《光电技术应用》情境六　 光电存储技术及产品

情境六光电存储技术及产品任务认识新型光存储产品返回任务认识新型光存储产品任务描述一、光盘存储高密度光盘(ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ)是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质，用聚焦的激光束存储和读取信息，又称激光光盘。对于光存储方式，已有近百年的发展历史。包括全息照相在内的照相术，都属于模拟光存储范畴，它在存储容量、存储密度及传输速率等方面都受到一定限制。随着信息社会的发展，特别是激光的出现和计算机的日益普及，数字光存储技术开始兴起，数字光盘的诞生成为存储技术的一项重大突破。光盘外形如图６－１所示。下一页返回任务认识新型光存储产品二、光盘刻录机光盘刻录机具有存储介质容量大(６４０ＭＢ或更高)、每兆字节成本极低、记录介质在几乎所有计算机上都可用(目前ＣＤ－ＲＯＭ驱动器已成为ＰＣ的标准配置)、记录可靠(碟片理论上可保存１００年以上)等明显的优点，光盘刻录机已成为办公设备的选购焦点。光盘刻录机的外观如图６－２所示。光盘刻录机包括ＣＤ－Ｒ(ＣＤ－Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ)和ＣＤ－ＲＷ(ＣＤ－ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ)。三、光盘刻录机的操作要求实验环境要求:(１)硬件环境:多媒体计算机，光盘刻录机。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品(２)软件环境:Ｗｉｎｄｏｗｓ７/ＸＰ操作系统，Ｎｅｒｏ７.０。(３)耗材准备:可追加型光盘２张，可擦写型光盘１张。(４)素材准备:自备文本、图像、音频、视频、动画等电子文档。相关知识一、光盘存储的发展概述１９７０年，美国物理学家詹姆斯拉塞尔利用光束及“模拟信号转换成数字信号”方案成功发明了世界上第一个光－数字录制与恢复系统。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品１９７２年，荷兰Ｐｈｉｌｉｐｓ公司和美国ＭＣＡ公司研制成功激光电视唱片ＶＤ。１９７４年，Ｔｈｏｍｓｏｎ－ＣＳＦ和Ｌｅｎｉｔｈ公司研制成功透射式激光电视唱片。１９７９年，荷兰Ｐｈｉｌｉｐｓ公司研制成数字式写后直读ＤＲＡＷ(ＤｉｒｅｃｔＲｅａｄＡｆｔｅｒＷｒｉｔｅ)光盘。１９８０年，Ｓｏｎｙ和Ｐｈｉｌｉｐｓ公司制定了ＣＤ－ＤＡ(ＤｉｇｉｔａｌＡｕｄｉｏ)的红皮书标准，规定了一张数字音乐光盘的大小(１２０ｍｍ直径)、容量和数字编码标准。１９８２年，Ｓｏｎｙ公司率先推出世界上第一个商用的音乐数字光盘播放器(ＣＤＰ－１０１)。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品１９８３年，Ｓｏｎｙ和Ｐｈｉｌｉｐｓ公司制定了ＣＤ－ＲＯＭ(ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ)的黄皮书标准，将光盘里存放的内容予以扩充，制定了计算机数据在光盘里面的存放规范。１９８５年，Ｐｈｉｌｉｐｓ公司和Ｓｏｎｙ公司合作推出世界上第一个用于计算机的只读式光盘驱动器。１９８６年，Ｐｈｉｌｉｐｓ公司制定了ＣＤ－Ｉ(Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ)的绿皮书标准，在ＣＤ－ＲＯＭ规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。１９８７年，Ｓｏｎｙ和Ｐｈｉｌｉｐｓ公司发明一次写入多次读出ＷＯＲＭ(ＷｒｉｔｅＯｎｃｅＲｅａｄＭａｎｙ)光盘。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品１９９０年，光盘进入可记录模式，基于橙皮书标准的ＣＤ－Ｒ(Ｒｅｃｏｒｄａ￣ｂｌｅ)光盘实际上没有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数据写入空白的ＣＤ－Ｒ盘片上。１９９４年，制定了保存视频和音频数据的白皮书标准，第一次将７４ｍｉｎ长的动态连续视频数据和声音数据存放在ＶＣＤ(ＶｉｄｅｏＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ)光盘中。基于蓝皮书标准的Ｅ－ＣＤ(Ｅｈａｎｃｅｄ)光盘，采用多层记录方式，将ＣＤ－ＤＡ数据和ＣＤ－ＲＯＭ数据分成了两个数据段，第一段记录ＣＤ－ＤＡ音频数据，第二段记录有关的ＣＤ－ＲＯＭ数据。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品１９９５年，数字视频光盘(ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＤｉｓｃ，ＤＶＤ)采用波长更短(６３５/６５０ｎｍ)的红色激光(ＣＤ为７８０ｎｍ)、更有效的调制方式和更强的纠错方法，具有更高的道密度和位密度，并支持双层双面结构。二、光盘的分类１.只读存储光盘(ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ)ＲＯＭ光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从ＲＯＭ读取信息，而不能往盘上写信息，包括ＣＤ－ＲＯＭ、ＶＣＤ、ＤＶＤ。２.一次写入多次读出光盘(ＷｒｉｔｅＯｎｃｅＲｅａｄＭａｎｙ，ＷＯＲＭ)上一页下一页返回任务认识新型光存储产品ＷＯＲＭ光盘一次写入内容，以后成为ＲＯＭ光盘，包括ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ－Ｒ。３.可擦重写光盘(ＲｅＷｒｉｔｅ，ＲＷ)可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入信息。４.直接重写光盘(ＯｖｅｒＷｒｉｔｅ，ＯＷ)直接重写光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束激光，一次动作，擦掉信息的同时写入信息。三、光盘存储的特点１.存储密度高上一页下一页返回任务认识新型光存储产品２.数据传输速率高３.存储寿命长４.信息位价格低５.更换容易四、ＣＤ－ＲＯＭ光盘系统的存储原理ＣＤ－ＲＯＭ盘片是多媒体信息的载体。ＣＤ－ＲＯＭ驱动器通过连线与计算机相连，主要任务是完成对ＣＤ－ＲＯＭ盘片上的数据读取。ＣＤ－ＲＯＭ盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为１２０ｍｍ，中心定位孔为１５ｍｍ，厚度为１.２ｍｍ。ＣＤ－ＲＯＭ盘片用单面存储数据，另一面用来印刷商标。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品如图６－３所示，ＣＤ－ＲＯＭ盘片的最上层即第一层是涂了漆的保护层，该层上印有商标。第二层是铝反射层，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。第三层是用聚碳酸酯压制的透明衬底，同时压制出的预刻槽用来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。如图６－４所示，ＣＤ盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是同心环光道，而是螺旋形光道。ＣＤ盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的线速度是恒定的，即光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。ＣＤ－ＲＯＭ光盘的信息是以沿着盘面由内向外螺旋形信息轨道(光道)的一系列凹坑的形式存储的。光道上不论是内圈还是外圈，各处的存储密度是一样的，光道共２２１８８圈(每毫米约６００圈)，长度可达５.６ｋｍ。光道的间距为１.６μｍ，最小的凹坑长度为０.８３μｍ，光道上凹坑深约为０.１２μｍ，如图６－５所示。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品五、光盘刻录机刻录光盘的原理１.结构ＣＤ－ＲＯＭ刻录机的结构包括:激光头:是ＣＤ－ＲＯＭ驱动器的主要部件，其功能是利用凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号。激光头是ＣＤ系统的核心部件之一，它由光电检测器、透镜、激光束分离器、激光管等元件组成，如图６－６所示。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品２.原理刻录机读光盘的原理:ＣＤ－ＲＯＭ驱动器的激光器发出的激光束经透镜整形和聚焦后照在螺旋光道上，对光道进行扫描。从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电检测器上。由光电检测器把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。六、ＤＶＤ光存储系统概述数字视频光盘(ＤＶＤ)，又称数字多用途光盘。ＤＶＤ盘光道之间的间距由ＣＤ的１.６μｍ缩小到０.７４μｍ，而记录信息的最小凹凸坑长度由ＣＤ的０.８３μｍ缩小到０.４μｍ。这是ＤＶＤ盘的存储容量可提高到４.７ＧＢ的主要原因，它的容量是ＣＤ的７倍。其光道对比如图６－７所示。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品七、光盘的保养(１)保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。(２)光盘必须放在专用的容器内保存，而不能把它们堆放或叠放在一起。(３)当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。(４)若光盘脏污，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品八、光盘刻录机的维护(１)选择质量好的盘片。(２)为保证刻盘的成功，避免盘片的报废，建议在刻盘的过程中尽量不要执行其他程序。(３)散热。光盘刻录机功率较大，并且由于刻录的时间会相对较长，不可避免地会有很大的发热量，光盘刻录机过热势必影响内部元件的电气参数，因此安装的时候尽量使光盘刻录机与硬盘等设备远一些。(４)注意光盘刻录机的清洁卫生，防尘、防潮，同时机箱和计算机桌等要放置平稳，避免在光盘刻录机工作时出现振动和摇摆。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品(５)在平时的使用过程中，尽量不要用光盘刻录机去听歌、看ＶＣＤ、安装软件、复制数据等读盘工作，这些工作应交给普通光驱去完成。(６)在刻录的过程中，不要对光盘刻录机面板按键进行任何操作，特别是弹出仓门按钮。若在刻录过程中弹出仓门按钮，轻则盘片报废，重则损坏机芯和激光头。(７)要使用电压稳定的电源，并保证不能断电ꎻ否则会导致刻录过程中断。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品(８)要注意尽量避免多任务操作，即使软件和硬件允许并支持该功能。已经运行的其他应用软件也应先关闭掉。(９)要注意计算机自身的运行稳定性ꎻ否则会出现“非法操作”等错误。(１０)尽量避免连续长时间使用刻录机ꎻ否则会导致刻录机工作不稳定。(１１)要避免在刻录时产生振动ꎻ否则会导致刻录失败。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品任务计划１.光盘刻录机的安装ＵＳＢ接口光盘刻录机和ＩＤＥ接口光盘刻录机分别是外置式光盘刻录机与内置式光盘刻录机的典型代表。ＵＳＢ接口光盘刻录机的安装与其他ＵＳＢ设备的安装一样。ＩＤＥ接口光盘刻录机的安装与普通内置硬盘的安装一样，只是要设定好主从跳线设置。２.驱动程序的安装在ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ/７操作系统下，ＩＤＥ光盘刻录机和ＵＳＢ光盘刻录机都可以自动找到。其他系统如需安装驱动程序，按程序操作提示安装。上一页下一页返回任务认识新型光存储产品安装后，在“我的电脑”属性里查看“设备管理器”，应出现相