第8章多媒体存储技术精品PPT课件

• 1973年，IBM 3340硬盘应用了一种“温 彻斯特(Winchesters)硬盘”的技术。这 种简称“温盘”的硬盘直径有50.8cm，容 量只有几兆字节(MB)。由于它有一个用于 支撑磁介质的硬底盘，所以后来改成“硬 盘”，以区别于“软盘”。
1.1.1 磁盘的基本工作原理
• 磁盘存储系统由磁盘驱动器和磁盘片组成。磁盘 片是固定在驱动轴上带有磁性介质的圆盘，驱动 器上有控制机构和磁头，磁头被固定在能向磁盘 圆心方向伸缩的磁头臂上。当磁盘在传动系统的 驱动轴上旋转时，在定位驱动器控制下，通过磁 头臂的伸缩和盘片的旋转，磁头可以读写出盘片 上每一处的数据。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 存储容量
--存储容量是指存储器所能存储的二进制信 息总量。
--若磁盘的盘面数为H，每面的磁道数为T， 每个磁道的扇区数为S，每扇区为512字节，则磁 盘的容量为: (512×S×T×H)(字节)
1.1.2 硬盘的性能指标
• 转速
--转速是磁盘每分钟的旋转次数，单位是RPM （转/分钟）。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 接口类型
--硬盘接口类型有IDE、STAT、SCSI等多种。 --移动硬盘接口有USB等。
1.2 光盘存储
• 基本原理
--光存储系统由光盘驱动器和光盘（片）组 成。光盘驱动器产生一束激光照射到光盘上，反 射光由一个光检波来接收，并且被解码成数据。
1.2.1 光盘的类型
多媒体技术及应用
第8章 多媒体存储技术
本章概述
1 多媒体存储的种类
2
CD多媒体存储的种类
• 磁盘存储
--历史悠久，容量大
• 光盘存储
--存储容量大，工作稳定，存储密度高，寿 命长、介质可换、便于携带、价格低廉
• 半导体存储
--存储速度快
1.1 磁盘存储
• 最早的磁盘出现在20世纪50年代，1956年 出现第一个由IBM公司研制的商品化硬盘。
1.2.2 光存储系统的技术指标
• 尺寸
--光盘的尺寸多种多样。LV（Laser Vision）的直径为12英寸(300mm)，CD激光唱 盘和CD—ROM为4.72英寸(120mm)，WORM一次写 光盘为14.12英寸和4.7英寸，可擦写光盘向小 尺寸方向发展，主要尺寸为4.7英寸和3.14英寸。
✓ 也有的系统使用一层薄的金属记录层，当该金属被写激光加热到 170℃时，它的物理特性由晶态(高反射性)转换到非晶态(低反射 性)，从而在光盘轨道上产生了光反射系数高（未被加热过）与低 (加热过)两种不同的状态，使激光可读出数据。
1.2.1 光盘的类型
• Rewritable可重写光盘
--在可擦写光盘系统中，用户自己可以进行 数据的写、读，擦除后并再次写入。
• 逻辑上，数据以文件的形式存储在磁盘上； • 物理上，数据以磁道(Tracks)和扇区(Sectors)
的方式存储在盘面的表面。
• 磁道是一些同心圆，而扇区是磁道上的扇形区域。 每个扇区通常可记录512字节的数据。
• 一张盘片有多个磁道，一个磁道上有多个扇区。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 记录密度 • 存储容量 • 转速 • 平均寻道时间 • 缓存 • 传输速率 • 接口类型
• CD-ROM只读光盘 • WORM一次写多次读光盘 • Rewritable可重写光盘
1.2.1 光盘的类型
• CD-ROM只读光盘
--CD-ROM是最常用的光盘，直径约12cm， 容量约650M(74min)。其工作特点是，采用激光 调制方式记录信息，将信息以凹坑(pits)和凸区 (lands)的形式记录在螺旋形光道上。光盘是由 母盘压模制成的，一旦复制成形，永久不变，用 户只能读出信息。
--写入数据时，磁头产生一定方向和强度的磁场，将对应磁头 下方的微小区域（磁化单元）磁化。
--读出数据时，磁头相对于已经被磁化的磁化单元做切割磁力 线运动，从而在磁头的读线圈中产生感应电势。由于磁化单元的极性 方向不同，产生的电势方向也不同，这样便可以读出记录在磁盘上的 数据“0”或“1”。
1.1.1 磁盘的基本工作原理
1.1.2 硬盘的性能指标
• 记录密度
--记录密度指单位长度内所存储的二进制信 息量。包括道密度和位密度。
--道密度是指沿磁盘半径方向单位长度的磁 道数，单位是“道/英寸”(TPI)。
--位密度是指单位长度的磁道上记录的二进 制位数，又称线密度，单位为bpi。
--各磁道是磁盘圆心的同心圆，各磁道上所 记录的信息量是相同的，但位密度不同。也就是 说，磁盘自内圈磁道上的位密度最大，用以代表 整个磁盘的位密度。
--平均寻到取决于磁头动力臂的运行速度。 目前硬盘平均寻道时间在9毫秒以下。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 缓存
--缓存是指硬盘内部的高速缓冲存储器。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 传输速率
--传输速率分为内传输速率与外传输速率。 --内传输速率是从硬盘到缓存的的传输速度。 --外传输速率是从缓存到通信接口的传输速 度。
1.2.1 光盘的类型
• WORM一次写多次读光盘
--WORM(Write Once Read Many)光盘使用户能够自 己将数据、程序或节目记录到光盘上。
--实现方式：
✓ 采用有机染料作为记录层，该层被激光加热时则熔化，并形成了 一个凹坑，未被加热的点仍然是平面，这就形成了代表0和1的两 种状态。读取激光照射在凹坑上时，反射光的光强降低
--转速对于硬盘传输速度和持续传输速度至 关重要。转速越快，硬盘取得及传送数据的速度 也就越快。
--目前，硬盘转速主要为5400RPM、 7200RPM、10000RPM。
1.1.2 硬盘的性能指标
• 平均寻道时间
--平均寻道时间是指磁头到达目标数据所在 磁道的平均时间，它直接影响磁盘的随即数据传 输速度。
--有多种不同方式的可擦写光盘，包括磁光 系统、相变系统和染料化合物系统。
--现在120mm可擦写光盘可存储4.7GB，它 的容量还会增加10倍，数据读取速率可达到10Mb ／s。使用更高的旋转速度和置于平行轨道的多光 头，可使速度达到500Mb／s甚至更高。
1.2.2 光存储系统的技术指标
• 尺寸 • 容量 • 平均存取时间 • 数据传输速率 • 误码率 • 平均无故障时间