第二讲多媒体硬件系统.ppt

学习目标 1. 熟悉多媒体计算机系统的组成； 2. 了解几种光存储器的存储原理、技术指标和数据格式； 3. 熟悉几种常用外部设备的工作原理、功能和特点。 2.1.1多媒体硬件系统 2.1.2多媒体软件系统 2.2.1光存储设备 2.2.2光盘存储格式标准 2.2.3 CD-ROM光存储系统 CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）光存储系统包括CD-ROM驱动器和CD-ROM盘片两部分组成。 其中CD-ROM只读光盘中的信息是制作光盘时采用专用设备一次性装入；CD-ROM驱动器主要任务是完成对CD-ROM盘片上的数据读取。 2.2.3 CD-ROM盘片的结构 CD-ROM光盘的制作过程 CD-ROM驱动器的工作原理 CD-ROM驱动器的激光头由激光发射器、半反射棱镜、透镜和光电二极管组成。 在读光盘时，激光发射器发出的激光束透过半反射棱镜汇聚在物镜上，经透镜聚焦成极小的光点并透过光盘表面的透明基底照射到凸凹面上。此时光盘的反射层就会将照射的光线反射回去，透过透镜再照射到半反射棱镜上。由于半反射棱镜是半反射结构，因此不会让光线再穿过它返回到激光发射器，而是反射到光电二极管上。由于从凹坑和非凹坑反射回来的光强度不同，在边沿发生突变，光强度突变被表示为“1”，持续一段时间的连续光强被表示为“0”。光电二极管检测到的是用“0”或“1”排列的数据，并将他们解析成保存的数据。 CD-ROM驱动器主要技术指标 2.2.4 CD-R光存储系统 CD-R光盘是一种记录式的光盘，基于橙皮书的CD-R空白光盘实际上没有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备将需要长期保存的数据写入空白的CD-R盘片上，这时的CD-R光盘就可以变成基于红皮书、绿皮书和黄皮书等格式。写入CD-R盘上数据可在CD-ROM驱动器上读出。 CD-R盘片的结构 CD-R盘片的结构从下到上由4层组成：盘基、感光层、反射层和保护层。其中感光层为有机染料层，反射层用金（或纯银）材料取代铝反射层。 压制CD-R盘的印模具有很长的螺旋形脊背，使压制的CD-R盘形成预刻槽。预刻槽是摆动的，用于跟踪记录期间的轨迹。 CD-R的刻录和读取原理 CD-R刻录原理如下： 用输入数据来调制刻录机写激光光线的强弱，光线通过CD-R空白盘的聚碳酸脂层照射到有机染料层的表面一个特定部位上，强的激光束照射时产生的热量将有机染料烧熔，形成光痕（凹坑）。光痕处与原染料层的反射率就不相同，因而就可以记录“0”、“1”数字信号。 CD-R的刻录和读取原理 CD-R读取原理： 当CD-ROM驱动器读取CD-R盘上的信息时，激光将透过聚碳酸脂和有机染料层照射镀金层的表面，并反射到CD-ROM的光电二极管检测器上。由于光痕会改变激光的反射率，CD-ROM驱动器的光电检测器根据反射回来的光线的强弱来分辨数据0和1 . CD-R刻录机的选择 （1）支持的数据格式 （2）支持的刻录方式 （3）刻录机的写入速度 （4）缓存区（Buffer）的容量 （5）平均无故障时间（MTBF） （6）数据可靠性 2.2.5 CD-RW光存储系统 CD-RW 是Compact Disc-Rewriteable的缩写。CD-RW驱动器为 “可擦写光盘刻录机”，CD-RW盘片具有反复擦写功能。 CD-RW盘片的结构 CD-RW盘片是在基盘上沉积电介质层、相变记录层、冷却层和保护层等形成多层结构。 CD-RW盘片擦写原理 CD-RW盘片的记录介质层采用了相变材料，这种材料的特点是在固态时存在两种状态：非晶态和晶态。利用记录介质的非晶态和晶态之间的互逆变化来实现数据的记录和擦除。写过程是把记录介质的信息点从晶态转变为非晶态；擦过程是写过程的逆过程，即把激光束照射的信息点从非晶态恢复到晶态。 CD-RW盘片的擦写过程 在写入数据期间，用写入激光束照射在空白CD-RW盘片的某一特定区域上，激光温度高于相变材料融化点温度（500～700℃）。这时被照射区域内的相变材料融化形成液态，然后迅速充分冷却下来，液态时的非晶态就被固定下来。这种状态造成了相变材料体积的收缩，从而在激光照射的地方形成了一个凹坑，以便储存数据。而当擦除激光束照射相变材料时，由于激光束的温度未达到相变材料融化点但又高于结晶温度（200℃），照射一段充足的时间（至少长于最小结晶时间），则还原到晶态。 2.2.6 DVD光存储系统 同CD光存储系统一样，DVD光存储设备也分只读型DVD-ROM、写读型DV