第3章多媒體光盤存放系統(tǒng)3.1光盤存放系統(tǒng)3.2光盤標(biāo)準(zhǔn)3.3光存放介質(zhì)結(jié)構(gòu)與工作原理3.4光盤數(shù)據(jù)編碼與光盤生產(chǎn)過程3.5光盤庫與光盤鏡像服務(wù)器第1頁3.1光盤存放系統(tǒng)

光盤存放系統(tǒng)由光盤和光盤驅(qū)動器組成。3.1.1光盤及其特點

CD（CompactDisc）意為高密盤，稱為光盤。因為它是經(jīng)過光學(xué)方式來統(tǒng)計和讀取二進制信息。光盤是一個數(shù)字式統(tǒng)計存放器，含有一切存放介質(zhì)優(yōu)點，如大容量、耐用、易保留、標(biāo)準(zhǔn)化等。第2頁光盤在存放多媒體信息方面含有以下主要特點。1.統(tǒng)計密度高CD光盤表面存放位（凹痕）DVD光盤表面存放位（凹痕）

圖3-1DVD比CD提供了更大存放容量第3頁

2.存放容量大圖3-2一張光盤可存放16萬頁A4開本文本信息資料第4頁3.采取非接觸方式讀/寫信息圖3-3光頭不與光盤片直接接觸圖3-4光盤能夠存放各種媒體第5頁4.信息保留時間長對于只讀型光盤，無須但心文件會被誤刪除，更無須憂慮受到病毒侵?jǐn)_。假如使用得當(dāng)，一張光盤上信息可保留長達(dá)幾十年甚至更長。

5.不一樣平臺能夠交換光盤上信息按照標(biāo)準(zhǔn)格式統(tǒng)計，即使在不一樣硬件或軟件平臺上，光盤中信息也能夠被正確讀出。

6.取代傳統(tǒng)媒體存放介質(zhì)光盤能夠同時存放計算機程序、文字、音樂、圖形、影像、等各種媒體信息。

7．價格低廉與磁帶、磁盤相比，光盤是當(dāng)前計算機數(shù)據(jù)最廉價存放介質(zhì)。第6頁3.1.2光盤類型

按照數(shù)據(jù)存放格式和類型，光盤可分為許多不一樣類型，通常指以下光盤總稱：包含CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-R/W、Photo-CD、V-CD、DVD等。

按光盤讀/寫性能來講，能夠分為3種類型：只讀型光盤存放器

數(shù)據(jù)是用壓模方法壓制而成，用戶只能讀取上面數(shù)據(jù)。屢次可寫光盤存放器

這種光盤允許用戶一次或?qū)掖螌懭霐?shù)據(jù)，并可隨時往盤上追加數(shù)據(jù)，直到盤滿為止?？刹翆懝獗P存放器

這種光盤含有磁盤一樣可擦寫性，可屢次寫入或修改光盤上數(shù)據(jù)，更適合作為計算機新型標(biāo)準(zhǔn)外存設(shè)備，當(dāng)前有磁光和相變和兩種類型。第7頁3.1.3光盤驅(qū)動器

必須使用專門設(shè)備，才能從光盤中讀取數(shù)據(jù)，這種設(shè)備就是光盤驅(qū)動器，簡稱光驅(qū)或光盤機。

就普遍使用CD-ROM光驅(qū)而言，高倍速驅(qū)動器已經(jīng)普及，并出現(xiàn)了32倍速或更高倍速光驅(qū)。這里所說倍數(shù)是指光盤數(shù)據(jù)傳輸率，單倍速CD-ROM數(shù)據(jù)傳送速度是150KB/s，雙倍速CD-ROM數(shù)據(jù)傳送速度是2×150KB/s，依這類推，n倍速為n×150KB/s。

CD-ROM光盤驅(qū)動器既能讀CD-ROM盤，也能讀其它如CD-DA、CD-R和VCD等光盤，但它不能讀DVD等特殊形式光盤。這些光盤都各有自己標(biāo)準(zhǔn)，需要對應(yīng)光驅(qū)才能訪問。所以在談到讀光盤驅(qū)動器時，要注意說明它對哪些光盤是適用。

第8頁CD-ROM驅(qū)動器工作原理圖3-5光盤驅(qū)動器工作原理第9頁可擦寫光盤機依據(jù)其統(tǒng)計原理不一樣，有磁光驅(qū)動器MO和相變驅(qū)動器PD。不過統(tǒng)計在MO或PD盤片上數(shù)據(jù)無法在廣泛使用CD-ROM驅(qū)動器上讀取，所以難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分發(fā)。3.1.4光驅(qū)讀取光盤兩種方式

CD-ROM光盤信息組織和其地址編碼與軟盤、硬盤不一樣，因為它光道是螺旋形光道，光盤在光驅(qū)中將以恒定線速度旋轉(zhuǎn)，為有效提升對光盤讀取速度，光驅(qū)在工作時有CLV和CAV兩種方式。第10頁在CLV（ConstantLineVelocity，恒定線速度）方式下，單位距離光道上所儲存信息容量是相等，因而能夠充分利用盤片空間，增加了存放容量。但這么一來，激光頭每旋轉(zhuǎn)一圈所讀取數(shù)據(jù)量，內(nèi)圈數(shù)據(jù)少，外圈數(shù)據(jù)多。所以在CLV方式下，當(dāng)激光頭移動到不一樣軌道時，電機也必須以不一樣轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈轉(zhuǎn)得慢些，外圈轉(zhuǎn)得快些，以維持單位距離信息讀取時間一致。對于高速光驅(qū)來講，CLV方式輕易造成光驅(qū)耐用性降低。

第11頁

當(dāng)前高倍速光驅(qū)大多采取了CAV（ConstantAngularVelocity，恒定角速度）技術(shù)。在CAV方式下，不論是內(nèi)圈還是外圈，激光頭一直以恒定角速度旋轉(zhuǎn)CD-ROM盤片，這和硬盤驅(qū)動器操作方式十分相同。恒定轉(zhuǎn)速對于電機來說比較輕易實現(xiàn)，因為不需要在隨機尋道時經(jīng)常地改變電機轉(zhuǎn)速，所以，隨機讀取性能會得到很大改進。不過，在CAV方式下，光盤內(nèi)外圈轉(zhuǎn)動線速度是不相等，所以內(nèi)外光道數(shù)據(jù)統(tǒng)計密度也是不一樣，光盤存放空間沒有充分利用。正是因為CLV與CAV技術(shù)各有優(yōu)劣，于是一些光驅(qū)采取CLV+CAV技術(shù)，在內(nèi)圈采取CLV方式以確保其含有足夠傳輸速率，在外圈則采取CAV方式，以提升可靠性。第12頁3.2光盤標(biāo)準(zhǔn)3.2.1CD-DA標(biāo)準(zhǔn)

CD-DA（CompactDisk–DigitalAudio數(shù)字式激光唱盤）主要用于存放數(shù)字化高保真立體聲音樂。

第13頁3.2.2CD-ROM標(biāo)準(zhǔn)

該標(biāo)準(zhǔn)從CD-DA發(fā)展而來，又稱黃皮書標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)使得光盤以統(tǒng)一格式存放只讀信息。CD-ROM是在CD-DA之后產(chǎn)生，盡管二者之間有許多相同之處，不過它們有一個根本區(qū)分：音頻CD只能存放音樂，而CD-ROM能夠存放文本、圖形、聲音、視頻及動畫。CD-ROM中存放是計算機數(shù)據(jù)，對誤碼率有一定要求，所以在CD-DA基礎(chǔ)上又增加了一層錯誤檢測和錯誤校正。

黃皮書只定義了計算機數(shù)據(jù)在光盤上物理存放格式，但計算機數(shù)據(jù)在外存放器上都是以文件形式存放，而黃皮書并未定義CD-ROM邏輯結(jié)構(gòu)，即文件結(jié)構(gòu)。為處理這個問題，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于1988年制訂ISO9660標(biāo)準(zhǔn)，這是一個為CD-ROM盤上文件系統(tǒng)而定義標(biāo)準(zhǔn)，它定義了CD-ROM光盤上通用信息交換文件規(guī)范，該規(guī)范因為其通用性和相正確獨立性，ISO9660很快成為CD-ROM光盤上最為主要文件格式。

第14頁3.2.3CD-R標(biāo)準(zhǔn)

CD-R(CompactDiskRecordable:可統(tǒng)計光盤)是一個可刻錄屢次光盤?；诔绕鳦D-R空白光盤實際上沒有統(tǒng)計任何信息，一旦按照某種文件格式并經(jīng)過刻寫程序和設(shè)備，能夠?qū)⑿枰L久保留數(shù)據(jù)寫入空白CD-R盤片上，這時CD-R空白盤就能夠變成CD-DA、CD-R或VCD光盤形式。

CD-R盤與CD-ROM盤相比有許多共同之處，它們主要差異在于CD-R盤上增加了一層有機染料作為統(tǒng)計層。當(dāng)寫入激光束聚焦到統(tǒng)計層上時，染料被加熱后燒溶，形成一系列代表信息凹坑。這些凹坑與CD-ROM盤上凹坑類似，但CD-ROM盤上凹坑是用金屬壓模壓出。

第15頁因為光盤成本上差異，CD-R普通不適于大量制作產(chǎn)品，但對于少許制作時它展現(xiàn)許多優(yōu)越性。比如，CD-R制作成本低，制作一張光盤費用基本上就是材料費，省去了傳統(tǒng)工藝中母盤制作大量開銷，是數(shù)據(jù)永久備份廉價伎倆；CD-R也能夠?qū)掖螌懭霐?shù)據(jù)，無須一次將盤寫滿；CD-R還能夠作為提供給生產(chǎn)廠家用來大批量生產(chǎn)CD盤片樣品母盤。CD-R另外一個主要特征是它能夠像其它CD光盤一樣在普通CD-ROM驅(qū)動器上使用。第16頁3.2.4Photo-CD標(biāo)準(zhǔn)

Photo-CD意為照片光盤，該標(biāo)準(zhǔn)由柯達(dá)企業(yè)和Philips企業(yè)采取CD-ROMXA標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)另一個系統(tǒng)，PhotoCD是一個可統(tǒng)計光盤(CD-R)，它作為存放彩色圖片新載體而成為CD-ROM在攝影領(lǐng)域成功應(yīng)用，此技術(shù)將傳統(tǒng)像片沖洗技術(shù)與數(shù)字圖像處理，數(shù)字顯示相結(jié)合，利用CD光盤巨大存放能力，為使用者提供了一個長久保留大量寶貴資料路徑，是攝影領(lǐng)域里一次革命。它帶來其它好處還有：能夠在計算機上剪輯這些相片，或與計算機提供其它圖像資料相互融合，增加照片生動性。能夠經(jīng)過多媒體環(huán)境將這些相片轉(zhuǎn)存或輸出到其它設(shè)備上，如電視機、錄像機、計算機屏幕、投影儀和打印機等。因為光盤相對于照像底片而言，不易霉變，也不會褪色。所以永久保留也能確保相片彩色質(zhì)量。第17頁

PhotoCD作為一個特殊光盤格式，它存放圖片過程大致可分為：將拍攝膠片沖洗成負(fù)片后，在工作站上使用彩色掃描儀輸入計算機，采取專門圖像壓縮技術(shù)，把每一幅圖片以不一樣分辨率壓縮，然后使用CD-R刻盤機將彩色照片存貯到PhotoCD盤片上。PhotoCD圖片存取方便且不會褪色變質(zhì)，還能夠配以文字說明、音樂及語言講解。PhotoCD能夠使用專用播放機，在彩色電視機上進行顯示。

經(jīng)過專用打印設(shè)備可輸出PhotoCD照片

第18頁3.2.5Video-CD

VideoCD（簡稱VCD）是由JVC、Philips等企業(yè)于1993年聯(lián)合制訂數(shù)字電視視盤技術(shù)規(guī)格，稱之為白皮書(WhiteBook)。它用來描述光盤上存放采取MPEG-1（活動圖像教授組）標(biāo)準(zhǔn)編碼全動態(tài)圖像及其對應(yīng)聲音數(shù)據(jù)光盤格式，是繼CD-DA、CD-ROM、CD-ROMXA和CD-I之后又一個有很強應(yīng)用前景光盤產(chǎn)品。它能夠在一張普通CD光盤上錄制70分鐘全屏幕、全動態(tài)視頻與音頻數(shù)據(jù)及相關(guān)處理程序。同激光視盤(LD)相比，它體積小、價格廉價、且有很好音、視頻質(zhì)量和很好兼容性。

VCD出現(xiàn)與MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)有著親密關(guān)系。MPEG-1是一個專用于處理活動影像標(biāo)準(zhǔn)，也是一個與特定應(yīng)用對象無關(guān)通用標(biāo)準(zhǔn)，從CD-ROM上交互系統(tǒng)到電信網(wǎng)絡(luò)上和視頻網(wǎng)絡(luò)上視頻信號發(fā)送都能夠使用.VCD按照MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)對音、視頻數(shù)據(jù)進行壓縮以后，提升了存放空間有效利用率，使一張盤片能存放74分鐘活動圖像與伴音。第19頁3.2.6DVD

新一代光盤存放介質(zhì)

DVD（DigitalVideoDisc，數(shù)字視頻光盤）是繼上述光盤產(chǎn)品之后新一代光盤存放介質(zhì)。與以往光盤存放介質(zhì)相比，DVD采取波長更短紅色激光、更有效調(diào)制方式和更強糾錯方法，含有更高道密度和位密度，并支持雙層雙面結(jié)構(gòu)。在與CD大小相同盤片上，DVD能夠提供相當(dāng)于普通CD8～25倍存放量、以及9倍以上讀取速度。DVD與新一代音頻、視頻處理技術(shù)相結(jié)合，可提供近乎完美聲音和影像。它與計算機結(jié)合，可提供新海量存放介質(zhì)。第20頁

在視頻與音頻處理上，DVD都到達(dá)了當(dāng)今最高水準(zhǔn)。對視頻信號處理，DVD采取都是MPEG-2壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前DVD能滿足現(xiàn)行電視標(biāo)準(zhǔn)，單面單層DVD視盤能夠存放１３３分鐘電影，其水平清楚度能夠達(dá)480線，所以DVD畫面質(zhì)量是相當(dāng)高。DVD采取MPEG2作為視頻壓縮技術(shù)，對視頻圖像進行冗余量處理，以實現(xiàn)無顯著失真視頻圖像壓縮。

DVD（右圖）比CD（左圖）有更高道密度和位密度第21頁在音頻方面，DVD能夠采取標(biāo)準(zhǔn)較多，既可是MPEG-1立體聲、MPEG-2圍繞立體聲，也可是杜比（Dolby）AC-3。立體聲普通是指含有二個聲音通道，而含有三個以上通道就稱為圍繞聲。杜比AC-3是一個高效、高性能聲音編碼系統(tǒng)，該聲音系統(tǒng)在放音時，前面有左、中、右三個通道，后側(cè)面有二個獨立圍繞聲通道，前方中間還有200Hz以下低音專用通道，因頻帶窄而稱為0.1通道。所以AC-3又稱為5.1通道。

第22頁3.3光盤結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計信息原理3.3.1只讀光盤結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計信息原理只讀光盤結(jié)構(gòu)

以CD-ROM為例，其物理結(jié)構(gòu)如圖3-6所表示。光盤最上面一層是標(biāo)簽層，上面印有光盤名稱以及制造商商標(biāo)；第二層是保護層；第三層是反射層，目標(biāo)是提升盤片反射率；第四層是統(tǒng)計層，在其上壓制出凹痕光道用來統(tǒng)計數(shù)據(jù)；最下一層是用聚碳酸脂壓制出來透明襯底。

只讀光盤是利用在盤上壓制凹坑機械方法，利用凹坑邊緣來統(tǒng)計“1”，而凹坑和非凹坑平坦部分統(tǒng)計“0”，并使用激光來讀出。因為只讀光盤物理特征，用戶只能讀取只讀光盤上數(shù)據(jù)，而不能自己把數(shù)據(jù)寫到CD盤上。

第23頁CD-ROM剖面結(jié)構(gòu)

第24頁光盤信息讀取原理

在讀出光盤信息時，就要把光盤上用凹坑和非凹坑代表信息還原為原來數(shù)據(jù)信息。光盤讀取過程是基于物理學(xué)“光反射”原理。光盤放入光驅(qū)后，是將帶有凹、凸那一面向下對著激光頭。激光發(fā)射器發(fā)出激光光束先經(jīng)過衍射光柵后，一束普通光束將被衍射成為多條細(xì)光束，然后再依次經(jīng)過分光片、校準(zhǔn)波片和聚光物鏡到達(dá)盤片表面，呈匯聚狀各條細(xì)光線分別會透過盤片表面透明基片，然后聚焦在反射層凹凸不平光道上。凸面（Land）將激光按原旅程反射回去，同時不會減弱光強度；凹坑面（Pit）則將光線向四面發(fā)射出去，光強度會減弱。光驅(qū)就是靠光“反射和發(fā)散”來識別數(shù)據(jù)。從光盤反射層反射回來各條光束又依次經(jīng)過聚光物鏡和校準(zhǔn)波片，然后被分光片反射后被接收，最終就是由多光束探測器來分辨這些數(shù)據(jù)信號了。

第25頁CD

校準(zhǔn)波片

分光片

衍射波片

激光光束

聚光物鏡

多光束探測器第26頁多光束探測器實際上是一個數(shù)據(jù)解碼器，用來將反射光信號解碼成“0”和“1”電信號。并不能簡單地認(rèn)為“凹”（Land）和“凸”（Pit）就代表“1”和“0”。在解碼時，假如信號是“從凹到凸或從凸到凹改變過程”,即光強度由高到低或由低到高改變，則用“1”表示。假如信號是連續(xù)一段時間連續(xù)不變光強度，則表示“0”，所以“0”表示兩個改變過程之間長度。第27頁3.3.2CD-R光盤結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計信息原理CD－R結(jié)構(gòu)

CD－R盤片直徑為12cm，能夠存放650MB數(shù)據(jù)或74分鐘CD質(zhì)量音樂或VHS質(zhì)量視頻。CD－R盤片共由5層組成。其中統(tǒng)計層主要成份是涂有特殊性質(zhì)有機染料，這些染料在激光作用下會產(chǎn)生改變，從而到達(dá)統(tǒng)計數(shù)據(jù)目標(biāo)。

標(biāo)簽面

保護層

反射層

統(tǒng)計層(染料層）

透明基底

激光束

凹坑

第28頁CD－R寫入過程

CD－R盤片在開始時是沒有任何內(nèi)容，當(dāng)有一束較強激光照射時，統(tǒng)計層感光染料將轉(zhuǎn)變成含有不一樣反光特征點陣。在標(biāo)準(zhǔn)CD－ROM驅(qū)動器中用較弱功率激光照射時，變色點陣對激光進行不一樣反射，從而使得驅(qū)動器能夠讀出存放在其中數(shù)據(jù)。

在激光照射下，統(tǒng)計層染料改變顏色過程是不可逆轉(zhuǎn)，所以向CD－R盤片中只能一次性寫入數(shù)據(jù)。早期CD－R在寫入數(shù)據(jù)時，必須一次完成全盤數(shù)據(jù)寫入(discatonce)，這是因為盤片中只能有一對導(dǎo)入?yún)^(qū)(lead－inarea)和導(dǎo)出區(qū)(lead－outarea)?，F(xiàn)在技術(shù)則允許用戶在CD－R盤片上寫入多對導(dǎo)入?yún)^(qū)和導(dǎo)出區(qū)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)屢次寫入數(shù)據(jù)，但必須是在盤片上以前沒有寫入數(shù)據(jù)區(qū)域中。

第29頁

從CD-R介質(zhì)上閱讀數(shù)據(jù)，其工作原理與閱讀CD-ROM是相同。光盤上涂有能夠反射激光束涂層，從而使探測器能夠讀出盤上數(shù)據(jù)。所不一樣是，CD-ROM上數(shù)據(jù)是用物理方法壓入盤中，而CD-R上數(shù)據(jù)則是“燒灼”到盤統(tǒng)計層中。3.3.3磁光盤統(tǒng)計信息原理磁光型光盤（MOD）主要是由各種易于在垂直于表面方向磁化介質(zhì)制成。鐵磁性介質(zhì)在外磁場作用下可含有一定方向性，這種方向性在激光束熱力作用下可發(fā)生翻轉(zhuǎn)，方向性正負(fù)分別代表二進制代碼“0”或“1”，“0”或“1”翻轉(zhuǎn)組成其可擦除性，擦寫次數(shù)可達(dá)百萬次以上。因為磁光型光盤在進行數(shù)據(jù)擦除和寫入時需要激光和外磁場共同作用，所以也簡稱磁光盤。第30頁圖3-14(a)磁光型光盤工作原理圖3-14(b)磁光型光盤結(jié)構(gòu)第31頁MO盤片即使比硬盤和軟盤廉價和耐用，不過與CD-R盤片相比就顯得比較昂貴了。MO致命缺點是不能用普通CD-ROM驅(qū)動器讀出，因而不能滿足信息社會對計算機數(shù)據(jù)進行交換和數(shù)據(jù)分發(fā)要求，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不發(fā)達(dá)國內(nèi)，這一問題日驅(qū)突出和嚴(yán)重。

第32頁3.3.4相變光盤統(tǒng)計信息原理

相變光盤統(tǒng)計和讀出原理只是用光技術(shù)來統(tǒng)計和讀出信息。相變光盤利用激光使統(tǒng)計介質(zhì)在結(jié)晶態(tài)和非結(jié)晶態(tài)之間可逆相變結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)信息統(tǒng)計和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱統(tǒng)計介質(zhì)目標(biāo)是要改變相變統(tǒng)計介質(zhì)晶體狀態(tài)，用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)來區(qū)分0和1；讀操作時，利用結(jié)晶狀態(tài)和非結(jié)晶狀態(tài)含有不一樣反射率這個特征來檢測0和1信號。第33頁相變光盤統(tǒng)計信息原理

(a)有序結(jié)晶結(jié)構(gòu)（b）無序非結(jié)晶狀態(tài)圖3-15相變材料含有可變晶體結(jié)構(gòu)第34頁圖3-16激光束加熱相變材料某一區(qū)域時，可改變其晶體結(jié)構(gòu)第35頁早在1968年，美國ECD（EnergyConversionDevice）企業(yè)就開始研究晶態(tài)和非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)換。1971年ECD和IBM企業(yè)合作研制成功了世界上第一片只讀相變光盤存放器，隨即相繼開發(fā)成功了利用相變原理制造一次寫WO盤。1983年，日本松下企業(yè)推出了世界上第一臺可擦寫相變型光盤驅(qū)動器。1994年，松下企業(yè)又將相變型可擦寫光盤驅(qū)動器與四倍速CD-ROM相結(jié)合，推出了PD光盤驅(qū)動器，在一臺光盤驅(qū)動器上同時含有相變型可擦寫與四倍速CD-ROM功效。

與MO技術(shù)相比，因為相變光盤僅用光學(xué)技術(shù)來讀/寫，所以讀/寫光學(xué)頭能夠做相對比較簡單，存取時間也就能夠提升；因為相變光盤讀出方法與CD-ROM、CD-R光盤大致相同，所以兼容CD-ROM和CD-R多功效相變光盤驅(qū)動器就變輕易實現(xiàn)，PD、CD-RW和可擦寫DVD-RAM等新一代可擦寫光盤存放器均采取了相變技術(shù)。第36頁3.3.5DVD光盤結(jié)構(gòu)與類型DVD結(jié)構(gòu)

常規(guī)CD盤只使用一個面而且只用一個統(tǒng)計層來統(tǒng)計信息。為了提升存放容量，DVD盤可分為單面單層、單面雙層、雙面單層以及雙面雙層4種結(jié)構(gòu)。

單面單層(4.7GB)單面雙層(8.5GB)

雙面單層(8.5GB)

雙面雙層(17GB)

第37頁DVD規(guī)格第38頁單面雙層盤最里層被稱為第一層，表層稱為第二層，該層采取了一個新半透明薄膜涂層，可讓激光束透過表層抵達(dá)第一層。開始工作時，激光束首先在第一層上聚焦和光道定位。當(dāng)從第一層上讀出信息過渡到從第二層上讀出信息時，激光讀出頭激光束馬上重新聚焦，電子線路中緩沖存放器可確保從第一層到第二層平穩(wěn)過渡，而不會使信息中止。經(jīng)過采取這些技術(shù)，單面雙層DVD盤容量可抵達(dá)8.5GB，雙面雙層DVD盤容量可抵達(dá)17GB。

單面單層DVD結(jié)構(gòu)(4.7GB)單面雙層DVD結(jié)構(gòu)(8.5GB)

模壓基底保護層模壓基底

透明聚碳酸基底第39頁DVD格式

DVD盤片按照用途細(xì)分為五大類：DVD-ROM（只讀DVD）：DVD-ROM是存放電腦資料只讀光碟，用途類似CD-ROMDVDVideo（視頻DVD）：DVD-Video是存放影音信息DVD光碟，用途類似LD或VideoCD。DVDAudio（音頻DVD）：DVD-Audio是新出現(xiàn)一個聲頻格式DVDRecordable（可寫DVD）：DVD-R（或稱DVD-Write-Once）是限錄一次DVD

DVD-RAM(DVD隨機存放器，也被稱為DVD-RW，即DVD-Rewritable）：DVD-RAM是可屢次讀/寫光碟第40頁光盤數(shù)據(jù)編碼圖3-22光盤上0和1數(shù)字表示第41頁第42頁3.3.6只讀光盤制作過程預(yù)處理

首先要制作母盤（原版盤）。在制作母盤前，要對信息進行預(yù)處理。預(yù)處理就是按照光盤標(biāo)準(zhǔn)及存放格式，將信息經(jīng)轉(zhuǎn)換后統(tǒng)計到光盤上。因為CD-R系統(tǒng)出現(xiàn)，這一過程實際上能夠簡化為將CD-R刻制成各種光盤格式，比如要存放程序或數(shù)據(jù)，就刻錄成CD-ROM光盤格式；對于激光唱盤，就是把制作好音樂節(jié)目轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)CD-DA格式；而對于V-CD盤，把影視節(jié)目轉(zhuǎn)換成V-CD標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計格式。第43頁光刻

光刻實際上是將CD-R盤上數(shù)據(jù)，統(tǒng)計在玻璃盤上過程。這種方法是將感光性樹脂用于一個經(jīng)特殊處理玻璃基片上，以制出一個玻璃主片。

光刻過程是把一片涂有光敏電阻玻璃盤放在旋轉(zhuǎn)平臺上進行。激光源發(fā)出激光束經(jīng)過激光調(diào)制器時受到串行數(shù)據(jù)控制。激光編碼器如同一個開關(guān)，比如，對于數(shù)據(jù)“

0”就不讓激光束經(jīng)過，光敏電阻就不曝光；數(shù)據(jù)“1”就讓激光束經(jīng)過，光敏電阻就曝光，這么在玻璃盤上就形成長短不一樣曝光區(qū)和非曝光區(qū)。這么就生成了光盤詳細(xì)內(nèi)容。第44頁

玻璃盤光刻過程

第45頁化學(xué)處理

玻璃盤經(jīng)光刻后，需對光刻玻璃盤進行化學(xué)處理。在這個過程中，盤上感光性樹脂上曝光部分被腐蝕掉區(qū)域形成微小凹坑，沒有曝光區(qū)域就被保留下來，“0”和“1”信號就以凹坑和非凹坑形式統(tǒng)計在螺旋形光道上。經(jīng)過化學(xué)處理后，要在感光性樹脂表面蒸敷上一層金屬膜（通常是銀），方便其后玻璃主片電鑄時有一個導(dǎo)電表面。第46頁制作父盤和母盤

對經(jīng)過化學(xué)處理玻璃盤進行化學(xué)電鍍生成金屬原版盤，稱為父盤（FatherDisc）。之所以稱其為“父盤”，是因為它將被用于生成另外兩個金屬片，分別被稱為“母盤”（MotherDisc）和“模片”（Stamper）。母片是由父片而來，而模片又是由母片而來，每一片是另外一片相反成像。模片是金屬原版主盤完全復(fù)制品，也是這一生產(chǎn)階段最終產(chǎn)品。第47頁壓模

壓模是光盤最關(guān)鍵過程。壓模就把模片上面數(shù)據(jù)（凹凸痕跡）壓制到塑料基片上。CD盤基是用聚碳酸脂塑料（俗稱PC料）做，聚碳酸脂加熱之后注入模具空腔中，模具一面是模片。熔化PC料經(jīng)過擠壓，在模具中成形，模片上凹坑中將會填充進PC料，當(dāng)PC料經(jīng)過強制冷卻時，模片上凹凸部分就會對應(yīng)地反應(yīng)到光盤盤基上。換句話說，壓好光盤盤基同模片是陰陽相正確。

第48頁

光盤金屬濺鍍工序

大規(guī)模光盤生產(chǎn)線

第49頁3.4CD-ROM信息組織結(jié)構(gòu)3.4.1CD-ROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

CD-ROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按黃皮書標(biāo)準(zhǔn)光盤設(shè)有３個區(qū)：自內(nèi)向外分為導(dǎo)入?yún)^(qū)、用戶數(shù)據(jù)區(qū)和導(dǎo)出區(qū)。這3個區(qū)中都含有360°連續(xù)螺旋線形光道。含有信息光道稱為信息光道，不含有信息光道，作為控制用。用戶數(shù)據(jù)就統(tǒng)計在那些信息光道上，而全部信息光道都是由幀和扇區(qū)組成，可見幀和扇區(qū)是光盤物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最主要兩個概念。第50頁幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

光盤中最基本數(shù)據(jù)存放單元是幀。黃皮書要求幀格式如表3-１所表示。

同時（SYNC）占３個字節(jié)（24位），用于標(biāo)識幀開始，起同時作用；子碼（SUBCODE）３字節(jié)為控制字節(jié)，主要用于提供地址信息；每幀數(shù)據(jù)（DATA）共有２４字節(jié)，因為參考CD-DA幀格式，分別用于存放左聲道與右聲道立體聲數(shù)據(jù)，不過數(shù)據(jù)并不連續(xù)存放，中間被校正碼Ｑ隔開；Ｐ、Ｑ碼都各占４個字節(jié)，用于錯誤校正和數(shù)據(jù)校驗。

同時子碼數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)校驗33124124第51頁扇區(qū)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在光盤信息區(qū)中，采取相同幀結(jié)構(gòu)。由幀組成最小可尋址單元，稱為扇區(qū)。黃皮書要求：由９８個幀組成１個扇區(qū)。１幀只能存放２４個字節(jié)真正數(shù)據(jù)信息，所以１個扇區(qū)只有2352字節(jié)（98×24）。黃皮書要求：扇區(qū)主要由３部分組成：SYNC（同時頭），HEADER（首標(biāo)），用戶數(shù)據(jù)＋EDC／ECC碼等。扇區(qū)格式見表3-2。同時頭首標(biāo)數(shù)據(jù)檢測空校驗OOFFOOMNSCFRMDDATAEDCOOECC11011111204848276第52頁

其中，同時頭（SYNC）占１２個字節(jié)，由１個００字節(jié)＋１０個ＦＦ字節(jié)＋１個００字節(jié)組成。

首標(biāo)（HEADER）由４個字節(jié)組成，是每個扇區(qū)標(biāo)志，說明怎樣解釋信息區(qū)。因為光盤是以恒速轉(zhuǎn)動，是以時間作地址，即分、秒、分?jǐn)?shù)秒來計算。按黃皮書要求，首標(biāo)中前３個字節(jié)為地址：MN（Minute）0～74ｍｉｎ；SC（Second）0～59ｓ；FR（Farc）０～74分?jǐn)?shù)秒，單位是１／75ｓ。第４個字節(jié)表示扇區(qū)方式，定義了Mode0、Mode1、Mode2三種方式。Mode0不向用戶開放；Mode1用于統(tǒng)計文字和數(shù)字信息，含有檢錯糾錯能力。Mode2用于經(jīng)過壓縮音頻和圖像視頻數(shù)據(jù)。所以CD-ROM光盤除了統(tǒng)計音樂資料外，還可存放各種不一樣數(shù)據(jù)、圖形、動畫等資料。

用戶數(shù)據(jù)（DATA）共占2048字節(jié)。

CD-ROM含有檢錯糾錯功效，分EDC和ECC兩種校驗形式。EDC（ErrorDetectionCode）表示錯誤檢測碼，采取循環(huán)冗余碼CRC對存放光盤內(nèi)數(shù)據(jù)進行校驗，若檢測犯錯誤，則用ECC碼進行糾正。ECC分為P校驗和Q校驗，兩種校驗方式有很大不一樣。ECC能計算出發(fā)生錯誤詳細(xì)位置，并在對應(yīng)位置上生成正確數(shù)據(jù)，到達(dá)糾錯之目標(biāo)。第53頁3.4.2CD-ROM文件結(jié)構(gòu)邏輯扇區(qū)和邏輯塊

ISO9660要求，光盤物理扇區(qū)用戶數(shù)據(jù)中2048字節(jié)作為１個邏輯扇區(qū)。每個邏輯扇區(qū)都有１個唯一邏輯扇區(qū)號LSN。光盤中第１個邏輯扇區(qū)從物理地址00：02：00開始算起，邏輯扇區(qū)號為LSN0。為了存放文件，每個邏輯扇區(qū)又分為邏輯塊，邏輯塊大小普通為512字節(jié)，每個邏輯塊都有１個唯一邏輯塊號LBN與之對應(yīng)。文件都是按LBN來尋址，是最小邏輯可尋址單元。第１個邏輯塊號（LBN0）是第１個邏輯扇區(qū)第１塊，后面依次為LBN1、2、3等。

第54頁卷結(jié)構(gòu)

光盤把存放信息區(qū)域稱為卷空間。卷就是用一套規(guī)則和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述盤上信息錯綜復(fù)雜關(guān)系。在盤上固定位置統(tǒng)計了卷描述符，其中內(nèi)容用來說明整個CD－ROM盤邏輯組織。

卷空間分為2個區(qū)，從LSN0～LSN15稱為系統(tǒng)區(qū)（系統(tǒng)區(qū)不放數(shù)據(jù)）；從LSN16開始到最終1個邏輯扇區(qū)為數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)用來存放卷描述符、文件目錄、路徑表和文件數(shù)據(jù)等內(nèi)容。卷描述符固定地位于LSN16處。LSN16提供了許多主要信息，如盤上邏輯組織、根目錄地址、路徑表地址和大小及邏輯塊大小等。第55頁目錄結(jié)構(gòu)

光盤采取了隱式分層目錄結(jié)構(gòu)，也把目錄作為文件來對待，不過光盤中所謂目錄文件有詳細(xì)要求。它是由目錄統(tǒng)計組成，目錄統(tǒng)計中主要存放著文件標(biāo)志符，以字節(jié)計算文件長度，光盤中可存放任何類型文件。一個大文件必須分為幾個文件域存放。文件域是指由次序編號邏輯塊組成連續(xù)區(qū)域。一個小文件可存放在單個文件域里。文件域中有第１個邏輯塊號，以及打開和使用這個文件所需要其它信息。光盤文件結(jié)構(gòu)和軟、硬盤有很大差異。１張光盤放進光驅(qū)被驅(qū)動后，系統(tǒng)先初始化，在ＬＳＮ１６處找到卷描述符，依據(jù)卷描述符中提供路徑表地址，找到路徑表，由目錄統(tǒng)計中統(tǒng)計著文件域地址找到正確文件信息。當(dāng)１個文件放在多個文件域中時，又要設(shè)置多個目錄統(tǒng)計，每個目錄統(tǒng)計都給出對應(yīng)文件域地址，并由文件標(biāo)志符指明該文件域是不是最終１個。顯然，這種文件結(jié)構(gòu)大大加緊了光盤尋找文件速度。第56頁路徑表

路徑表是指盤上全部目錄名，是獲取子目錄最快路徑。其特點是用索引值來訪問全部目錄。路徑表由許多路徑表統(tǒng)計組成，它對應(yīng)于根和子目錄，其中根目錄和每１個子目錄，都有它們所在起始地址，即邏輯塊號ＬＢＮ，在光盤上尋找子目錄能夠依據(jù)地址索引來遍歷路徑表。這么就能夠經(jīng)過路徑表來訪問任何１個子目錄。第57頁3.4.3操作系統(tǒng)對CD-ROM文件系統(tǒng)支持DOS系統(tǒng)

CD-ROM上文件系統(tǒng)和DOS操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)差異很大，DOS無法用通常方式直接讀取CD-ROM上文件，必須在原有文件系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行CD-ROM文件系統(tǒng)擴充。

在DOS中，有一個名為MSCDEX.EXE

CD-ROM擴展程序。它是DOS一個外部命令，運行后對應(yīng)代碼將駐留在內(nèi)存。MSCDEX是一個與設(shè)備無關(guān)程序，它調(diào)用一個CD-ROM驅(qū)動程序來完成數(shù)據(jù)讀出與控制，CD-ROM驅(qū)動器設(shè)備名由Config.sys中加載設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)定。MSCDEX能夠使用戶象存取磁盤文件那樣讀取CD-ROM光盤文件，并服務(wù)于DOS或應(yīng)用系統(tǒng)文件請求。第58頁MSCDEX命令行語法為：

MSCDEX[/E/K/S/V][/L:(Letter)][/M:(buffer)]/D:(device-name)

/E：MSCDEX可用擴展內(nèi)存(ExpandedMemory)作為CD-ROM讀/寫緩沖區(qū).這個開關(guān)需EMM規(guī)范LIM3.2以上，缺省時不用EMM。

/K：支持Kanji編碼文件格式，缺省時為不支持Kanji格式光盤.

/S：允許基于MS-NET網(wǎng)絡(luò)服務(wù)共享。

/V：顯示MSCDEX使用內(nèi)存情況。

/L：MSCDEX加載時用戶提議起始盤符.在給CD-ROM分配盤符時，從所提議盤符開始，找到可用盤符分配給CD-ROM.若有多個光盤，則分配多個盤。若盤符不夠，則修改Config.sys中Lastdrive參數(shù)。

/M：MSCDEX要申請盤緩沖區(qū)個數(shù)，每個緩沖區(qū)為2K字節(jié).使用緩沖區(qū)越快.缺省值為4。

/D：指明所用設(shè)備設(shè)備名，該開關(guān)是必須。

第59頁在CD-ROM光盤和普通磁盤在使用上有以下區(qū)分:CD-ROM光盤是只讀，全部寫操作都不能成。CD-ROM光盤沒有類似FAT表結(jié)構(gòu)，全部對磁盤物理結(jié)