光盘是利用什么原理进行信息读写的存储器

光盘是利用“激光”原理进行信息读写的存储器。光盘是用激光扫描的记录和读出方式保存信息的一种介质；它是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息。

本教程操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。

光盘（英语：Optical disc，又译作光碟）于1965年由美国发明家詹姆斯·拉塞尔（英语：James Russell (inventor)）发明，当时所存储的格式仍以模拟信号（Analog）为主。它是用激光扫描的记录和读出方式保存信息的一种介质。大约在1990年代中期时开始普及，具有存放大量资料的特性，1片12cm的CD-R约可存放1小时的MPEG1的视频，或74分钟的音乐，或680MB的资料。

光盘是以光信息做为存储的载体并用来存储数据的一种物品。分不可擦写光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；和可擦写光盘，如CD-RW、DVD-RAM等。

光盘是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息。

结构

• 基板

  它是各功能性结构（如沟槽等）的载体，其使用的材料是聚碳酸酯（PC)，冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说，基板是无色透明的聚碳酸酯板，在整个光盘中，它不仅是沟槽等的载体，更是整体个光盘的物理外壳。CD光盘的基板厚度为1.2mm、直径为120mm，中间有孔，呈圆形，它是光盘的外形体现。光盘之所以能够随意取放，主要取决于基板的硬度。

  在读者的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。不过，对于光盘而言，却并不相同。如果你把光盘比较光滑的一面（激光头面向的一面）面向你自己，那最表面的一面就是基板。需要说明的是，在基板方面，CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。

• 记录层

  这是烧录时刻录信号的地方，其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。由于烧录前后的反射率不同，经由激光读取不同长度的信号时，通过反射率的变化形成0与1信号，借以读取信息。到2013年市场上存在三大类有机染料：花菁（Cyanine）、酞菁(Phthalocyanine) 及偶氮(AZO）。

  一次性记录的CD-R光盘主要采用（酞菁）有机染料，当此光盘在进行烧录时，激光就会对在基板上涂的有机染料，进行烧录，直接烧录成一个接一个的"坑"，这样有"坑"和没有"坑"的状态就形成了‘0'和‘1'的信号，这一个接一个的"坑"是不能恢复的，也就是当烧成"坑"之后，将永久性地保持现状，这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的"0"、"1"信息，就组成了二进制代码，从而表示特定的数据。

  在这里，需要特别说明的是，对于可重复擦写的CD-RW而言，所涂抹的就不是有机染料，而是某种碳性物质，当激光在烧录时，就不是烧成一个接一个的"坑"，而是改变碳性物质的极性，通过改变碳性物质的极性，来形成特定的"0"、"1"代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复改变的，这也就表示此光盘可以重复擦写。

• 反射层

  这是光盘的第三层，它是反射光驱激光光束的区域，借反射的激光光束读取光盘片中的资料。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。

  这个比较容易理解，它就如同我们经常用到的镜子一样，此层就代表镜子的银反射层，光线到达此层，就会反射回去。一般来说，我们的光盘可以当作镜子用，就是因为有这一层的缘故。

• 保护层

  它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。材料为光固化丙烯酸类物质。市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部分。

• 印刷层

  印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方，这就是光盘的背面。其实，它不仅可以标明信息，还可以起到一定的保护光盘的作用。

  光盘的诞生结束了录像带音像时代。

读取技术

1）CLV技术：（Constant-Linear-Velocity）恒定线速度读取方式。在低于12倍速的光驱中使用的技术。它是为了保持数据传输率不变，而随时改变旋转光盘的速度。读取内沿数据的旋转速度比外部要快许多。

2) CAV技术：（Constant-Angular-Velocity）恒定角速度读取方式。它是用同样的速度来读取光盘上的数据。但光盘上的内沿数据比外沿数据传输速度要低，越往外越能体现光驱的速度，倍速指的是最高数据传输率。

3) PCAV技术：（Partial-CAV）区域恒定角速度读取方式。是融合了CLV和CAV的一种新技术，它是在读取外沿数据采用CLV技术，在读取内沿数据采用CAV技术，提高整体数据传输的速度。

光盘类型

CD：（Compact-Disc）光盘。CD是由liad-in（资料开始记录的位置）；而后是Table-of-Contents区域，由内及外记录资料；在记录之后加上一个lead-out的资料轨结束记录的标记。在CD光盘，模拟数据通过大型刻录机在CD上面刻出许多连肉眼都看不见的小坑。

CD-DA：（CD-Audio）用来储存数位音效的光碟片。1982年SONY、Philips所共同制定红皮书标准，以音轨方式储存声音资料。CD-ROM都兼容此规格音乐片的能力。

CD-G：（Compact-Disc-Graphics）CD-DA基础上加入图形成为另一格式，但未能推广。是对多媒体电脑的一次尝试。

CD-ROM：（Compact-Disc-Read-Only-Memory）只读光盘机。1986年， SONY、Philips一起制定的黄皮书标准，定义档案资料格式。定义了用于电脑数据存储的MODE1和用于压缩视频图象存储的MODE2两类型，使CD成为通用的储存介质。并加上侦错码及更正码等位元，以确保电脑资料能够完整读取无误。

GD-ROM：（Gigabyte Disc）千兆光盘 是由雅马哈制作，日本世嘉公司于1998年投入适用于媒体记录和游戏机的一种多媒体光盘，最大储存量为1GB，用于取代当时市场上普遍存在的650MB-700MB容量的CD-ROM光盘。GD-ROM由雅马哈生产，它的工作原理是在原有CD-ROM的基础上，对数据进行再次打包，压缩处理来增加储存量。GD-ROM的数据由于其构造和生产因素，无法用传统的CD刻录机进行复制。

CD-PLUS：1994年，Microsoft公布了新的增强的CD的标准，又称为CD-Elure。它是将CD-Audio音效放在CD的第一轨，而后放资料档案，如此一来CD只会读到前面的音轨，不会读到资料轨，达到电脑与音响两用的好处。

CD-ROM XA：（CD-ROM-eXtended-Architecture）1989年，SONY、Philips、Microsoft对CD-ROM标准扩充形成的白皮书标准。又分为FORM1、FORM2两种和一种增强型CD标准CD+。

VCD：（Video-CD）激光视盘。SONY、Philips、JVC、Matsu**a等共同制定，属白皮书标准。是指全动态、全屏播放的激光影视光盘。

CD-I：（Compact-Disc-Interactive），是Philips、SONY共同制定的绿皮书标准。是互动式光盘系统。1992年实现全动态视频图像播放。

Photo-CD：1989年，KODAK公司推出相片光盘的橘皮书标准，可存100张具有五种格式的高分辨率照片。可加上相应的解说词和背景音乐或插曲，成为有声电子图片集。

CD-R：（Compact-Disc-Recordable）1990年，Philips发表多段式一次性写入光盘数据格式。属于橘皮书标准。在光盘上加一层可一次性记录的染色层，可通进行刻录。

CD-RW：在光盘上加一层可改写的染色层，通过激光可在光盘上反复多次写入数据。

SDCD：（Super-Density-CD）是东芝(TOSHIBA）、日立(Hitachi）、先锋、松下（Panasonic）、JVC、汤姆森(Thomson）、三菱、Timewamer等制订一种超密度光盘规范。双面提供5GB的储存量，数据压缩比不高。

MMCD：（Multi-Mdeia-CD）是由SONY、Philips等制定的多媒体光盘，单面提供3.7GB储存量，数据压缩比较高。

HD-CD：（High-Density-CD）高密度光盘。容量大。单面容量4.7GB，双面容量高达9.4GB，有的达到7GB。HD-CD光盘采用MPEG-2标准。

MPEG-2：1994年，ISO/IEC组织制定的运动图像及其声音编码标准。针对广播级的图像和立体声信号的压缩和解压缩。

DVD：（Digital-Versatile-Disk）数字多用光盘，以MPEG-2为标准，拥有4.7G的大容量，可储存133分钟的高分辨率全动态影视节目，包括个杜比数字环绕声音轨道，图像和声音质量是VCD所不及的。

DVD+RW：可反复写入的DVD光盘，又叫DVD-E。由HP、SONY、Philips共同发布的一个标准。容量为3.0GB，采用CAV技术来获得较高的数据传输率。

PD光驱：（PowerDisk2）是Panasonic公司将可写光驱和CD-ROM合二为一，有LF-1000（外置式）和LF-1004（内置式）两种类型。容量为650MB，数据传输率达5.0MB/s，采用微型激光头和精密机电伺服系统。

DVD-RAM：DVD论坛协会确立和公布的一项商务可读写DVD标准。它容量大而价格低、速度不慢且兼容性高。

UMD：（Universal Media Disc）索尼电脑娱乐（简称SCEI，通常称为SCE）自主研发的UMD光碟全称为“Universal Media Disc（通用媒体光碟）”UMD光盘于2005年6月21日被国际标准组织Ecma International正式认可为标准规格。尺寸（约）：65mm×64mm×4.2mm ，具有塑料保护外壳。UMD碟采用660纳米红光镭射双层记录方式，最高容量为1.83GB。UMD碟是作为PSP的游戏光碟使用，不过在索尼的计划中，这种新一代小型光碟将会广泛应用到各种影音产品中。索尼集团旗下的索尼音乐、索尼电影等都展出了采用UMD存放的MTV和电影片断。2013年UMD规格有“UMDAudio”和“UMDVideo”两种，采用了新一代的H.264/AVC影像压缩标准以及索尼自主制定的ATRAC3Plus音频压缩标准。

BD-ROM：（Blu-ray Disc）BD-ROM为Blu-ray Disc的只读光盘，能够存储大量数据的外部存储媒体，可称为“蓝光光盘”。

BD是DVD之后的下一代光盘格式之一，用以储存高品质的影音以及高容量的数据储存。须注意的是“蓝光光盘”此一称谓并非本产品的官方正式中文名称，此乃中文世界里人们为了易记而自行取的非官方的中文名称，SONY公司本身并未帮本产品的中文名称正名。蓝光光盘是由SONY及松下电器等企业组成的“蓝光光盘联盟”（Blu-ray Disc Association:BDA）策划的次世代光盘规格，并以SONY为首于2006年开始全面推动相关产品。蓝光光盘的命名是由于其采用波长405纳米（nm）的蓝色激光光束来进行读写操作（DVD采用650纳米波长的红光读写器，CD则是采用780纳米波长）。蓝光光盘的英文名称不使用“Blue-ray”的原因，是“Blue-ray Disc”这个词在欧美地区流于通俗、口语化，并具有说明性意义，于是不能构成注册商标申请的许可，因此蓝光光盘联盟去掉英文字e来完成商标注册。2008年2月19日，随着HD DVD领导者东芝宣布将在3月底退出所有HD DVD相关业务，持续多年的下一代光盘格式之争正式划上句号，最终由SONY主导的蓝光光盘胜出。

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