[精选]第09章多媒体光盘存储系统

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1、多媒体多媒体实用教程实用教程第九章第九章 多媒体光盘存储系统多媒体光盘存储系统October 20079.1光盘存储系统光盘存储系统9.1.1光盘及其特点光盘及其特点 CD（Compact Disc）意为高密盘，称为光盘，因为它是通过光学方式来记录和读取二进制信息的。光盘是一种数字式记录存储器，具有一切存储介质的优点，如大容量、耐用、易保存、标准化等。9.1光盘存储系统光盘存储系统光盘在存储多媒体信息方面具有以下主要的特点：记录密度高记录密度高存储容量大存储容量大采用非接触方式读采用非接触方式读/写信息写信息信息保存时间长信息保存时间长多种媒体融合多种媒体融合价格低廉价格低廉不同平台可以互换不

2、同平台可以互换9.1光盘存储系统光盘存储系统9.1.2光盘的类型光盘的类型光盘通常是指下列光盘的总称：CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-RW、VCD、DVD等。按光盘的读/写性能来讲，可分为三种类型：只读型光盘存储器只读型光盘存储器CD-ROMCD-DAVCDDVD可记录光盘存储器可记录光盘存储器CD-R可擦写光盘存储器可擦写光盘存储器CD-RW（CD-Rewritable）9.1光盘存储系统光盘存储系统9.1.3光盘驱动器光盘驱动器必须使用专门的设备才能从光盘中读取数据，这种设备就是光盘驱动器，简称光驱。CD-ROM光盘驱动器既能读CD-ROM盘，也能读其他如CD-DA、CD-R和V

3、CD等光盘，但它不能读DVD等特殊形式的光盘。9.1光盘存储系统光盘存储系统性能指标参数性能指标参数 接口类型接口类型光驱的接口方式有两种：IDE接口和SCSI接口。速度和读取方式速度和读取方式光驱的读取速度以150kb/s数据传输率的单倍速为基准。光驱在工作时有CLV和CAV两种方式。容错能力容错能力缓存和格式支持缓存和格式支持其他其他光驱高速旋转的主轴马达带来的震动、噪音、发热对光盘有一定的影响，选择有防震机构、静噪性能的产品对光驱和光盘都有好处。9.1光盘存储系统光盘存储系统【例例9.1】明基652A（增强型银色）的性能参数。光驱种类：CD-ROM安装方式：内置CD-ROM读取倍速：52

4、X接口类型：ATAPI-IDE缓存大小：128KB放置特点：水平/垂直9.2光盘的标准光盘的标准标准对各类光盘的物理尺寸、编码方式、数据记录方式以及数据文件的组织方式都有详细的规定。目前主要的光盘标准及产品有：CD-DA、CD-ROM、CD-R、VCD、DVD等。CD-DACD-ROMCD-RVCDDVD光盘技术发展过程中的主要产品9.2光盘的标准光盘的标准9.2.1 CD-DA标准（红皮书标准）标准（红皮书标准）CD-DA（Compact Disc-Digital Audio），称之为数字式激光唱盘或CD唱盘（图9.7）。1982年Sony和Philips公司合作开发了数字光盘音响系统，并制

5、定CD唱盘标准。9.2.2 CD-ROM标准（黄皮书标准）标准（黄皮书标准）该标准从CD-DA发展而来，又称黄皮书标准，该标准使得光盘以统一的格式存储只读的信息。CD-ROM是在CD-DA之后产生的，尽管两者之间有许多相似之处，但是它们有一个根本区别：音频CD只能存放音乐，而CD-ROM可以存放文本、图形、声音、视频及动画。9.2光盘的标准光盘的标准9.2.3 CD-R标准（橙皮书标准）标准（橙皮书标准）CD-R（Compact Disk Recordable：可记录光盘）是一种可以单次写入，多次读取的光盘。CD-R标准是Philips和Sony公司于1990年制定的，被称作橙皮书Part。C

6、D-RW（Compact Disk Rewritable：可擦写光盘）代表一种“重复写入”的技术，利用这种技术可以在特殊光盘上的相同位置重复写入数据。1996年初，Ricoh、Philips、Sony、Yamaha、Hewlett-Packard以及 Mitsubishi化学公司建立了一个工业论坛，发布了CD-RW格式标准。橙皮书Part III也正式出台，从此CD-RW（CD-Rewriteable）标准被正式定义。9.2光盘的标准光盘的标准CD-R、CD-RW光盘光盘 9.1光盘存储系统光盘存储系统【例例9.2】明基5232X CD刻录机的性能参数。光驱种类：CD刻录机 安装方式：内置 刻

7、录机规格：CD-RW CD-RW擦写倍速：32X CD-R写入倍速：52X CDROM读取倍速：52X 写入方式：Disc-at-once,Track-at-once,Session-at-once,Multisession,Packet writing,Raw writing 缓存大小：2MB 9.2光盘的标准光盘的标准9.2.4 Video-CD标准（白皮书标准）标准（白皮书标准）Video CD（简称VCD）是由JVC、Philips等公司于1993年联合制定的数字电视存储技术规范，称之为白皮书（White Book）。它用来描述光盘上存放采用MPEG-1（活动图像专家组）标准编码的全动

8、态图像及其相应立体声声音数据的光盘格式。VCD标准在ISO 9660文件结构基础上定义了完整的文件系统，这样就使VCD节目能够在CD-ROM和VCD播放机上播放。VCD盘需要的目录有：Root directory 0（根目录0），CDI，VCD和MPEGAV。9.2光盘的标准光盘的标准9.2光盘的标准光盘的标准9.2.5 DVD标准标准DVD在其发展初期，是指Digital Video Disc，即“数字视盘”。随着光盘技术的进步，它不仅可以储存影视节目，而且可以储存音乐、数据，随着用途增多，就将这种类型的光盘统称为“数字多用途光盘”，英文名是Digital Versatile Disc，简称

9、DVD。9.2光盘的标准光盘的标准DVD的分类:按格式分类按格式分类Book A DVD-ROM只读光盘，用途类似CD-ROM；Book B DVD-Video影视光盘，用途类似LD或Video CD；Book C DVD-Audio音乐光盘，用途类似音乐CD；Book D DVD-R一次写入的光盘，用途类似CD-R；Book E DVD-RAM可擦写的光盘。Book F DVD-RW可擦写的光盘，用途类似CD-RW DVD分类标识图分类标识图 9.2光盘的标准光盘的标准按盘面大小分类按盘面大小分类DVD目前有120mm和80mm两种规格。按刻录方式分类按刻录方式分类DVD光盘有只读光盘和刻录

10、光盘两种。只读光盘：DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio。刻录光盘：目前DVD刻录技术有三大类、五种规范（DVD-RAM；DVD-R、DVD-RW；DVD+R、DVD+RW）。一次写入型有DVD-R、DVD+R。可擦写型有DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW。按记录层分类按记录层分类单面单层DVD-5单面双层DVD-9双面单层DVD-10双面双层DVD-18双面混合层DVD-14 9.2光盘的标准光盘的标准类别类别外径外径光光 盘盘 种种 类类容量（容量（GB）只读DVD120mmDVD-5单面单层4.70DVD-9单面双层8.54DVD-10双面单层9.40DVD-1

11、4双面混合层13.24DVD-18双面双层17.0880mmDVD1单面单层1.46DVD2单面双层2.66DVD3双面单层2.92DVD4双面双层5.32按记录层分类按记录层分类DVD类型类型 9.2光盘的标准光盘的标准类别类别外径外径光光 盘盘 种种 类类容量（容量（GB）刻录DVD120mmDVD-RV1.0单面单层3.95DVD-RV2.0单面单层/双面单层4.70/9.40DVD-RWV2.0单面单层/双面单层4.70/9.40DVD-RAMV1.0单面单层2.58DVD-RAMV1.0双面单层5.16DVD-RAMV2.0单面单层4.70DVD-RAMV2.0双面单层9.4080m

12、mDVD-RV1.0单面单层1.2DVD-RAMV1.0单面单层0.7DVD-RAMV2.0双面单层1.46CDROM120mmCD-ROM0.65080mmCD-ROM0.1949.2光盘的标准光盘的标准从外观和尺寸方面来看，DVD盘与现在广泛使用的CD盘没有什么差别，直径均为120mm，厚度1.2mm（DVD是由两片0.6mm的盘片黏合而成的）。DVD与与CD技术参数比较技术参数比较DVDCD盘片直径120mm120mm盘片厚度0.6mm+0.6mm1.2mm激光波长635/650nm780nm光轨间距0.74m1.6m最小光坑长度0.4m0.83m纠错码RSPCCIRC通道码8-16调制

13、8-14调制，加3位合并位盘片表面的利用率87.5cm286.0cm29.2光盘的标准光盘的标准DVD容量比CD大的原因主要有：更高的存储密度更有效的编码增加盘的数据记录面积 增加记录面、记录层9.2光盘的标准光盘的标准DVD的特点大存储容量高画质高音质 高兼容性 高可靠性 DVD视频光盘音频编码技术参数视频光盘音频编码技术参数必选方式必选方式NTSC型视频光盘必选以下两种方式：LPCM音频压缩方式：杜比数字PAL/SECAM视频光盘必选以下两种方式：LPCM下列音频压缩方式之一：杜比数字或MPEG-2Audio任选方式任选方式5.1声道杜比数字环绕声（DolbyDigitalsurround

14、sound）5.1声道DTS环绕声5.1声道MPEG-2环绕声9.1光盘存储系统光盘存储系统【例例9.3】三星金将军52X康宝2M（白金版）性能参数。光驱种类：康宝 安装方式：内置 DVD最大读取倍速描述：16X CD-RW擦写倍速：24XCD-R写入倍速：52XCDROM读取倍速：52X 接口类型：ATAPI-IDE 输出模式/速率：Ultra DMA 33 Mode 写入方式：DAO(Disc-At-Once),TAO(Track-At-Once)；SAO(Session-At-Once),Variable&Fixed Packet Write DVD平均存取时间：130ms CDROM平

15、均存取时间：CD-ROM100ms；CD-RW120ms；缓存大小：2MB 9.2光盘的标准光盘的标准1996年10月，DVD技术联合会公布了DVD软件和硬件采用的乱码技术以及按6大地区区域码分区发行软件的措施，实现了软件著作权保护与可靠使用。六个区域码划分如下：第一区（Region 1）：美国、加拿大、东太平洋岛屿；第二区（Region 2）：日本、西欧、北欧、南非、中东（包括埃及）；第三区（Region 3）：台湾、香港、南韩、泰国、印尼等东南亚国家；第四区（Region 4）：澳洲，新西兰，中南美洲，南太平洋岛屿，加勒比海；第五区（Region 5）：俄罗斯、蒙古、印度半岛、中亚、东欧、

16、朝鲜、北非、西北亚一带等；第六区（Region 6）：中国大陆；9.2光盘的标准光盘的标准DVD影片影片六个区域码的标识：六个区域码的标识：DVD影片全区码标识：影片全区码标识：9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.3.1 CD-ROM光盘结构与存取信息的原理光盘结构与存取信息的原理CD-ROM光盘的结构光盘的结构9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理CD-ROM光盘信息存取的原理光盘信息存取的原理9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理多光束探测器分辨多光束探测器分辨0或或1CD标准波片分光片衍射波片激光光束聚光物镜多光束探测器从

17、光盘上读出数据的示意图从光盘上读出数据的示意图9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理CD-ROM光盘上数据的光盘上数据的EFM编码过程编码过程:9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理 CD-ROM光盘的制作过程光盘的制作过程原版盘预制作，或者称为母盘预制作。原版盘制作，或者称为母盘制作。对光刻的玻璃盘进行化学处理。对经过化学处理的玻璃盘进行化学电镀生成金属原版盘，称为父盘（father disc），通过父盘再制作母盘（mother disc），然后由母盘制作出子盘（son disc），子盘就是模片（stamper）。9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与

18、存取信息的原理的原理大批量复制大批量复制 9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.3.2 CD-R光盘结构与存取信息的原理光盘结构与存取信息的原理CD-R光盘的结构光盘的结构CD-R光盘信息存取的原理光盘信息存取的原理9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.3.3 CD-RW光盘结构与存取信息的原理光盘结构与存取信息的原理CD-RW光盘的结构光盘的结构CD-RW光盘信息存取的原理光盘信息存取的原理9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.3.4 DVD光盘结构与存取信息的原理光盘结构与存取信息的原理DVD光盘的结构光盘的结构DVD

19、光盘信息存取的原理光盘信息存取的原理 9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.3光盘的结构与存取信息光盘的结构与存取信息的原理的原理9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构9.4.1 CD-ROM数据记录的物理格式数据记录的物理格式CD-DA的结构的结构 9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构CD-DA的帧和扇区的帧和扇区9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构CD-ROM数据记录的物理格式数据记录的物理格式 帧的数据结构帧的数据结构 CD-DA的帧结构的帧结构同步同步子码子码声音数据声音数据（左）（左）Q校验码校验码声音数据声音数据（右）（右）

20、P校验码校验码31124124扇区的数据结构扇区的数据结构 CD-DA的扇区物理格式的扇区物理格式同步同步用户数据用户数据Q校验校验P校验校验子码通道子码通道294字节2352字节392字节392字节98字节（通道码）3234字节9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构CD-ROM的扇区物理格式的扇区物理格式CD-ROMMode1同步同步扇区头扇区头用户数据用户数据EDC空缺空缺ECC124204848276CD-ROMMode2同步同步扇区头扇区头用户数据用户数据1242336CD-ROMMode2Form1同步同步扇区头扇区头子码通道子码通道用户数据用户数据EDCECC124820

21、484276CD-ROMMode2Form2同步同步扇区头扇区头子码通道子码通道用户数据用户数据EDC124823244扇区字节长度2352字节9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构扇区的数据结构扇区的数据结构 同步（Sync）同步（同步码），扇区里的12字节区域，它包含同步信息，在16进制中，整个区域除第一个和最后一个字节外都为00（CD唱盘的同步码与其他光盘的同步码不同）。扇区头（Header）扇区头，又称扇区地址。有4字节，分别表示分（Min）、秒（Sec）、分秒（Frac）和光轨模式（Mode），分秒可理解为扇区的单位。名称名称分秒分秒模式字节数字节数1111范围范围标准：0

22、074，最大：9900590074Mode代码9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构子码通道Sub-Codes channel（或子通道Sub-Channel）在CD-DA扇区中，子码通道98字节平均分配给P，Q，R，S，T，U，V，W等8个子通道，每个子通道98位（bit）。子通道P：用来指示声音数据在何处开始。子通道Q：98bit，分为A，B，C，D，E五个区域。子通道子通道Q区域区域ABCDE位（比特）位（比特）24472169.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构【例例9.4】计算音频光盘、数据光盘和视频光盘三种典型CD容量。三种典型CD扇区的字节数分别是：2352、

23、2048和2336。那么，它们的容量分别是：CD-DA：746075235210241024=746.93（MB）CD-ROM（Mode 1）：746075204810241024=650.39（MB）VCD：746075233610241024=741.85（MB）注：式中光盘容量以注：式中光盘容量以74分钟来计量，每分钟分钟来计量，每分钟60秒，每秒读秒，每秒读75个扇区。个扇区。9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构CD-ROM数据记录的物理格式数据记录的物理格式 光轨（光轨（Track）光轨，是光盘上一种资料记录的单位。光盘上储存的信息资料是按一定规则排列的，其形状像一条条“

24、轨道”，称为“光轨”。光轨由内至外呈螺旋线形状。数据光盘数据光盘 CD-DA光盘光盘 9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构区段（区段（Session）、单区段（）、单区段（Single）和）和多区段（多区段（Multi Session）区段，是光盘刻录的单位，包括导入区（Lead-In Area）、用户数据区和导出区（Lead-Out Area）三部分。每个区段都含有一个自己的目录文件，包含了本区段格式说明。多区段还包含前面区段的格式说明。数据光盘数据光盘 CD-DA光盘光盘 9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构9.4.2 CD-ROM数数据据记记录录的的逻逻辑辑格格式

25、式ISO 9660标准标准ISO 9660标准规定了光盘文件结构、目录结构和路径表：逻辑扇区（逻辑扇区（Logical Sector）和逻辑块（）和逻辑块（Logical Block）卷结构卷结构路径表路径表目录结构目录结构物理扇区与逻辑扇区的关系CD-ROMMode 1同步同步扇区头扇区头用户数据用户数据EDC空缺空缺ECC124204848276物理扇区2352字节逻辑扇区2048字节9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构目录文件结构目录文件结构 9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构目录结构与路径表目录结构与路径表 9.4 CD-ROM的信息组织的信息组织结构结构9.

26、4.3 操作系统对操作系统对CD-ROM文件系统的支持文件系统的支持DOS系统对系统对CD-ROM的支持的支持Linux系统对系统对CD-ROM的支持的支持Windows系统对系统对CD-ROM的支持的支持9、静夜四无邻，荒居旧业贫。9月-239月-23Monday,September 25,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。11:30:1711:30:1711:309/25/2023 11:30:17 AM11、以我独沈久，愧君相见频。9月-2311:30:1711:30Sep-2325-Sep-2312、故人江海别，几度隔山川。11:30:1711:30:1711:30Monday,S

27、eptember 25,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。9月-239月-2311:30:1711:30:17September 25,202314、他乡生白发，旧国见青山。25 九月 202311:30:17 上午11:30:179月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 2311:30 上午9月-2311:30September 25,202316、行动出成果，工作出财富。2023/9/25 11:30:1711:30:1725 September 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。11:30:17 上午11:30 上午11:30

28、:179月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。9月-239月-23Monday,September 25,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。11:30:1711:30:1711:309/25/2023 11:30:17 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。9月-2311:30:1711:30Sep-2325-Sep-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。11:30:1711:30:1711:30Monday,September 25,202313、不知香积寺，数里入云峰。9月-239月-2311:30:1711:30:

29、17September 25,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。25 九月 202311:30:17 上午11:30:179月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。九月 2311:30 上午9月-2311:30September 25,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/9/25 11:30:1711:30:1725 September 202317、空山新雨后，天气晚来秋。11:30:17 上午11:30 上午11:30:179月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。9月-239月-23Monday,September 25,202310、阅读一切好

30、书如同和过去最杰出的人谈话。11:30:1711:30:1711:309/25/2023 11:30:17 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。9月-2311:30:1711:30Sep-2325-Sep-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:30:1711:30:1711:30Monday,September 25,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。9月-239月-2311:30:1711:30:17September 25,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。25 九月 202311:30:17 上午11:30:179月-2

31、315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。九月 2311:30 上午9月-2311:30September 25,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/9/25 11:30:1711:30:1725 September 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。11:30:17 上午11:30 上午11:30:179月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉