660标准内有3层透通性(Interchange)，只有第1层支援大多数的操作系统，第1层要求每个档案的资料必须是连续不中断的方式存放於CD上，每个档案内容不可分开存放或与其他档案交错，档名必须符合英文 A 到 Z，数字 0 到 9

15、 和底线_所组成的字集，而且格式必须依照DOS的规定，8 个字元的主档名与 3 个字元的副档名。第2层则是可以采用任何的字元作为档名，包括使用超过 8+3 个字的长档名，但是档案的内容亦不可中断，交错或是分开存放。在第3层则是不受任何的限制。在所有的三层规定中，ISO9660档案系统规定均不可使用超过8层的目录结构。 第20页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘文件系统：UDF（Universal Disc Format） ：它采用标准的封装写入技术（PW，Packet Writing）将CD-R/CD-RW当作硬盘使用，用户可以在光盘上修改和删除文件。利用UD

16、F格式进行刻录时，刻录软件向将数据打包，并在内存中临时建立一个特殊文件目录表，同时接管系统对光盘的访问。被删除的文件或文件中被修改的部分仍然存在CD-R中，修改后的部分则以单独的数据块写入光盘，在内存的目录表中，通过设定允许和不允许访问以及特殊链接等重定向寻址方法将数据重新组合，让系统找不到老数据，或让新数据替换老数据，从而达到删除与修改的目的。当用户结束操作后，便将新的目录表写回光盘，并记录下操作内容，以便光盘日后的读取和数据恢复。 第21页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘加密：外壳保护技术 ：所谓“外壳”就是给可执行的文件加上一个外壳。用户执行的实际上是

17、这个外壳的程序，而这个外壳程序负责把用户原来的程序在内存中解开压缩，并把控制权交还给解开后的真正的程序，由于一切工作都是在内存中运行，用户根本不知道也不需要知道其运行过程，并且对执行速度没有什么影响。如果在外壳程序中加入对软件锁或钥匙盘的验证部分，它就是我们所说的外壳保护了。其实外壳保护的作用还不止于此，在Internet上面有很多程序是专门为加壳而设计的，它对程序进行压缩或根本不压缩，它的主要特点在于反跟踪，保护代码和数据，保护你的程序数据的完整性。 第22页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘加密：光盘狗技术 ：一般的光盘保护技术需要制作特殊的母盘，进而改动

18、母盘机，这样实施起来费用高不说，而且花费的时间也不少。针对上述的缺点，光盘狗技术不在母盘制造上动手脚，因此我们可以自由选择光盘厂来压制光盘。该保护技术能通过识别光盘上的特征来区分是原版盘还是盗版盘。该特征是在光盘压制生产时自然产生的，即由同一张母盘压出的光盘特征相同，而不同的母盘压制出的光盘即便盘上内容完全一样，盘上的特征也不一样。 第23页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘加密：CSS保护技术 ：中文含义为数据干扰系统。该技术的主要工作思路就是将全球光盘设置为6个区域，并对每个区域进行不同的技术保护，只有具备该区域解码器的光驱才能正确处理光盘中的数据。使用该

19、技术保护时，首先需要将所有存入光盘的信息经过编码程序来处理一下，而要访问这些经过编码的数据，必须要先对这些数据进行解码。 第24页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘加密：CPPM保护技术 ：该技术的中文含义为预录媒介内容保护技术，该技术一般用于DVD-Audio。该技术取代了CSS保护技术，它通过在盘片的导入区放置密钥来对光盘进行保护，但在sector header中没有title密钥，盘片密钥由album identifier取代。该技术的鉴定方案与CSS相同，因此现有设备无须任何改动。第25页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理

20、光盘加密：DCPS保护技术 ：该技术的中文含义为数字拷贝保护系统技术，它的主要作用是让各部件之间进行数字连接，但不允许进行数字拷贝。有了该项保护技术，以数字方式连接的设备，如DVD播放机和数字电视或数字录象机，就可以交换鉴证密钥建立安全的通道。DVD播放机对已编码的音频/视频信号进行保护，然后发送给接收设备，由接收设备进行解密。这就防止那些未鉴证的已连接设备窃取信号。无须拷贝保护的内容则不进行保护。新内容和含有更新的密钥和列表（用来识别非认证设备）的新设备也可获得安全特性。第26页，共29页，2022年，5月20日，3点46分，星期一光存储原理光盘加密：CPRM保护技术 ：CGMS技术也叫内容拷贝管理技术，该技术主要是用来防止光盘的非法拷贝的。该技术主要是