1、多媒體技術1. 存儲設備存儲設備2. 音頻接口音頻接口3. 視頻接口視頻接口4. 多媒體多媒體I/O設備設備1. 存儲設備存儲設備1. 1 分類分類存儲設備有各種類型，硬盤，軟盤，光盤等等，根據(jù)這些存儲設備存儲原存儲設備有各種類型，硬盤，軟盤，光盤等等，根據(jù)這些存儲設備存儲原理的不同，可以分為磁存儲介質(zhì)和光存儲介質(zhì)兩大類。理的不同，可以分為磁存儲介質(zhì)和光存儲介質(zhì)兩大類。磁介質(zhì)：軟盤，硬盤，磁帶，磁介質(zhì)：軟盤，硬盤，磁帶，ZIP等等光介質(zhì)：光介質(zhì)：CD-ROM,DVD等等1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID技術廉價磁盤冗余陣列）技術廉價磁盤冗余陣列）redundant

2、 array of independent disks或或redundant array of inexpensive disks這種方法在容量，吞吐速度，可靠性方面都有所提高。這種方法在容量，吞吐速度，可靠性方面都有所提高。 RAID是多個磁盤的一組陣列，數(shù)據(jù)分布在多個驅(qū)動器上以獲得容錯性、大是多個磁盤的一組陣列，數(shù)據(jù)分布在多個驅(qū)動器上以獲得容錯性、大存儲容量及性能的改進。存儲容量及性能的改進。RAID技術并不是一個新的概念，他源于大型主機技術并不是一個新的概念，他源于大型主機的冗余、容錯等思想。的冗余、容錯等思想。 1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID子系統(tǒng)：由

3、多個用單個控制器操作的子系統(tǒng)：由多個用單個控制器操作的 小型磁盤驅(qū)動器小型磁盤驅(qū)動器 構成，這些驅(qū)構成，這些驅(qū)動器對主機來說，象一個單一的驅(qū)動器。動器對主機來說，象一個單一的驅(qū)動器。也就是說，從主機方面來看，邏輯上把它們看作一個驅(qū)動器物理上是多也就是說，從主機方面來看，邏輯上把它們看作一個驅(qū)動器物理上是多個小驅(qū)動器）。很大的驅(qū)動器要維持與較小的驅(qū)動器相同的性能水平就需個小驅(qū)動器）。很大的驅(qū)動器要維持與較小的驅(qū)動器相同的性能水平就需要更昂貴的驅(qū)動器電子設備。使用廉價磁盤冗余陣列可以在低成本的情況要更昂貴的驅(qū)動器電子設備。使用廉價磁盤冗余陣列可以在低成本的情況下提高整體磁盤存儲容量。下提高整體磁盤

4、存儲容量。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID中吞吐量速度的提高通過把讀寫操作并行地分布在多個磁盤驅(qū)動器上中吞吐量速度的提高通過把讀寫操作并行地分布在多個磁盤驅(qū)動器上實現(xiàn)，這一過程稱為數(shù)據(jù)劃分實現(xiàn)，這一過程稱為數(shù)據(jù)劃分data striping）。）。它使數(shù)據(jù)分離在多個驅(qū)動器上，這樣一個單一的它使數(shù)據(jù)分離在多個驅(qū)動器上，這樣一個單一的I/O請求的不同部分就可以請求的不同部分就可以由多個磁盤平行地來服務。由多個磁盤平行地來服務。很明顯，這種方法有一個很大的問題：數(shù)據(jù)分布在不同的驅(qū)動器上，如果很明顯，這種方法有一個很大的問題：數(shù)據(jù)分布在不同的驅(qū)動器上，如果沒有額外的冗余

5、度，數(shù)據(jù)就會有更大的危險，危險性將隨磁盤數(shù)目而翻倍。沒有額外的冗余度，數(shù)據(jù)就會有更大的危險，危險性將隨磁盤數(shù)目而翻倍。任何一個磁盤的失敗都能導致讀或?qū)憯?shù)據(jù)的失敗。所以在任何一個磁盤的失敗都能導致讀或?qū)憯?shù)據(jù)的失敗。所以在RAID技術中增加技術中增加了一些冗余。了一些冗余。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備目前已經(jīng)開發(fā)出若干不同的目前已經(jīng)開發(fā)出若干不同的RAID方式以滿足不同的需要。方式以滿足不同的需要。RAID系統(tǒng)的類型習慣上用系統(tǒng)的類型習慣上用“層來表示，它們的定義如下：層來表示，它們的定義如下： 0層：磁盤劃分層：磁盤劃分 1層：磁盤鏡像法層：磁盤鏡像法 2層：數(shù)據(jù)的位

6、交錯層：數(shù)據(jù)的位交錯 3層：具有奇偶校驗的驅(qū)動器的位交錯層：具有奇偶校驗的驅(qū)動器的位交錯 4層：具有奇偶校驗的驅(qū)動器的數(shù)據(jù)扇區(qū)交錯層：具有奇偶校驗的驅(qū)動器的數(shù)據(jù)扇區(qū)交錯 5層：數(shù)據(jù)的塊交錯層：數(shù)據(jù)的塊交錯使用使用RAID系統(tǒng)的主要目的：系統(tǒng)的主要目的：磁盤系統(tǒng)的熱后備磁盤系統(tǒng)的熱后備較低成本的大容量存儲在目前大容量磁盤出現(xiàn)后這一優(yōu)勢正被減弱）較低成本的大容量存儲在目前大容量磁盤出現(xiàn)后這一優(yōu)勢正被減弱）較低成本的更高性能較低成本的更高性能數(shù)據(jù)恢復的便捷性數(shù)據(jù)恢復的便捷性高的高的MTBF并不是所有的并不是所有的RAID系統(tǒng)都具有這些性能，性能的改進取決于應用程序和系統(tǒng)都具有這些性能，性能的改進取決

7、于應用程序和RAID系統(tǒng)的類型。系統(tǒng)的類型。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 0層層磁盤劃分技術磁盤劃分技術RAID 0含有連接在一個單個磁盤控制器上的多個驅(qū)動器。含有連接在一個單個磁盤控制器上的多個驅(qū)動器。數(shù)據(jù)被劃分為橫跨多驅(qū)動器最少兩個物理驅(qū)動器的分布的數(shù)據(jù)段。數(shù)據(jù)被劃分為橫跨多驅(qū)動器最少兩個物理驅(qū)動器的分布的數(shù)據(jù)段。通過橫跨驅(qū)動器來分散數(shù)據(jù)，磁盤劃分技術為寫或檢索數(shù)據(jù)塊的應用程序通過橫跨驅(qū)動器來分散數(shù)據(jù)，磁盤劃分技術為寫或檢索數(shù)據(jù)塊的應用程序提供了高的傳輸速率。提供了高的傳輸速率。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備1. 存儲設備存儲設

8、備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備控制器磁盤1磁盤5磁盤4磁盤2磁盤305104914381327121611段段RAID 0RAID 0RAID 0層層磁盤劃分技術磁盤劃分技術RAID 0 層最初被設計用來改善性能，并不提供任何數(shù)據(jù)冗余度。層最初被設計用來改善性能，并不提供任何數(shù)據(jù)冗余度。這種方法不提供數(shù)據(jù)冗余度或容錯，而且還有另一個主要的缺點：如果一這種方法不提供數(shù)據(jù)冗余度或容錯，而且還有另一個主要的缺點：如果一個驅(qū)動器出故障，整個驅(qū)動器系統(tǒng)就不能運行。因為數(shù)據(jù)通過所有的驅(qū)動個驅(qū)動器出故障，整個驅(qū)動器系統(tǒng)就不能運行。因為數(shù)據(jù)通過所有的驅(qū)動器被劃分，而如果有一個中間段不能被使用，整個數(shù)據(jù)就

9、不能被存取。器被劃分，而如果有一個中間段不能被使用，整個數(shù)據(jù)就不能被存取。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 0層層磁盤劃分技術磁盤劃分技術RAID 0 技術和單個驅(qū)動器相比，性能改善的實現(xiàn)是通過使磁盤的讀寫操作技術和單個驅(qū)動器相比，性能改善的實現(xiàn)是通過使磁盤的讀寫操作相重疊。相重疊。由于數(shù)據(jù)被寫入驅(qū)動器的緩沖區(qū)比被寫入磁盤驅(qū)動器的物理介質(zhì)要快得多，由于數(shù)據(jù)被寫入驅(qū)動器的緩沖區(qū)比被寫入磁盤驅(qū)動器的物理介質(zhì)要快得多，控制器只需把數(shù)據(jù)段寫入驅(qū)動器緩沖區(qū)，然后移向下一段的下一個驅(qū)動器?？刂破髦恍璋褦?shù)據(jù)段寫入驅(qū)動器緩沖區(qū)，然后移向下一段的下一個驅(qū)動器。所以對于整體性能來說

10、，物理介質(zhì)的速度很少被考慮。所以對于整體性能來說，物理介質(zhì)的速度很少被考慮。實際達到的性能取決于控制器的設計和它如何管理磁盤的讀和寫。實際達到的性能取決于控制器的設計和它如何管理磁盤的讀和寫。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 1層層磁盤鏡像技術磁盤鏡像技術在這種方法中，每個驅(qū)動器都有一個鏡像驅(qū)動器，這些驅(qū)動器被連接到一在這種方法中，每個驅(qū)動器都有一個鏡像驅(qū)動器，這些驅(qū)動器被連接到一個單個磁盤控制器上。所有寫在主驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)同時也被寫在它的鏡像個單個磁盤控制器上。所有寫在主驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)同時也被寫在它的鏡像驅(qū)動器上，也就是說鏡像驅(qū)動器總是包含復制的數(shù)據(jù)。驅(qū)動器上

11、，也就是說鏡像驅(qū)動器總是包含復制的數(shù)據(jù)。特點特點: 通過這種設計實現(xiàn)了完全的數(shù)據(jù)冗余。這種方法較為昂貴。但可靠通過這種設計實現(xiàn)了完全的數(shù)據(jù)冗余。這種方法較為昂貴。但可靠性很高。讀可以通過重疊來提高速度。例如，當主驅(qū)動器查找一個數(shù)據(jù)塊性很高。讀可以通過重疊來提高速度。例如，當主驅(qū)動器查找一個數(shù)據(jù)塊時，鏡像驅(qū)動器可以開始查找下一個請求的數(shù)據(jù)塊，這就減少了查找等待時，鏡像驅(qū)動器可以開始查找下一個請求的數(shù)據(jù)塊，這就減少了查找等待時間。時間。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備控制器RAID 1RAID 1段0段0寫到兩個上的同

12、一段主驅(qū)動器主驅(qū)動器鏡像驅(qū)動器鏡像驅(qū)動器RAID 2層層數(shù)據(jù)位交錯技術數(shù)據(jù)位交錯技術RAID 2 層磁盤系統(tǒng)包括被連接在一個磁盤陣列控制器上的多驅(qū)動器的陣列，層磁盤系統(tǒng)包括被連接在一個磁盤陣列控制器上的多驅(qū)動器的陣列，連接是通過一個連接是通過一個SCSI通道或多個通道或多個SCSI通道實現(xiàn)的。通道實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)是一次寫一位，它是橫跨多驅(qū)動器的位交錯存取和使用多校驗磁盤來數(shù)據(jù)是一次寫一位，它是橫跨多驅(qū)動器的位交錯存取和使用多校驗磁盤來檢測和糾正錯誤的。磁盤驅(qū)動器以和主軸同步的方式并行操作。對主機來檢測和糾正錯誤的。磁盤驅(qū)動器以和主軸同步的方式并行操作。對主機來說，驅(qū)動器陣列就像一個驅(qū)動器。說，驅(qū)動

13、器陣列就像一個驅(qū)動器。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備陣列控制器A1B1RAID 2RAID 2A5B5A4B4A3B3A2B2PaPb主適配器A1A5跨驅(qū)動器位交錯A1A5跨驅(qū)動器位交錯存放校驗數(shù)據(jù)存放校驗數(shù)據(jù)的驅(qū)動器的驅(qū)動器RAID 2層層數(shù)據(jù)位交錯技術數(shù)據(jù)位交錯技術錯誤的校驗和校正需要附加的驅(qū)動器，驅(qū)動器的數(shù)量取決于錯誤校正算法。錯誤的校驗和校正需要附加的驅(qū)動器，驅(qū)動器的數(shù)量取決于錯誤校正算法。位交錯技術經(jīng)常被用于超級計算機，以便同時提供大數(shù)據(jù)量存儲和提高系位交錯技術經(jīng)常被用于超級計算機，以便同時提供大數(shù)據(jù)量

14、存儲和提高系統(tǒng)各個方面包括速度和容錯性等方面的性能。統(tǒng)各個方面包括速度和容錯性等方面的性能。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 2層層數(shù)據(jù)位交錯技術數(shù)據(jù)位交錯技術RAID 2層使用了一個復雜的錯誤檢測和校正方法。主要缺點是錯誤校正需層使用了一個復雜的錯誤檢測和校正方法。主要缺點是錯誤校正需要多驅(qū)動器，是一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的昂貴的方法，增加了成本。要多驅(qū)動器，是一種實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余的昂貴的方法，增加了成本。另一方面，特別是在多媒體系統(tǒng)中，很多數(shù)據(jù)并不需要如此高的校正錯誤，另一方面，特別是在多媒體系統(tǒng)中，很多數(shù)據(jù)并不需要如此高的校正錯誤，如很多格式的音頻和視頻數(shù)據(jù)，偶爾的錯

15、誤并不會影響整個數(shù)據(jù)文件的使如很多格式的音頻和視頻數(shù)據(jù)，偶爾的錯誤并不會影響整個數(shù)據(jù)文件的使用。用。另一個缺點是驅(qū)動器上的每個扇區(qū)都和其他驅(qū)動器上的扇區(qū)相聯(lián)系以共同另一個缺點是驅(qū)動器上的每個扇區(qū)都和其他驅(qū)動器上的扇區(qū)相聯(lián)系以共同形成單個存儲單元，也就是說，即使只存儲很少的數(shù)據(jù)，也要用多個扇區(qū)形成單個存儲單元，也就是說，即使只存儲很少的數(shù)據(jù)，也要用多個扇區(qū)以橫跨多個驅(qū)動器，這導致了存儲的浪費。以橫跨多個驅(qū)動器，這導致了存儲的浪費。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 2層層數(shù)據(jù)位交錯技術數(shù)據(jù)位交錯技術在性能和應用方面：不適合用于每個傳輸數(shù)據(jù)尺寸都很小的傳輸處理。在性能

16、和應用方面：不適合用于每個傳輸數(shù)據(jù)尺寸都很小的傳輸處理。實際上，由于錯誤校正方法的速度慢和麻煩，且每個讀寫操作必須在每個實際上，由于錯誤校正方法的速度慢和麻煩，且每個讀寫操作必須在每個磁盤被檢測，磁盤被檢測，RAID 2 層在實際中并不常用。層在實際中并不常用。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 3層層并行磁盤陣列并行磁盤陣列 在在RAID 3層驅(qū)動器中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)也是橫跨多驅(qū)動器的位或字節(jié)交錯存放。層驅(qū)動器中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)也是橫跨多驅(qū)動器的位或字節(jié)交錯存放。它比它比RAID 2層效率更高，因為在數(shù)據(jù)流中寫入奇偶校驗位，代替全漢明碼層效率更高，因為在數(shù)據(jù)流中寫入奇偶校驗

17、位，代替全漢明碼錯誤檢測和校正。并行操作。錯誤檢測和校正。并行操作。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 4層層扇區(qū)交錯技術扇區(qū)交錯技術扇區(qū)交錯技術：把連續(xù)扇區(qū)的數(shù)據(jù)寫到不同的驅(qū)動器上。扇區(qū)交錯技術：把連續(xù)扇區(qū)的數(shù)據(jù)寫到不同的驅(qū)動器上。RAID 4層使用多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器并通常用一個專用奇偶校驗驅(qū)動器。層使用多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器并通常用一個專用奇偶校驗驅(qū)動器。和和RAID 3主要的不同之處：在這種方法中數(shù)據(jù)被分散且交錯存儲在多個驅(qū)主要的不同之處：在這種方法中數(shù)據(jù)被分散且交錯存儲在多個驅(qū)動器的扇區(qū)。數(shù)據(jù)在扇區(qū)這個層次上交錯。（數(shù)據(jù)塊的第一個扇區(qū)被寫入動器的扇區(qū)。數(shù)據(jù)在扇區(qū)這個層

18、次上交錯。（數(shù)據(jù)塊的第一個扇區(qū)被寫入第一個驅(qū)動器，第二個扇區(qū)被寫入第二個驅(qū)動器，如此下去）。第一個驅(qū)動器，第二個扇區(qū)被寫入第二個驅(qū)動器，如此下去）。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 5層層塊交錯技術塊交錯技術在在RAID 5層，和所有別的層，和所有別的RAID系統(tǒng)一樣，多個驅(qū)動器連接在一個磁盤陣系統(tǒng)一樣，多個驅(qū)動器連接在一個磁盤陣列控制器上。列控制器上。與與RAID 4層數(shù)據(jù)按扇區(qū)交錯不同，層數(shù)據(jù)按扇區(qū)交錯不同，RAID 5層中數(shù)據(jù)是按塊交錯存儲。層中數(shù)據(jù)是按塊交錯存儲。另一個很大的不同點是，另一個很大的不同點是，RAID 5層不用專用的奇偶校驗驅(qū)動器。取而帶之

19、層不用專用的奇偶校驗驅(qū)動器。取而帶之的是奇偶校驗數(shù)據(jù)被分散在數(shù)據(jù)流中，并且是橫跨多個驅(qū)動器分布的。也的是奇偶校驗數(shù)據(jù)被分散在數(shù)據(jù)流中，并且是橫跨多個驅(qū)動器分布的。也就是說，每個驅(qū)動器即包括數(shù)據(jù)位也包括校驗位。就是說，每個驅(qū)動器即包括數(shù)據(jù)位也包括校驗位。 1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 5層層塊交錯技術塊交錯技術以三個物理硬盤構成的以三個物理硬盤構成的RAID系統(tǒng)為例。在系統(tǒng)為例。在RAID 5 中，第一個數(shù)據(jù)塊存儲中，第一個數(shù)據(jù)塊存儲在第一個驅(qū)動器中，第二個數(shù)據(jù)塊存儲在第二個驅(qū)動器。第三個驅(qū)動器接在第一個驅(qū)動器中，第二個數(shù)據(jù)塊存儲在第二個驅(qū)動器。第三個驅(qū)動器接

20、收到的是用來校驗存儲在另外兩塊硬盤當中數(shù)據(jù)的一部分數(shù)據(jù)，這部分校收到的是用來校驗存儲在另外兩塊硬盤當中數(shù)據(jù)的一部分數(shù)據(jù)，這部分校驗數(shù)據(jù)是通過一定的算法產(chǎn)生的，可以通過這部分數(shù)據(jù)來恢復存儲在另外驗數(shù)據(jù)是通過一定的算法產(chǎn)生的，可以通過這部分數(shù)據(jù)來恢復存儲在另外兩個硬盤上的數(shù)據(jù)。兩個硬盤上的數(shù)據(jù)。注：這三塊硬盤的任務并不是一成不變的，也就是說在這次存儲當中可能注：這三塊硬盤的任務并不是一成不變的，也就是說在這次存儲當中可能是是1號硬盤和號硬盤和2號硬盤用來存儲分割后的文件塊，那么在下次存儲的時候可號硬盤用來存儲分割后的文件塊，那么在下次存儲的時候可能就是能就是2號硬盤和號硬盤和3號硬盤來存放文件。號

21、硬盤來存放文件。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 5層層塊交錯技術塊交錯技術RAID 5使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區(qū)校驗塊的存放位使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區(qū)校驗塊的存放位置。校驗塊已經(jīng)被分散保存在不同的磁盤中，這樣就可以確保任何對校驗置。校驗塊已經(jīng)被分散保存在不同的磁盤中，這樣就可以確保任何對校驗塊進行的讀寫操作都會在所有的塊進行的讀寫操作都會在所有的RAID磁盤中進行均衡，從而消除了產(chǎn)生瓶磁盤中進行均衡，從而消除了產(chǎn)生瓶頸的可能。頸的可能。性能：安全性增加。消除了瓶頸問題。性能：安全性增加。消除了瓶頸問題。但是同樣有缺點。但是

22、同樣有缺點。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 5層層塊交錯技術塊交錯技術如果陣列當中某塊硬盤上的信息發(fā)生了改變的話，那么就需要重新計算文如果陣列當中某塊硬盤上的信息發(fā)生了改變的話，那么就需要重新計算文件分割碎片，并且，校驗信息也需要重新計算，這時，每個硬盤都需要重件分割碎片，并且，校驗信息也需要重新計算，這時，每個硬盤都需要重新調(diào)用。新調(diào)用。1. 存儲設備存儲設備1. 2 擴展硬盤設備擴展硬盤設備RAID 5層層塊交錯技術塊交錯技術如果陣列當中某塊硬盤上的信息發(fā)生了改變的話，那么就需要重新計算文如果陣列當中某塊硬盤上的信息發(fā)生了改變的話，那么就需要重新計算文件分

23、割碎片，并且，校驗信息也需要重新計算，這時，每個硬盤都需要重件分割碎片，并且，校驗信息也需要重新計算，這時，每個硬盤都需要重新調(diào)用。新調(diào)用。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備CD-ROM最早是用于音樂存儲的。用其作為音樂存儲介質(zhì)的優(yōu)勢：最早是用于音樂存儲的。用其作為音樂存儲介質(zhì)的優(yōu)勢： 使用方便，介質(zhì)具有耐久性，不會隨使用次數(shù)的增多而質(zhì)量下降使用方便，介質(zhì)具有耐久性，不會隨使用次數(shù)的增多而質(zhì)量下降 以磁帶相比具有隨機訪問的性能以磁帶相比具有隨機訪問的性能 很高的聲音保真度很高的聲音保真度 大存儲容量大存儲容量 成本較低成本較低1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設

24、備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介CDROM之所以被的用戶所采用，一個很大的原因就是它的標準化，之所以被的用戶所采用，一個很大的原因就是它的標準化，CDROM上記錄數(shù)據(jù)有精確的規(guī)范和標準，一張符合標準的上記錄數(shù)據(jù)有精確的規(guī)范和標準，一張符合標準的CDROM可以可以在任何在任何CDROM光盤驅(qū)動器中讀出。光盤驅(qū)動器中讀出。發(fā)展過程中的標準如下所示發(fā)展過程中的標準如下所示1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介（1紅皮書與紅皮書與CDDACDDACompact Disk-Digital Audio是最早的激光唱盤標準，它是由是最早的激光唱

25、盤標準，它是由荷蘭荷蘭Philips公司和日本公司和日本Sony公司共同制定的，因其最后書面文件的封面為公司共同制定的，因其最后書面文件的封面為紅色，故也叫做紅皮書標準這種根據(jù)標準書面材料封面顏色命名的方式紅色，故也叫做紅皮書標準這種根據(jù)標準書面材料封面顏色命名的方式也被延續(xù)下來）。也被延續(xù)下來）。紅皮書是一個用于記錄音頻道標準，現(xiàn)在使用的音樂紅皮書是一個用于記錄音頻道標準，現(xiàn)在使用的音樂CD就使用了紅皮書所就使用了紅皮書所規(guī)定的記錄格式。規(guī)定的記錄格式。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介（2黃皮書與黃皮書與ISO 9660對于音樂盤片

26、，偶爾的數(shù)據(jù)丟失將不會引起注意，對于要求數(shù)據(jù)完整性的對于音樂盤片，偶爾的數(shù)據(jù)丟失將不會引起注意，對于要求數(shù)據(jù)完整性的應用，需要一種新的標準來提供錯誤更正。所以，應用，需要一種新的標準來提供錯誤更正。所以，1986年，年，Philips公司和公司和Sony公司為首的幾家工業(yè)集團又聯(lián)合制定了一個公司為首的幾家工業(yè)集團又聯(lián)合制定了一個CDROM標準，稱為黃標準，稱為黃皮書。皮書。這個標準規(guī)定了在這個標準規(guī)定了在CD盤片上記錄數(shù)據(jù)的方式。國際標準化組織在盤片上記錄數(shù)據(jù)的方式。國際標準化組織在1988年修年修改后作為改后作為 ISO 9660標準。并進一步規(guī)定了標準。并進一步規(guī)定了CD盤上文件的結構和組

27、織方式，盤上文件的結構和組織方式，使計算機操作系統(tǒng)能夠定位和訪問盤上的數(shù)據(jù)，而不必使用經(jīng)專門設計的使計算機操作系統(tǒng)能夠定位和訪問盤上的數(shù)據(jù)，而不必使用經(jīng)專門設計的特殊驅(qū)動器。特殊驅(qū)動器。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介（3CDI、綠皮書與、綠皮書與CDROM XA為了將為了將CDROM技術用于傳統(tǒng)的家電領域，技術用于傳統(tǒng)的家電領域，Philips公司和公司和Sony公司制定公司制定了面向教育和家庭娛樂應用了面向教育和家庭娛樂應用 的的CDICD interactive,也就是交互式也就是交互式CD規(guī)范，也稱作綠皮書標準。規(guī)范，也稱作綠

28、皮書標準。由于由于CDI不是針對計算機應用制定的標準，在使用計算機讀出和解釋不是針對計算機應用制定的標準，在使用計算機讀出和解釋CDI盤片上記錄的數(shù)據(jù)時受到許多限制。為此，兩家公司又聯(lián)合制定了面向盤片上記錄的數(shù)據(jù)時受到許多限制。為此，兩家公司又聯(lián)合制定了面向計算機應用的計算機應用的CD-ROM XA 規(guī)范規(guī)范CDROM extended architecture CD-ROM擴展結構），可將音頻、文本和圖像混合存儲在擴展結構），可將音頻、文本和圖像混合存儲在CD盤上。盤上。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介（4Video CD 與白皮書

29、與白皮書 以以SONY 和和 PHILIPS 為首的幾家公司又聯(lián)合制定了用于存儲視頻圖像和電為首的幾家公司又聯(lián)合制定了用于存儲視頻圖像和電影的影的Video CD白皮書標準。該標準使用白皮書標準。該標準使用MPEG壓縮技術，可在普通壓縮技術，可在普通CDROM盤片上存儲盤片上存儲74分鐘的全運動視頻圖像和分鐘的全運動視頻圖像和CD音質(zhì)的同步聲音。音質(zhì)的同步聲音。Video CD 受到世界主要的幾家電影制片公司的支持，以受到世界主要的幾家電影制片公司的支持，以Video CD盤片格式盤片格式發(fā)行的電影開始出現(xiàn)。發(fā)行的電影開始出現(xiàn)。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1

30、 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介（5橙皮書橙皮書 橙皮書是用于可寫入橙皮書是用于可寫入CD的國際標準。的國際標準。 這個標準分為兩個部分，這個標準分為兩個部分，第一部分：定義了第一部分：定義了CDROM上兩種類型的區(qū)域，可讀區(qū)域：遵守紅、黃上兩種類型的區(qū)域，可讀區(qū)域：遵守紅、黃或綠皮書標準的任選預制掩膜區(qū)。可記錄區(qū)域：使用類似于磁、光驅(qū)動器或綠皮書標準的任選預制掩膜區(qū)。可記錄區(qū)域：使用類似于磁、光驅(qū)動器中的可記錄區(qū)的標準。中的可記錄區(qū)的標準。第二部分：允許將數(shù)據(jù)一次性或分多次寫入空白的第二部分：允許將數(shù)據(jù)一次性或分多次寫入空白的CD。我們現(xiàn)在使用的光。我們現(xiàn)在使用的光盤刻錄機就是遵守這個標準。盤刻錄

31、機就是遵守這個標準。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 1 發(fā)展歷史簡介發(fā)展歷史簡介1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 2 光存儲的類型光存儲的類型只讀型光存儲系統(tǒng)只讀型光存儲系統(tǒng)一次寫型光存儲系統(tǒng)一次寫型光存儲系統(tǒng)可重寫型光存儲系統(tǒng)可重寫型光存儲系統(tǒng)1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 3 CDROMCDROM有標準的物理規(guī)格：有標準的物理規(guī)格：直徑為直徑為120mm，厚度，厚度1.2mm，中心有一個，中心有一個15mm的主軸孔。的主軸孔。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 3 CD

32、ROMCD盤片的光道結構盤片的光道結構恒定角速度恒定角速度(CAV)和恒定線速度和恒定線速度(CLV)的概念的概念軟磁盤存放數(shù)據(jù)的磁道是同心環(huán)，磁盤片轉(zhuǎn)動的角速度是恒定的，通常用軟磁盤存放數(shù)據(jù)的磁道是同心環(huán)，磁盤片轉(zhuǎn)動的角速度是恒定的，通常用CAV(constant angular velocity)表示。但在這一條磁道和另一條磁道上，磁頭相表示。但在這一條磁道和另一條磁道上，磁頭相對于磁道的速度對于磁道的速度(稱為線速度稱為線速度)是不同的。是不同的。采用同心環(huán)磁道的好處之一是控制簡單，便于隨機存取，但由于內(nèi)外磁道的記錄密采用同心環(huán)磁道的好處之一是控制簡單，便于隨機存取，但由于內(nèi)外磁道的記錄

33、密度度(比特比特/每英寸每英寸)不相同，外磁道的記錄密度低，內(nèi)磁道的記錄密度高，外磁道的存不相同，外磁道的記錄密度低，內(nèi)磁道的記錄密度高，外磁道的存儲空間就沒有得到充分利用，因而存儲器沒有達到應有的存儲容量。儲空間就沒有得到充分利用，因而存儲器沒有達到應有的存儲容量。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 3 CDROM恒定角速度恒定角速度(CAV)和恒定線速度和恒定線速度(CLV)的概念的概念CD盤光道的結構與磁盤磁道的結構不同，它的光道不是同心環(huán)光道，而是盤光道的結構與磁盤磁道的結構不同，它的光道不是同心環(huán)光道，而是螺旋型光道。螺旋型光道。CD盤轉(zhuǎn)動的角速度在光盤

34、的內(nèi)外區(qū)是不同的，而它的線速度是恒定的，就盤轉(zhuǎn)動的角速度在光盤的內(nèi)外區(qū)是不同的，而它的線速度是恒定的，就是光盤的光學讀出頭相對于盤片運動的線速度是恒定的，通常用是光盤的光學讀出頭相對于盤片運動的線速度是恒定的，通常用CLV(constant linear velocity)表示。表示。由于采用了恒定線速度，所以內(nèi)外光道的記錄密度可以做到一樣，這樣盤由于采用了恒定線速度，所以內(nèi)外光道的記錄密度可以做到一樣，這樣盤片就得到充分利用，可以達到它應有的數(shù)據(jù)存儲容量，但隨機存儲特性變片就得到充分利用，可以達到它應有的數(shù)據(jù)存儲容量，但隨機存儲特性變得較差，控制也比較復雜。得較差，控制也比較復雜。1. 存儲

35、設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 3 CDROMCD盤片的數(shù)據(jù)讀寫盤片的數(shù)據(jù)讀寫簡單的說：通過表面的凹凸來記錄信息。簡單的說：通過表面的凹凸來記錄信息。數(shù)據(jù)的寫入：數(shù)據(jù)的寫入：CD盤上的數(shù)據(jù)是用壓模盤上的數(shù)據(jù)是用壓模(stamper)沖壓而成的，而壓模是用原版盤沖壓而成的，而壓模是用原版盤(master disc)制成的。圖制成的。圖14-05是制作原版盤的示意圖。是制作原版盤的示意圖。在經(jīng)過化學處理后的玻璃盤表面上鍍一層金屬，用這種盤去制作母盤在經(jīng)過化學處理后的玻璃盤表面上鍍一層金屬，用這種盤去制作母盤(mother disc)，然后用母盤制作壓模，再用壓模去大批量復制

36、。成千上萬的然后用母盤制作壓模，再用壓模去大批量復制。成千上萬的CD盤就是用壓模壓出盤就是用壓模壓出來的。來的。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 3 CDROMCD盤片的數(shù)據(jù)讀寫盤片的數(shù)據(jù)讀寫CD盤上的數(shù)據(jù)要用盤上的數(shù)據(jù)要用CD驅(qū)動器來閱讀。驅(qū)動器來閱讀。CD驅(qū)動器由光學讀出頭、光學讀出頭驅(qū)動機驅(qū)動器由光學讀出頭、光學讀出頭驅(qū)動機構、構、CD盤驅(qū)動機構、控制線路以及處理光學讀出頭讀出信號的電子線路等組成。盤驅(qū)動機構、控制線路以及處理光學讀出頭讀出信號的電子線路等組成。圖圖4.21. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 3 CDROM刻錄光

37、盤，刻錄光盤，CD-recordable，簡稱，簡稱CDR，是一種一次寫，多，是一種一次寫，多次讀的光盤。次讀的光盤。CDR按照其空白片的顏色有分為按照其空白片的顏色有分為“金盤金盤”、“綠盤等等。綠盤等等。 “金盤采用黃金作為反射層的金屬材料。這層很薄的金屬材金盤采用黃金作為反射層的金屬材料。這層很薄的金屬材料決定了料決定了CDR的顏色。這層金屬材料。的顏色。這層金屬材料。在在CDR上，與普通的上，與普通的CD不同的是多了一層染料記錄層不同的是多了一層染料記錄層1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤在在CDR上，與普通的上，與普通的C

38、D不同的是多了一層染料記錄層。不同的是多了一層染料記錄層。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤CDR的用途：由的用途：由CDR刻錄機利用激光將數(shù)據(jù)編碼后刻錄刻錄機利用激光將數(shù)據(jù)編碼后刻錄在盤片上，并使它可在普通的在盤片上，并使它可在普通的CDROM光盤上被讀取出來。光盤上被讀取出來。CDR光盤與普通光盤與普通CD光盤有相同的外觀尺寸。但它的原理與光盤有相同的外觀尺寸。但它的原理與普通的普通的CDR不同。不同。CDR也稱為也稱為WORM一次寫多次讀）。激光束通過產(chǎn)生坑一次寫多次讀）。激光束通過產(chǎn)生坑區(qū)在盤的表面留下的印跡，這樣一旦寫上了

39、數(shù)據(jù)，就不能在覆區(qū)在盤的表面留下的印跡，這樣一旦寫上了數(shù)據(jù)，就不能在覆蓋寫入并且不能擦去，因此稱為一次寫多次讀。一旦盤寫滿，蓋寫入并且不能擦去，因此稱為一次寫多次讀。一旦盤寫滿，就成為只讀光盤。就成為只讀光盤。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤數(shù)據(jù)的寫入原理：數(shù)據(jù)的寫入原理：當當CDR光盤被刻錄時，光盤刻錄機發(fā)出高功率的激光打在光盤被刻錄時，光盤刻錄機發(fā)出高功率的激光打在CDR光盤特定部位上，其中的有機染料層因熔化而發(fā)生化學光盤特定部位上，其中的有機染料層因熔化而發(fā)生化學變化，這些被破壞掉的部位則無法順利反射變化，這些被破壞掉的部

40、位則無法順利反射CD光盤機所發(fā)出光盤機所發(fā)出的激光功能類似于普通的激光功能類似于普通CD盤上的凹區(qū)）。盤上的凹區(qū)）。而沒有被高功率激光照射到的地方可以靠反射層反射激光，這而沒有被高功率激光照射到的地方可以靠反射層反射激光，這樣就可以利用反射樣就可以利用反射/不反射來記錄數(shù)據(jù)。這是使得不反射來記錄數(shù)據(jù)。這是使得CDR在普在普通的通的CDROM中也能夠讀出。中也能夠讀出。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤數(shù)據(jù)的寫入：恒定線速度寫入數(shù)據(jù)的寫入：恒定線速度寫入在利用光盤刻錄機刻錄光盤時，計算機必須保證恒定速度的數(shù)在利用光盤刻錄機刻錄光盤時

41、，計算機必須保證恒定速度的數(shù)據(jù)提供，否則可能引起寫入數(shù)據(jù)的中斷，如果在刻錄的時候出據(jù)提供，否則可能引起寫入數(shù)據(jù)的中斷，如果在刻錄的時候出現(xiàn)這種錯誤，則盤片被破壞?，F(xiàn)這種錯誤，則盤片被破壞。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤并不以性能見長。搜索時間和數(shù)據(jù)的讀寫速度較硬盤來說都比并不以性能見長。搜索時間和數(shù)據(jù)的讀寫速度較硬盤來說都比較差。運用：較差。運用： 聯(lián)機目錄：光盤庫的應用聯(lián)機目錄：光盤庫的應用 大容量數(shù)據(jù)的備份大容量數(shù)據(jù)的備份 事務登記，例如股票交易公司的交易記錄，由于其具有寫入事務登記，例如股票交易公司的交易記錄，由于其具有

42、寫入以后的不可更改性，較適合于這類應用。以后的不可更改性，較適合于這類應用。 多媒體存檔多媒體存檔1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備 1. 3. 4 CD-R可刻錄光盤可刻錄光盤CDRW即即CDRewritable?？芍貜筒翆懙墓饨橘|(zhì)存儲器。以可重復擦寫的光介質(zhì)存儲器。以WORM技術形成對照，可重寫技術形成對照，可重寫的光介質(zhì)存儲技術允許抹去舊數(shù)據(jù)并在其上重寫新數(shù)據(jù)；在這的光介質(zhì)存儲技術允許抹去舊數(shù)據(jù)并在其上重寫新數(shù)據(jù)；在這個意義上說，它就像是磁硬盤?？芍貙懡橘|(zhì)個意義上說，它就像是磁硬盤?？芍貙懡橘|(zhì)1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRW尺

43、寸：與尺寸：與CDROM和和CDR相同。染料記錄層與相同。染料記錄層與CDR不同。不同。它的工作原理是利用了所謂的它的工作原理是利用了所謂的“相變相變”（Phase Change技術。技術。在光盤內(nèi)鍍上一層厚度為在光盤內(nèi)鍍上一層厚度為400埃埃1埃埃=10-10米的薄膜，數(shù)字米的薄膜，數(shù)字0和和1的信息是通過激光照射后使這層材料在的信息是通過激光照射后使這層材料在“結晶結晶”（Crystalline和和“非結晶非結晶”（Amorphous兩種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換兩種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換而得到的。由于材料的關系，晶體狀態(tài)改變次數(shù)有限，因此重而得到的。由于材料的關系，晶體狀態(tài)改變次數(shù)有限，因此重寫次數(shù)有限。寫次數(shù)有限

44、。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRW數(shù)據(jù)的讀出：數(shù)據(jù)的讀出：CD-RW盤片對于激光的反射率大約只有盤片對于激光的反射率大約只有15%，CD-R盤片為盤片為65%，因此，因此，CD-RW盤片只有在新型支持盤片只有在新型支持MultiRead的的CD-ROM驅(qū)動器上才能被讀取。驅(qū)動器上才能被讀取。從從2019年年底開始，絕大多數(shù)的年年底開始，絕大多數(shù)的CD-ROM驅(qū)動器生產(chǎn)廠家都開驅(qū)動器生產(chǎn)廠家都開始支持始支持MultiRead標準，在標準，在16倍速以上的倍速以上的CD-ROM驅(qū)動器中，驅(qū)動器中，90以上都已支持以上都已支持MultiRead標準，可以讀

45、取標準，可以讀取CD-RW盤片。盤片。 1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRW兼容性：兼容性：CD-RW向下可兼容向下可兼容CD-ROM、CD-R。即可讀出。即可讀出CDROM、CD-R、CDRW。可刻錄。可刻錄CDR，CDRW。性能提高：速度、可靠性方面都有提高。性能提高：速度、可靠性方面都有提高。價格下降：價格下降：1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRWCD-RW主要用于以下幾個方面：主要用于以下幾個方面： 資料的備份與快速應急恢復盤的制作資料的備份與快速應急恢復盤的制作用戶建立自己的用戶建立自己的“活動硬盤活動硬

46、盤”刻制自己的刻制自己的CD音樂盤音樂盤制作自己的制作自己的VCD1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRW可寫入光盤的優(yōu)點：可寫入光盤的優(yōu)點： 可靠性可靠性 兼容性兼容性 價錢價錢缺陷：缺陷： 易用性方面易用性方面 速度速度 1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 5 CDRWMD，即小型盤。見教材，即小型盤。見教材P248。MD被設計成被設計成2.5英寸格式的光英寸格式的光盤。盤。目前用于音樂存儲介質(zhì)，有專門的目前用于音樂存儲介質(zhì)，有專門的MD播放器。播放器。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) MD：是：是SONY公司開發(fā)的一種新型可重寫的盤片，可存公司開發(fā)的一種新型可重寫的盤片，可存放音樂、視頻和數(shù)據(jù)。放音樂、視頻和數(shù)據(jù)。1. 存儲設備存儲設備1. 3 光存儲設備光存儲設備1. 3. 6 MDDVD也是一種光學存儲媒體，但也是一種光學存儲媒體，但DVD在存儲容量和帶寬方面在存儲容量和帶寬方面都有很大的提高。都有很大的提高。DVD的名稱：的名稱：Digital Video disc,這是為了和這是為了和Video CD區(qū)分。實區(qū)分。實際上，際上，DVD的