第6章光盘和光盘驱动器

第6章

光盘和光盘驱动器6.1光存储6.2光驱的分类及性能指标6.3光驱使用的注意事项6.4主流的光驱产品6.5发展趋势6.1光存储6.1.1光存储的诞生6.1.2光存储原理6.1.3光盘的分类6.1.1光存储的诞生在过去（386以前）计算机之间的数据交换只能用软盘，因为那个年代（1993年前后）还没有现在这么发达的网络环境，也没有像闪盘或移动硬盘那么大容量的移动存储设备。而当时主要的移动存储设备软盘也有容量小（1.2/1.44MB）、速度慢（几十KB/S）、可靠性差的诸多缺点。光盘（光驱）的诞生基本解决了这些问题。6.1.2光存储原理在过去，无论是硬盘还是软磁盘，它们都是能过改变电信号来形成变化的磁场来实现数据记录（存储）的。那么光盘又是怎么记录数据的呢？为此我们就以CD光盘为例来了解光盘的构造。

我们常用的CD光盘非常薄，只有1mm的样子，但却包括了基板、记录层、反射层、保护层、印刷层5个层。Cd光盘的5个层我们看一下分别起什么作用1）基板它是各功能性结构的载体，其使用的材料是聚碳酸酯（PC），冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说，基板是无色透明的聚碳酸酯板，在整个光盘中，它不仅是沟槽等的载体，更是整个光盘外壳。CD光盘的基板厚度为1.2mm、直径120mm，中间有孔，呈圆形，它是光盘的外形体现。

在读者的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。不过，对于光盘而言，却交不相同。如果你把光盘比较光滑的一面（激光头面向的一面）朝向你自己，那最表面的一面就是基板。需要说明的是，在基板方面，CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。2）记录层（染料层）这是记录（存储）数据的地方，其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。同于烧（刻）录前后的反射率不同，经由激光读取不同长度的信号时，通过反射率的变化形成0与1信号，借以读取信息。目前市场上存在3大类有机染料，即花菁、酞菁、及偶氮。目前，一次性记录的CD-R光盘主要采用有机染料（酞菁），当此光盘进行烧录时，激光就会对在基板上涂的有机燃料进行烧录，直接烧录成一个接一个的“坑”，这样有“坑”和没有“坑”的就形成了0和1的信号，这一个接一个的“坑”是不能恢复的，也就是当烧成“坑”之后，将永久性地保持现状，这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的0、1信息，就组成了二进制代码，从而表示特定的数据。在这里，需要特别说明的是，对于可重复擦写的CD-RW而言，所涂抹的就不是有机染料，而是某种碳性物质，当激光在烧录时，就不是烧成一个接一个的“坑”，而是改变碳性物质的极性，通过改变碳性物质的极性，来形成特定的0、1代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复改变的，这也就是表示此光盘可以重复擦写。3）反射层这是光盘的第三层，它是反射光驱激光光束的区域，借反射的激光光束读取光盘片中的资料。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。这个比较容易理解，它就如同我们经常用到的镜子一样，此层就代表镜子的银反射层，光线到达此层，就会反射回去。一般来说，我们的光盘可以当成镜子用，就是因为有这一层的缘故。4）保护层它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏，材料为光固化丙烯酸类物质。另外现在市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部分。5）印刷层印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方，这就是光盘的背面。其实，它不仅可以标明信息，还可以起到一定的保护光盘的作用。6.1.3光盘的分类1、CD的诞生CD代表小型镭射盘，是一个用于所有CD媒体格式的一般术语。现在市场上有的CD格式包括声频CD、CD-ROM、CD-ROMXA、照片CD、CD-I和视频CD等。在这多样的CD格式中，最为人们所熟悉的一个或许是声频CD，它是一个用于存储声音信号轨道（如音乐和歌）的标准CD格式。CD是作为音乐传播的一个形式来产生的。因为音频CD的巨大成功，这种媒体的用途逐渐扩大到进行数据储存，目的是数据存档和传递。和各种传统数据储存的媒体如软盘和录音带相比，CD是最适于储存大数量的数据，它可以是任何形式或组合的计算机文件、声频信号数据、照片映像文件，软件应用程序和视频数据。音频CD可存储约1小时的高品质音乐，数据CD可存储最大约670MB的数据。CD有CD-ROM和CD-R两种类型。CD-ROM是只读光盘存储器，在我们买来时就有数据（音频CD、软件CD、VCD等）；CD-R就是人们平常所说的刻录光盘，也就是空白盘，它是用户保存重要文件或交换大容量数据的最佳方式。2、DVDDVD是数字多功能光盘（DigitalVersatileDisc）的简称，也是一种光盘存储器，通常用来存放标准电视机清晰度的电影、高质量的音乐，还具有大容量存储数据的用途。DVD与CD的外观极为相似，它们的直径都是120毫米左右。最常见的DVD，即单面单层DVD的存储容量约为VCD的7倍，达到了4.7GB，这是因为DVD和VCD虽然使用相同的技术来读取深藏于光盘片中的资料（光学读取技术），但是由于DVD的光学读取头（激光头）所产生的光点较小（将原本0.85μm的读取光点大小缩小到0.55μm），因此在同样大小的盘片面积上（DVD和VCD的外观大小是一样的），DVD资料储存的密度便可提高。与CD光盘类似，DVD光盘也有不同的类型。（1）DVD-ROM也是只读光盘存储器，存储容量高达4.7GB。（2）DVD-R就像CD-R一样，都采用有机染料的方法制成，大部分DVD播放器都支持DVD-R，DVD-R容量高达4.7GB。（3）DVD-RW有可反复擦写的特性，它可重写超过1000次。3、蓝光光盘蓝光光盘（BD，Blu-rayDisc）是DVD之后的下一代光盘格式之一，用以存储高品质的影音及高容量的数据存储。蓝光光盘的命名是由于其采用波长405纳米的蓝色激光光束来进行读/写操作（DVD采用650纳米波长的红光读/写器，CD则是采用780纳米波长）。一个单层的蓝光光碟的容量为25GB或是27GB，足够存储一个长达4小时的高清影片。6.2光驱的分类及性能指标6.2.1光驱的分类6.2.2光驱的性能指标光驱也叫光盘驱动器，是计算机用来读/写光盘内容的设备，从Pentium时代开始多媒体技术的广泛应用，使得光驱逐渐成为标准配置。6.2.1光驱的分类光驱在20年的时间里经历了多方面的改进和升级换代，具体可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱（DVD-ROM）、CD刻录机、康宝（COMBO）和DVD刻录机等。1、CD-ROMCD-ROM是最早的光驱，刚开始时的速度十分有限，它只能读取CD光盘上的数据，能过多年的发展它的速度得到大幅提升，最终达到了7800KB/s。2、DVD-ROMDVD-ROM就是常说的DVD光驱，相对CD-ROM来说它的速度较快（最高可达21MB/s），它能读取各种DVD光盘上的数据并向前兼容。3、CD刻录机CD刻录机是在CD-ROM所有功能的基础上增加了刻录CD-R的功能，一般情况下刻录的速度要比读取的速度慢一些。4、康宝（COMBO）说的简单一点，康宝（COMBO）是将CD刻录机和DVD-ROM的功能相结合的设备，能读DVD盘的数据，也能对CD-R盘片进行写入操作。5、DVD刻录机DVD刻录机可以说是全能型的设备，能读取CD和DVD的数据，也可将数据写入CD-R或DVD-R盘上，是目前市场上的主流产品。6.2.2光驱的性能指标1、速度2、CPU占用时间3、高速缓存4、平均访问时间5、稳定性6、接口类型1、速度数据传输速率是光驱最基本的性能指标，CD光驱和DVD光驱的速度都是用基础速度的倍数来描述的，需要注意的是，CD光驱和DVD光驱的基础速度并不相同，具体情况如下：CD光驱：CD光驱的基础速度只有150KB/S，最快的52×光驱的速度为7800KB/S。DVD光驱：DVD光驱的基础速度是CD光驱的9倍，16×DVD的速度高达21MB/S。要说明的一点是各种光驱所标称的速度只是它的最高速度（读取光盘最外圈数据时的瞬时速度），在实际应用中依据数据在光盘上所在位置的不同，读取速度也相差很大。通常情况下越靠外圈的数据读取速度越快，越向里（内）圈的数据读取速度越慢。2、CPU占用时间CPU占用时间指光驱在维持一定的转速和数据传输速率时所占用CPU资源的时间。该指标是衡量光驱性能的一个重要指标，从某种意义上讲，CPU的占用率可以反映光驱的BIOS编写能力。优秀产品可以尽量减少CPU占用率，这实际上是一个编写BIOS的软件算法问题，当然这只能在质量比较好的盘片上才能反映。如果碰上一些磨损非常严重的光盘，CPU占用率自然就会直线上升。3、高速缓存这里所说的缓存与CPU和硬盘的缓存起着相同的作用，同样可以提高光驱的运行速度。4、平均访问时间平均访问时间（AverageAccessTime）即平均寻道时间，作为衡量光驱性能的一个标准，是指光驱的激光头从原来的位置移动到指定的数据区，并把该区上的第一块数据读入高速缓冲所花费的时间。显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好，单位是ms。5、稳定性由于光驱是集机械技术、光电技术为一体的设备，所以工作中的机械运动会使得光驱工作一段时间后其精度有所下降。稳定性是指一部光驱在较长的一段时间（至少一年）内能保持稳定的、较好的读盘能力。6、接口类型光驱根据安装位置的不同有内置光驱和外置光驱两种类型。目前内置光驱全部采用SATA接口，外置光驱则采用USB接口。6.3光驱使用的注意事项（1）光驱在工作时光盘在驱动器内会高速旋转（最高7200rpm），在这种情况下驱动器内的灰尘会在气流作用下飘荡并降落和覆盖到光头组件上，长期的灰尘积累会使光驱的读/写精度和灵敏度大幅下降。所以在使用计算机时尽可能减少灰尘的产生，并做到定期除尘。（2）光驱内