再回首看CD-ROM
CD-ROM的英文原文是Compact Disk Read Only Memory,中文翻译为“光盘只读存储器”或者“只读光盘存储器”。完整的CD-ROM应该有三个组成部分:光盘驱动器、光盘片和驱动程序。与常用的磁盘存储器比较,CD-ROM最主要的特点有以下几个:
·光盘片中的信息只能读出。用户既不能向其中写入新的信息,也不能修改或删除其原有的信息;
·光盘片具有很大的存储容量。我们一般使用的光盘片的存储容量是650MB。按照目前的技术水平,一片光盘的存储容量可以达到3.3GB以上;
·光盘片是可以更换的。这一点与软磁盘相似;
·CD-ROM存储器采用激光束读出光盘片中的信息(而磁盘是用磁记录原理来记录和读出磁盘中的信息)。CD-ROM存储器在工作时,光学头和光盘片之间是不接触的,因此不存在光学头和光盘片之间的磨损问题。
说到这里,可以看出CD-ROM与软、硬磁盘相比都有明显的优点。不足之处是不能写入信息。有没有可读可写的光盘呢?有的,称为“可擦写光盘存储器(RWOM)”,是光盘技术中最有发展前途的一种。它既具有可更换盘片介质海量存储的特点,又可以像普通磁盘一样很方便地反复重写。目前最流行的可重写光盘技术是磁光盘(MO)技术,但是,这种可读写的光盘技术十分复杂,因而产品价格昂贵,目前还不能普及使用。
在多媒体微机系统中,CD-ROM更是必不可少的标准配置。多媒体是由文字、图形、图像、声音、动画等多种信息组成的,存储这些信息需要大容量的存储器,如存储一分钟的VCR图像信号,需要10-15MB的存储空间,15分钟的图像信号则需要225MB的存储空间。而对于电视图像,每秒约30帧,每帧含有922KB数据(640×480像素×3字节/像素),因此可算出每一分钟未经压缩的电视图像约需要1.6GB的存储空间。即使经过压缩(20∶1或50∶1或200∶1)后,存储两个小时的一部电影也需要1GB-7.2GB的存储空间。这样大的存储空间需求量,显然是不能采用软磁盘来满足的;而硬盘由于不能更换磁盘片,也无法满足需要。所以在目前的多媒体系统中,CD-ROM是不可取代的多媒体信息载体。
#2 CD盘的分类
自从1981年问世以来,CD盘有了很大的发展,目前已经开发了各种CD产品。它们的分类、存放的信息内容、信息量以及遵从的标准如左下表所示。表中属于CD-ROM类的产品是CD-DA、CD-ROM、CD-Ⅰ、Video-CD。各种CD产品的标准和存放的信息虽然不同,但是它们的材料、尺寸大小、重量、制造方法都是相同的。各种不同的标准是为了存放不同的数据而制定的。
#2 CD-ROM盘片的有关知识
为了更好地使用CD-ROM,我们应了解有关CD-ROM盘片的一些基本知识。
CD-ROM盘片是用塑料作成的圆盘,厚度只有1.2毫米,重量约14-18克。它的表面镀有一层很薄的铝层,因此它的颜色是银白色,习惯上称为银盘(如果镀有一层金,表面则呈金黄色,称为金盘,CD-ROM多是金盘)。光盘表面用微小的凹坑和非凹坑分别表示0和1,光盘驱动器用红外激光去读光盘表面上微小的凹坑和非凹坑,由于从凹坑和非凹坑反射回来的光信号的强度是不同的,把光信号转换成电信号之后就可以获得0和1的信息。
光盘不像磁盘那样可以两面存储信息,而只用一面来存储信息,另一面可以用来印刷有关的标题目录或说明。
光盘的表面被划分为光道,光盘的光道与磁盘的磁道是不相同的。图A、图B是光盘的光道与磁盘的磁道的比较示意图。
从图中可以看出,磁盘的磁道是同心环。磁盘的转动角速度是恒定的,这种方式的英文缩写表示为CAV(Constant Angular Velocity)。采用同心圆环磁道的优点是控制简单,便于随机存取。但是内外磁盘转动的线速度是不相等的,因此内外磁盘的数据记录密度(比特/英寸)也是不同的。外磁道的数据记录和密度较低,存储空间没有充分利用。
光盘的光道不是同心圆环,而是螺旋型的。光盘转动的角速度在内外光道是不同的,而线速度恒定。这种方式的英文缩写表示为CLV(Constant Linear Velocity)。由于采用了恒定的线速度,所以内外光道的数据记录密度可以做到相同,这样就充分地利用了盘片的存储空间,大大增加了存储容量。但是这种方式的控制比较复杂,同时随机存取特性也较差。总的说来,CLV方式由于可以增加存储容量,将会进一步得到广泛的使用。目前不仅CD-ROM采用了CLV方式,磁光盘存储器也开始采用CLV方式。
#2 CD-ROM的主要技术性能
CD-ROM的技术性能指标很多,了解一些主要的指标对于选购和使用CD-ROM是十分必要的。对于一般用户来说,CD-ROM的主要性能指标有以下几个:
·数据传输率
数据传输率对任何一种存储器来说,都是一种重要的技术指标,对于CD-ROM也不例外。我们通常说一个光驱是“几速”的,就是指它的数据传输率。与磁盘存储器一样,CD-ROM的数据传输率不仅与盘片的转动速度有关,而且还取决于光盘的数据记录密度,而记录密度又取决于光学读出头的分辨率。
CD-ROM数据传输率的物理意义是指每秒钟向主机传送的数据(比特)量。最早的CD-ROM数据传输率为153600B/S,即150KB/S。这种速率的光盘驱动器成为单速驱动器,记为“1X”。传输率为300KB/S的光驱称为倍速光驱,记为“2X”。依次类推。
·读取时间
读取时间是指CD-ROM在接收到命令后,移动光学头到指定位置,并把第一个数据块读入CD-ROM中的高速缓冲存储器这个过程所花费的时间。MPC3标准要求平均读取时间要小于250ms,目前四速以上的光驱一般都能够达到这个要求。但是这个读取时间远远大于硬盘的读取时间(约为10-18ms),所以CD-ROM的速度比硬盘慢得多。
·高速缓冲存储器
高速缓冲存储器是在光驱中内置的RAM存储器,它用来暂存CD-ROM中读出的数据,以便能够保持一个恒定的数据传输率向主机传送数据。CD-ROM中至少应该有64KB以上的缓冲存储器。