第10章 光盘存储器汇总

第10章光盘存储器

如何记录“0”和“1”，如何提高单位面积上的记录密度是计算机工业中的一个非常重要的技术研究和开发课题。在半个世纪中，科学家和工程技术人员开发了许多的记录技术，从电子管到半导体存储器，从磁记录到光记录都取得了辉煌的成就。光记录是20世纪70年代的重大发明，是80年代世界上的重大技术开发项目，是90年代得到广泛应用的技术。本章将从CD到DVD的发展过程中所采用的一些技术作一个介绍。

10.1 CD简历

10.1.1 CD工业史上的几件大事

20世纪70年代初期，荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息，并于1972年9月向全世界展示了长时间播放电视节目的光盘系统，这就是1978年正式投放市场并命名为LV(Laser Vision)的光盘播放机。从此，利用激光来记录信息的革命便拉开了序幕。它的诞生对人类文明进步的影响，不亚于纸张的发明对人类的贡献。

大约从1978年开始，把声音信号变成用“1”和“0”表示的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上，历时4年，Philips公司和Sony公司终于在1982年成功地把这种记录有数字声音的盘推向了市场。由于这种塑料金属圆盘很小巧，所以用了英文Compact Disc来命名，而且还为这种盘制定了标准，这就是世界闻名的“红皮书(Red Book)标准”。这种盘又称为数字激光唱盘(Compact Disc-Digital Audio，CD-DA)盘。

由于CD-DA能够记录数字信息，很自然就会想到把它用作计算机的存储设备。但从CD-DA过渡到CD-ROM有两个重要问题需要解决：①计算机如何寻找盘上的数据，也就是如何划分盘上的地址问题。因为记录歌曲时是按一首歌作为单位的，一片盘也就记录20首左右的歌曲，平均每首歌占用30多兆字节的空间。而用来存储计算机数据时，许多文件不一定都需要那么大的存储空间，因此需要在CD盘上写入很多的地址编号。②把CD 盘作为计算机的存储器使用时，要求它的错误率(10-12)远远小于声音数据的错误率(10-9)，而用当时现成的CD-DA技术不能满足这一要求，因此还要采用错误校正技术。于是就开发了“黄皮书(Yellow)标准”。

遗憾的是，这个重要标准只解决了硬件生产厂家的制造标准问题，也就是存放计算机数据的物理格式问题，而没有涉及逻辑格式问题，也就是计算机文件如何存放在CD-ROM 上，文件如何在不同的系统之间进行交换等问题。为此，在多方努力下又制定了一个文件交换标准，后来国际标准化组织(International Standards Organization，ISO)把它命名为ISO 9660标准。

经过科学技术人员以及各行各业人员的共同努力，终于在1985年前后成功地把

CD-ROM推向了市场，从此CD-ROM工业走上了康庄大道。

10.1.2 CD系列产品

自从1981年激光唱盘上市以来，开发了一系列CD产品，而且还在不断地开发新的产品，VCD仅仅是其中的一个产品，如图10-01所示。

图10-01 目前市场上的CD产品

CD原来是指激光唱盘，即CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)，用于存放数字化的音乐节目，现在，通常把图10-01所列的CD-G(Graphics)、CD-V(Video)、CD-ROM、CD-I(Interactive)、CD-I FMV(Full Motion Video)、卡拉OK(Karaoke)CD、Video CD 等通称为CD。尽管CD系列中的产品很多，但是它们的大小、重量、制造工艺、材料、制造设备等都相同，只是根据不同的应用目的存放不同类型的数据。它们之间的差别主要是：

(1) CD-DA 存放数字化的音乐节目

(2) CD-G 存放静止图像和音乐节目

(3) CD-V 存放模拟的电视图像和数字化的声音

(4) CD-ROM 存放数字化的文、图、声、象等

(5) CD-I 存放数字化的文、图、声、象(静止的)、动画等

(6) CD-I FMV 存放数字化的电影、电视等节目

(7) 卡拉OK CD 存放数字化的卡拉OK节目

(8) Video CD 存放数字化的电影、电视等节目

(9) Photo-CD 存放的主要是照片、艺术品

为了存放不同类型的数据，制定了许多标准，这些标准如表10-01所示。

表10-01 部分CD产品标准

标准名称盘的名称应用目的播放时间显示的图像Red Book

(红皮书)

CD-DA 存储音乐节目74分钟

Yellow Book (黄皮书) CD-ROM

存储文图声象等

多媒体节目

存储650 MB的数

据

动画、静态图像、

动图像

Yellow Book (黄皮书) CD-ROM

存储文图声象等

多媒体节目

存储650 MB的数

据

动画、静态图像、

动图像

Green Book (绿皮书) CD-I

存储文图声象等

多媒体节目

存储多达760 MB

的数据

动画、静态图像

Orange Book (橙皮书) CD-R

读/写入文图声象

等多媒体节目

White Book (白皮书) Video CD 存储影视节目70分钟(MPEG-1)

数字影视(MPEG-1)

质量

Red Book + (红皮书+) CD-Video

存储模拟电视

数字声音

5～6分钟(电视)

20分钟(声音)

模拟电视图像

数字声音

CD-Bridge Photo CD 存储照片静态图像

Blue Book (蓝皮书) LD(LaserDi

sc)

存储影视节目200分钟模拟电视图像

10.2 CD的工作原理

10.2.1 CD盘片结构

激光唱盘、CD-ROM、数字激光视盘等统称为CD盘。CD盘主要由保护层、反射激光的铝反射层、刻槽和聚碳酸脂衬垫组成，如图10-02所示。

图10-02 CD盘片的结构