光驱
光盘驱动器又称光盘驱动器,是计算机的外部存储设备,光盘驱动器中存储数据的介质是光盘。由于互联网的普及和信息的快速增长,尤其是视频技术的飞速发展,DVD光驱已经逐渐取代了VCD光驱。光驱可以分为CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器、COMBO驱动器和刻录机。
光驱通常包括转盘、激光头和控制器。光驱通过旋转转盘将光盘上的数据传输到激光头,并将其转换为数字信号。之后由控制器完成智能转换,让计算机对这些信号进行运算。
自1985年光驱出现以来,光存储产品占据了重要的地位,其主要特点是存储容量高、数据持久、安全。光存储设备包括光驱和光盘,在使用光存储设备时,两者缺一不可。光驱是读取或写入数据的工具,而光盘是用来存储数据的。但是随着u盘、SD卡等移动存储设备的普及,光驱逐渐失去了在电脑中的地位。最近有些HDD直接读取蓝光视频播放的方案比较实用。
发展历史 编辑本段
阅读模式
光盘阅读模式的发展经历了CLV、CAV和PC AV三个阶段。最初的光驱使用的是clv(恒线速)读取模式,即读取光盘内圈时,光驱的电机转速非常快,但读取光盘外圈时,转速变慢。后来光驱采用了“恒角速度cav”读取模式。无论光驱何时读取光盘的内圈或外圈,光盘都是匀速旋转的。cav技术的优势是读取速度快,但一些对速度要求不高的光盘读取精度和纠错程度不如clv技术。
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目前市面上流行的光驱,基本上综合了clv和cav技术的优点,通过智能软件识别光盘,自动在cav和clv技术之间切换,兼顾速度和读取精度,达到最佳的读盘速度。目前很多光驱都采用了“局部恒角速度PC AV”技术,结合了clv和C AV技术的优点。随机读取光盘时,采用clv技术,一旦激光头无法正确读取数据,就会立即切换到cav模式进行慢速读取。源兴、华硕、宏碁、大白鲨、美达等光驱都属于这一类。 www.qwbaike.cn
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传输速度
1982年,飞利浦和索尼制造了第一张CD(光盘),但直到1985年才有了专门的光驱。1991年,在全球拥有1500家公司的软件制造商Multimedia PC工作组发布了第一代MPC(多媒体个人计算机)规范,推动了光盘出版物的普及。一张光驱的容量为640MB,光驱的数据传输速率为150KB/S(被国际电子工业联合会指定为单速光驱),平均搜索时间为1秒。1993年第二代MPC规范出来,光驱速度已经翻倍,传输速率300KB/S,平均搜索时间400 ms,光盘刚刚出现,很多光盘的技术标准已经制定。作为软驱和硬盘之间数据交换的替代品,它提高了容量、速度和效率。那时候国产品牌很少,索尼,飞利浦,还有新加坡的一些品牌。1995年夏天,多媒体PC工作组宣布了第三代规范和标准。光驱速度提升到四倍速,数据传输速率600kb/s,平均数据时间不超过250 ms..它可以播放全屏图像和听CD音乐。兼容的光盘格式:CD-Audio、CD-Mode1/2、CD-ROM/XA、photo-CD、CD-R、Video-CD、CD-I等。光驱技术已经成熟。虽然各厂商的产品可能采用的技术略有不同,但产品质量都是完美的,甚至可以说是完美的,表现在纠错率更强,传输速度更快,更稳定,更安静,发热量更低。 www.qwbaike.cn
激光技术
在光驱发展史上,CD-ROM、CD-RW、DVD、全能光驱相继出现。虽然光盘两极差别很大,但市场需求要求实现向后兼容。这个问题的解决首先要靠激光头的创新。激光头组件是光驱的核心部件,包括激光二极管、光电二极管、棱镜和透镜结构,结构非常精密。我们知道不同类型的光盘需要不同的激光波长。比如读取CD-R、CD-R、CD-RW需要波长为780nm的激光,读取DVD-ROM需要波长为650nm的激光,记录CD-R/RW需要能量在775 nm到795 nm范围内不同的三束激光。
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全向光驱面临的第一个技术难点是如何在一个光驱中产生不同能量和波长的光源,并准确聚焦反射到光电接收器上。首先是以索尼为代表的使用双光学头的技术。这项技术使用两个独立完整的光学头结构。虽然兼容性好,但是成本高,而且因为需要机械转换,速度很慢。第二种是东芝的切换式双镜头技术,使用相同的激光发射器和接收器设备,但使用两个不同焦距的镜头进行切换。这种技术成本不低,而且启动慢,寻道时间长,机械噪音大。三是日本首创的双焦距单镜头技术,使用同一组镜头和同一激光发射器,利用液晶快门的技术控制焦距,读取不同的光盘;第四种是松下首创的单光头双波长法,降低了成本和制造难度。 www.qwbaike.cn
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全能光驱的第二个问题是如何在光盘信号被有效拾取后自动分析识别,这离不开固件的集成。如果说激光头的创新使光驱功能的实现成为可能,固件就是将引导其具体实现的软件功能单元。固件相当于光驱的神经中枢,集成了光驱必要的指令程序。固件中的程序越先进、越丰富,光驱的性能就越好,附加的功能也越多,比如人工智能纠错技术、智能安全技术、独立光盘播放技术、遥控播放技术等。是不是所有的指令程序模块都集成在固件中,所以单个光驱、刻录机、DVD光驱之间的质量较量很大一部分体现在固件中。对于全能光驱来说更是如此。固件在协调不同功能模块上的复杂度和难度远远超过了以往任何一款光驱。别的不说,DVD光盘是MEPG2压缩格式,其他光盘大多是MEPG1压缩格式,解码方式完全不同。 www.qwbaike.cn
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发展现状
所有新的光驱都会采用一种所谓的超智能容错技术,就是测试成千上万张存在各种缺陷的光盘,通过专门的软件记录每张光盘的读取情况,比如偏心、划痕、弱激光反射等可能导致光驱无法正常读取数据的情况,同时针对每种情况制定修正方案并写入FIRM W ARE。这相当于提前在光驱的“大脑”里储存了上千个疑难椎间盘疾病的药方。以后遇到上述坏盘读取现象,光驱会自动使用预先设计的方案进行纠错,可以做到对症下药。如同一位拥有丰富临床经验的优秀医生,采用超级智能容错技术的光驱,不同于那些“头脑”空白的普通光驱,展现出惊人的读盘能力。 www.qwbaike.cn
基本原理 编辑本段
光驱是集光学、机械和电子技术于一体的产品。在光电结合方面,光盘在光驱中高速旋转,激光头在伺服电机的控制下来回移动读取数据。当激光头读取光盘上的数据时,激光发生器发出的激光经过半反射棱镜,汇聚到物镜上,物镜将激光聚焦成极细的光斑,打在光盘上。此时,光盘上的反射物质会通过物镜将照射的光反射回来,然后照射半反射棱镜。此时由于棱镜是半反射的,光束不会完全穿透它返回激光发生器,而是经过反射后穿过透镜到达光电二极管。因为光盘表面记录数据的点不均匀,反射光会射向不同的方向。人们把不同方向发出的信号定义为“0”或“1”,发光二极管接收到“0”和“1”排列的数据,分析成我们需要的数据。光盘上有两种状态,即凹坑和空白,它们的反射信号是相反的,因此很容易被光电探测器识别。探测器得到的信息只是光盘上凹凸点的排列,驱动器里有专门的组件对其进行转换和校验,然后我们就可以得到实际的数据。光盘在光驱中高速旋转,激光头在伺服电机的控制下来回移动读取数据。 www.qwbaike.cn
技术规格 编辑本段
光驱分类
只读类型(光盘)。也称为光盘只读存储器,是一种只读光学存储介质。它是通过使用最初用于音频CD的CD-DA(数字音频)格式开发的。这种光驱中使用的CD是只读存储CD,不能修改或写入。市面上的CD和VCD播放器都属于这一类。光驱的速度没有普通硬盘快。它的速度名义上是基于数据传输速率,比如单速150 Kb/s,倍速300 Kb/s,四倍速600 Kb/s等等。该驱动器有三种结构:插件外接式和多芯片式。
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一次写入型(WORM和CD-R)。这种光盘有两种功能:读和写。使用的光盘可以一次写入,多次读取,适合一次写入,长期存储的数据。例如,文档和图像的存储。
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可擦除重写类型。除了读写信息,这种光盘和驱动器还可以擦除记录在光盘上的信息,然后重新写入信息。目前主要有磁光式和相变式。早期的磁光盘驱动器的擦除、写入和校正操作需要三圈才能完成,即先转一圈擦除原始信息,再转第二圈写入信息,再转第三圈进行验证。后来又发展出磁光盘驱动器,采用双光学头、三光孔技术,在一次旋转中可以完成擦除、写入、读取和校验的全部操作。相变光盘具有直接重写的功能。 www.qwbaike.cn
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直接覆盖类型。其功能类似于带有硬盘的光盘播放器。它只用一束激光一次性重写信息。在写入新信息时,原始信息会自动删除。
多功能光驱。这种驱动器结合了两种驱动器的功能,既适合一次写入,也适合可擦写。例如,有些驱动器同时使用WORM介质和MO介质,有些驱动器同时使用相变WORM介质和相变可重写介质,有些驱动器同时使用磁光介质和相变介质。 www.qwbaike.cn
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读取速度
我们通常所说的光驱速度,是指光驱的数据传输速率,这是光驱最基本的性能指标,是指光驱一秒钟可以读取的最大数据量。早期的光驱数据传输速率只有每秒150K字节,是单速光驱。如今,40倍速光驱已经成为主流产品。 www.qwbaike.cn
机芯材料 编辑本段
光驱的机芯技术分为塑料机芯和全钢机芯两种。 www.qwbaike.cn
塑性运动:“塑料运动”光驱在国内市场最为常见,主要是因为原材料便宜,便于光驱厂商获取更大利润。由于原材料“塑料”在高温、高速下非常容易老化,转速超过36倍的“塑料芯”光驱耐温、耐速能力较弱,所以运行几个月后,光驱很快就会出现“早衰”、“震动”、“低速跑偏”等现象。
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全钢机芯:“全钢机芯”可以保证光驱“稳、快、爽”的读取速度,同时最大限度地减少机械的老化,就像“全钢奔驰”和“小车”同时在高速公路上高速行驶一样。此外,由于“全钢机芯”的抗老化特性,这种光驱可以防止“早衰”、“休克”、“低速徘徊”等现象。
接口类型 编辑本段
1.ATA/ATAPI接口
ATA/ATAPI接口是并行ATA接口在计算机中的扩展。ATA也叫IDE接口,ATAPI是CD/DVD等驱动器的工业标准ATA接口。ATAPI是一种软件接口,将SCSI/ASPI命令调整为ATA接口,使得光驱厂商更容易将其高端CD/DVD光驱产品调整为ATA接口。 www.qwbaike.cn
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2.USB接口
USB的全称是通用串行总线,最多可以连接127个外设。由于USB支持热插拔和即插即用的优点,USB接口已经成为扫描仪的标准接口。目前所有主机都有USB接口,所以USB光存储的应用极其方便。作为外部光存储设备的接口,应用相当灵活,不需要为接口增加额外的设备,减少投资。
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3.IEEE1394接口
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IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准,中文翻译成firewire。和USB一样,IEEE1394也支持外设热插拔,可以为外设供电,省去了外设的电源,可以连接多个不同的设备,支持同步数据传输。
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4.SCSI接口
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SCSI -小型计算机系统接口是一种特殊的接口总线,可以与各种类型的外设进行通信。SCSI使用ASPI的标准软件接口(高级SCSI编程接口)使驱动器与安装在计算机内部的SCSI适配器进行通信。SCSI接口是一种广泛应用于小型计算机的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低、热插拔等优点。
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性能指标 编辑本段
数据信号传输速率:光驱的传输速率以“倍速”为标志,是衡量光驱性能的一个基本指标。光驱传输速率的单位是kbit/s,即光驱在1s内读取的最大数据量。单速传输速度为150 kbit/s .光驱的数据传输速度与单速标准成正比,也就是说四速光驱为600 kbit/s,16速光驱为2400 kbit/s.. www.qwbaike.cn
CPU占用时间:指光驱在保持一定速度和数据传输率的情况下所占用的CPU时间。这是衡量光驱性能的一个重要指标。光驱占用的CPU时间越少,系统的整体性能就越好。
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高速缓存:缓存的容量直接影响光盘的运行速度。它的作用是提供一个数据缓冲区,先临时存储读取的数据,然后一次性传输,以解决光驱速度不匹配的问题。
数据缓冲区:数据缓冲区是光驱内部的数据存储区域,主要用于存储读取的数据。数据缓冲区的工作原理和作用类似于主板上的缓存,可以有效减少读盘次数,提高数据传输速率。 www.qwbaike.cn
平均访问时间:也称为平均寻道时间,是指光驱的激光头从原来的位置移动到新指定的目标(光驱的数据扇区)并开始读取扇区上的数据所用的时间。
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容错:容错是指光驱读取磁盘的能力。由于光盘质量的不同,光驱的容错能力一直受到用户的高度重视。为了提高高速光驱的纠错性能,一些光驱采用了自动控制光头增益和自动减速技术,使光驱在遇到质量确实很差的光盘时,可以短时间自动减速和增加激光头的功率,尽力读取光盘上的数据,在确实无法读取时,可以及时上报错误信息,停止读盘而不死机。这种技术设计的光驱是目前比较先进的产品,也是真正的光驱,读盘能力很强。 www.qwbaike.cn
稳定性:光驱的稳定性是光驱的性能指标之一。当光驱长时间连续工作时,其工作温度、平均无故障时间和使用寿命与光驱的结构密切相关。目前常见的光驱进给方式有两种:一种是广泛使用的托盘式,另一种是吸盘式。因为光驱的激光头和镜头上的灰尘会影响光驱的读取性能,所以吸盘法可以有效减少外部灰尘进入光驱。目前台式光驱多为托盘式,吸入式光驱多用于笔记本电脑。 www.qwbaike.cn
核心技术 编辑本段
恒定线速度(CLV):这类光驱的特点是读取光盘内圈时加快转速,可以保证读取光盘内圈和外圈时传输速度大致相同。但是用户都知道现在的光驱转速已经达到了40以上,转速通常和硬盘差不多,一般在7200转以上。在这么快的转速下,如果读取内外圈时经常改变电机转速,光驱过几天就报废了。因此,恒定线速度的CLV技术已经无法适应现代高速光驱。
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恒定角速度:CAV光驱的特点是无论激光头读取光盘外环还是内环,电机都以相同的速度旋转。因为光盘内圈的周长比外圈的周长小,光盘上数据访问区的密度不变,所以周长越长意味着数据越多。也就是说,采用恒角度CAV技术的光驱在读取光盘外环和内环时的传输速率是不同的,这样光驱基本上只有在读取光盘外环时才能达到其标称速度(Max)。然而,大多数光盘并没有充满数据。如果遇到只在内圈有数据的光盘,采用恒角速度技术的光驱速度会比标称值低很多。20倍以上速度的光驱大多采用CAV模式。 www.qwbaike.cn
部分恒定角速度:PCAV模式只有现代光驱才有,属于最高级的读盘方式。它将CAV合二为一,主要特点是:光头读取光盘内环数据时,转速不变,但数据传输速率大大提高;当激光头读取外环数据时,旋转速度逐渐增加,从而提高性能。只有像PCAV这样的光驱才能基本达到其标称的双倍速度值。零件32x或更多光驱采用PCAV模式。 www.qwbaike.cn
光驱功能 编辑本段
1.阅读光盘上的文件。如果您刻录了光盘,您也可以将文件写入光盘。
2.引导系统并安装软件。您可以使用引导光盘启动计算机,也可以通过光盘安装操作系统和应用程序。
3.可以像DVD播放机一样播放CD、DVD等影音光盘。
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4.安装系统需要一张光盘,所以光驱是非常必要的。正版游戏和应用软件的安装需要光驱,光驱的存在有很强的现实需求。
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5.笔记本自带刻录机或者家里的台式电脑有刻录机,就需要备份/浏览备份文件。
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6.专业的和冷门的应用软件和驱动只有光盘版,所以用户被迫保留光盘驱动器。
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