微机组装与维护第5章光存储设备

2013-11-16Saturday1/345.2光存储设备光存储设备常被简称为光驱，光存储设备所使用的数据存放介质被称为光盘，由于其存储容量大、价格便宜、保存时间长，是许多软件和数据采用的存储介质。从CD、DVD再到HDDVD和BD，光盘的存储量越来越大，技术也越来越先进。2013-11-16Saturday2/345.2.1光存储设备的种类光存储设备分为台式内置光驱、笔记本内置光驱和外置通用光驱三种。台式内置光驱安装在主机箱内部，是DIY市场中最为普遍的光存储产品类型。笔记本内置光驱强调薄、轻、省电、价格高，其牢固度要远低于台式机内置光驱。外置通用光驱则是通过外部接口连接在主机上，主要是针对需要移动工作的用户，更多的是强调移动性，在性能、其数据传输率、体积、重量等方面都受到制约，要逊色于内置式光驱，而且价格要远远高于内置式。2013-11-16Saturday3/341.DVD-ROM驱动器DVD-ROM驱动器是一种可以读取DVD盘片的光驱，兼容DVD-ROM、CD-ROM等常见的格式。DVD-ROM驱动器分台式机内置型、笔记本内置型和外置型三种。DVD的单倍速是指1358KB/s，而CD的单倍速是150KB/s，大约为CD的9倍。目前DVD-ROM驱动器所能达到的最大DVD读取速度是18倍速；最大数据传输率为27MB/S，缓存容量从198K至256K不等。接口类型有IDE和SATA两种。安装方式分内置和外置两种。按读写光盘的类型可以将光存储设备分为DVD-ROM驱动器、DVD刻录机（DVD-R/RW、DVD+R/RW）、蓝光刻录机、HDDVD光驱等。2013-11-16Saturday4/342.DVD刻录机DVD刻录规格并没有建立起统一的规格，目前有三种不同的刻录规格（DVD-RAM、DVD-R/W、DVD+R/W），而且三种规格互相基本不兼容，三种规格都有各自支持的厂商。在市场上DVD+R/W和DVD-R/W占据主流，DVD-RAM的市场份额较小。目前多数刻录机都支持DVD-ROM,DVD+RDL,DVD+R,DVD+RW,DVD-RDL,DVD-R,DVD-RW,DVD-RAM,DVDVideo,CD-ROM,CD-R,CD-RW等多种类型。DVD刻录机技术参数包括：适用类型、最大DVD刻录速度、最大DVD读取速度、最大CD刻录速度、最大CD读取速度、最大双层盘片刻录速度、安装方式、接口类型、缓存区容量、是否带有防烧死技术,防止光盘破裂功能等。2013-11-16Saturday5/343.蓝光刻录机蓝光刻录机是指基于蓝光DVD技术标准的刻录机。DVD使用MPEG2压缩标准，可以存储广播级效果的电影。但随着HDTV的升温，按照现行的DVD标准，一张DVD光盘可容纳的HDTV节目时间不到1小时，无法完整记录一部电影。而且，HDTV节目的分辨率也远远高于现有的DVD规格，前者有720p（1280×720）、1080i/p（1920×1080）等格式，而后者仅支持480p（640×480）。另一方面，目前盗版DVD已呈洪水泛滥之势，各大影片商都期待下一代DVD规格能在知识产权上给以有力的保护。基于上述情况，国际DVD论坛组织陆续通过了两种新DVD标准--蓝光和HDDVD。HDDVD标准由东芝领衔，使用8/15编码信号处理，单面单层容量可达17～27GB。主要卖点是制造成本比蓝光低。蓝光DVD标准由索尼领衔，松下、日立、三星、飞利浦等为代表的Blu-ray标准(蓝光DVD)单面单层容量23.3/25/27GB，单面双层50GB。其次，市售的蓝光和HDDVD光盘片及驱动器都比较贵。2013-11-16Saturday6/345.2.2光存储设备的工作原理光存储设备的数据存放介质是光盘，光存储设备在工作时分为读取数据和刻录数据两个过程。打开/关闭/停止键耳机及扩音器插孔耳机音量控制键紧急弹出孔读取指示灯播放/跳播按键1.光存储设备的外部结构2013-11-16Saturday7/34电源接口IDE数据线接口主从设置跳线CD音频接口数字音频接口测试接线光驱标签上跳线的设置光驱的背板接口2013-11-16Saturday8/342.读取数据的工作原理光存储设备在读取光盘中的数据时，激光头会产生波长为0.54µm~0.78µm的激光光源，DVD-ROM和CD-ROM盘片读取所需的激光波长不同，前者为650nm而后者为780nm，光线经过处理后照射在光盘上，由光盘的反射层将光束反射回来，再由光存储设备中的光检测器捕获到这些光信号。光盘上存在着“凹点”和“凸点”两种状态，它们的反射信号正好相反，这两种不同的信号很容易就能被光监测器识别，在光驱中有专门的部件将它们转换并校验，再交给光存储设备中的控制芯片处理，然后就会在计算机中得到光盘中的数据。印刷层保护层反射层记录层基板光盘透镜透镜激光束分离器激光管光电检测器烧录的“坑”光盘光盘每扇区为2KB光盘最内圈光道为起始扇区（1号扇区）光盘数据存储原理：光盘中每个沟槽边缘代表数据“1”，其它地方代表数据“0”。2013-11-16Saturday9/343.刻录数据的工作原理只有具备刻录光盘功能的光存储设备才能在特定的光盘中刻录数据。CD刻录机是在CD-ROM的基础上发展起来的光存储设备，可刻录的光盘类型有CD-R光盘和CD-RW光盘。DVD刻录机是在DVD-ROM的基础上发展起来的光存储设备，可刻录的光盘类型有DVD-R、DVD-RW、DVD-RDL、DVD+R、DVD+RW、DVD+RDL、DVD-RAM、CD-R、CD-RW等9种格式的光盘。可刻录光盘是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层，激光头根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率，使部分染料受热分解，在空白的光盘上用高温“烧刻”出可供读取的反光点，由于染料层分解后不能复原，因此DVD-R光盘只能烧刻一次，而RW由于染料层的不同，可以反复刻写。CD-ROM与DVD盘片的记录凹坑对比2013-11-16Saturday10/345.2.3光存储设备的性能指标衡量光驱性能指标的最重要参数是数据传输率，其他还有平均寻道时间、数据传输模式、CPU占用时间、缓存容量以及纠错能力等。1．倍速CD-ROM基准传输速率度为150KB/s（1x），如50x光驱的数据传输速度为7.5MB/s。DVD基准速率为1.35MB/s（1x），如20x光驱最大数据传输速度为27MB/s。BD-ROM基准速率为4.5MB/s（1x）。最大数据传输速度指激光头在光盘最外圈读写数据所达到的最大值，光盘内圈数据传输速度大约为外圈的一半左右。2013-11-16Saturday11/342.多格式支持指DVD-ROM光盘驱动器能支持和兼容读取多种盘片。一般来说，一款合格的DVD-ROM光盘驱动器应支持目前市面上主要的各类盘片，而且兼容性应良好。3.缓存容量当增大缓存容量后，光驱连续读取数据的性能会有明显提高，因此缓存容量对光驱的性能影响相当大。目前普通光驱大多采用198KB~256K缓存容量，而刻录机一般采用2~8MB缓存容量。2013-11-16Saturday12/344.接口类型目前市面上的光驱接口主要有：IDE、USB、SCSI和SATA接口等。后两种接口的传输速度较快，但是SCSI接口的CD-ROM价格较贵、安装较复杂，且需要专门的转接卡，因此对一般用户来说应尽量选择SATA或IDE接口的光存储设备。现在的IDE接口的传输速率最高可达133MB/s，SATA150接口的传输速率最高可达150MB/s，而18倍速的DVD-ROM的实际需要的速度只有18*1358KB/s=24.444MB/s，选用哪种接口基本都能满足传输速度要求。2013-11-16Saturday13/345.纠错能力纠错能力是指光驱对一些数据区域不连续的光盘进行读取时的适应能力。纠错能力强的光驱，能很容易跳过一些坏的数据区，而纠错能力差的光驱在读取坏数据区域时会感觉非常吃力，容易导致系统停止响应或死机等。6.震动、噪音和发热由于光驱高速旋转的主轴电机带来的震动、噪音、发热等对光盘有一定的影响，因此选择有防震机构、静音性能好的产品对光驱和光盘都有好处。此外具有高速音轨捕捉的光驱产品，借助软件可以直接在CD上抓取高效压缩、音质纯正的MP3数字音乐文件。2013-11-16Saturday14/34故障现象主要故障原因分析不能读盘激光头表面污垢、激光头老化、激光头定位不准、光驱机械振动太大、光盘凹痕太小、光盘变形、光盘有划痕、光盘数据格式不兼容等光驱挑盘、读盘中途出错、光盘质量太差、激光头功率不够、光盘夹紧机构压力不够、光驱电磁干扰太大、病毒影响等读盘不稳定光盘质量差、光盘厚薄不均、光盘夹紧机构松动等舱门无法弹出光驱传动松动、润滑不良、弹出开关损坏、光驱信号线接反等光驱读盘速度慢激光头老化、光盘质量太差、光驱信号线质量不佳等光驱图标丢失主板驱动程序冲突、注册表被修改、病毒造成、光驱连线不正常、安装了某些虚拟光驱软件等光驱常见故障分析•光驱工作时，光盘上的灰尘在激光高温熔化下，容易在激光头形成顽固的污垢。这影响了光驱读盘性能，也加速了光驱的老化。2013-11-16Saturday15/345.2.4.1光盘的优点光存储设备是以光盘作为载体的，如普通光盘、音乐CD、VCD、DVD、刻录光盘CD-R、CD-RW和DVD＋RW等。光盘有如下一些优点。容量大：CD-ROM容量为650MB；DVD-ROM容量为4.7-17GB；BD-ROM容量为23-27GB。因此操作系统、应用软件等安装盘都采用了光盘作为载体。稳定性好：光盘采用了光存储的方法存储数据，与软盘的磁存储相比，稳定性增加了许多，同时普通光盘中的数据无法被修改，因此不必担心数据被病毒破坏。5.2.4光盘概述光盘是光存储设备惟一的存储介质，两者是密不可分的，下面将介绍光盘的相关知识。2013-11-16Saturday16/34成本低：光盘通过光盘生产线批量地进行压制生产，每张光盘的成本不过一两元钱甚至更低。使用寿命长：只要合理地使用和保存光盘，光盘的使用寿命一般都会在100年左右，完全可以满足一般用户的需要。便于携带：光盘并不大而且很薄，不会占用太多的空间，携带方便。2013-11-16Saturday17/341．CD-ROM光盘CD-ROM只读光盘：存放计算机数据和数字化的文、图、声、象等[ReadOnlyMemory只读存储器]，容量为650M。由保护层（透明塑料涂层）、反射层（镀铝涂层）、塑料基板层（数据记录）、标签层（光盘屏蔽保护）等组成。5.2.4.2光盘的分类光盘主要分为CD-ROM光盘、DVD-ROM光盘、刻录光盘和可擦写型光盘4种类型。2013-11-16Saturday18/342．DVD-ROM光盘DVD-ROM光盘的容量是CD光盘的7倍，为了在相同面积内装载更多内容，DVD光盘采用了更高密度的（螺旋）轨道间隙设计，从以往CD的1.6微米减小至0.74微米。数据凹槽的（宽度）尺寸从CD的0.83微米缩小到0.40微米。更小的数据凹槽需要更短波长的光束才能正确读取，因此DVD使用了640纳米波长的激光束（而CD的激光波长则为780纳米）。存储一部长度为135分钟的电影通常需要4692Kbps的速率。换算成容量单位即为4.75GB，因此以此为标准规定了DVD光盘的最初容量。DVD光盘定义了4种规格：单面单层、单面双层、双面单层和双面双层。容量分别是4.7GB，8.5GB，9.4GB和17G。2013-11-16Saturday19/343.刻录盘除了只能读不能写的只读型-ROM（Read-OnlyMemory，只读存储器）光盘外，还有可写一次-R(Recordable，可记录)与反复擦写-RW(ReWritable，可重写)的光盘。它们除了可以被读取之外，还都能够写入数据。CD-R/DVD±R与CD-RW//DVD±RW之间的差别是：±R只能写一次，不能擦掉后重写；而±RW则可以反复擦写。这几种光盘的记录原理与普