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移动端

1.3.2 光系统

《计算机科学概论(第12版)》第1章数据存储,在本章中,我们学习有关计算机中数据表示和数据存储的内容。我们要研究的数据类型包括文本、数值、图像、音频和视频。除了传统计算外,本章的很多内容还涉及数字摄影、音频/视频录制和复制,以及远程通信等领域。本节为大家介绍光系统。

作者:刘艺/吴英/毛倩倩 译来源:人民邮电出版社|2018-01-28 20:11

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1.3.2 光系统

另一类海量存储器应用的是光技术。光盘(compact disk,CD)就是其中的一种。光盘的直径为12厘米(大约5英寸),由涂着光洁保护层的反射材料制成。光盘上的信息是通过在反射层上创建偏差的方法记录的,可以通过激光检测CD快速旋转时反射层的不规则反射偏差来读取。

CD技术最初是用于音频记录的,采用的记录格式叫作数字音频光盘(compact disk-digital audio,CD-DA),而现在的CD,作为计算机的数据存储设备,实质上使用的仍是同样的格式。特别值得一提的是,CD上的信息存储在一条磁道上,它呈螺旋形缠绕在CD上,很像老式留声机唱片里的凹槽,不过与老式留声机唱片不同的是,CD上的磁道是由内至外的(见图1-10)。这条磁道被划分为称为扇区的单元,每个扇区都有自己的标识,数据存储容量为2 KB,这个容量在录制音频时,大约能录制秒的音乐。

需要注意的是,盘片外边缘螺旋形磁道的距离比内部螺旋形磁道的要长。为了使CD的存储能力达到最大,信息是按照统一的线性密度存储在整个螺旋形磁道上的,这就意味着,在螺旋形磁道上,外部边缘环道存放的信息比内部环道的多。所以,如果盘片旋转一整圈,激光在扫描外部螺旋形磁道时,读到的扇区个数要比扫描内部时读到的多。因此,为了获得统一的数据传输速率,CD-DA播放器要能够根据激光在盘片上的位置来调整盘片的旋转速度。不过,由于用于计算机数据存储的大多数CD系统,其盘片都是以比较快的恒定速度旋转的,所以其CD驱动器必须适应数据传输速率的变化。

由于采用这种设计思想,CD存储系统在处理长且连续的数据串(如音乐复制)时,表现最好。但是,当一个应用需要随机存取数据项时,磁盘存储器所用的方法(单个的同心磁道被划分成独立存取的扇区)就优于CD所用的螺旋形方法。

传统CD的存储容量是600~700 MB。但是,数字多功能光碟(digital versatile disk,DVD)可具有多达几个GB的存储容量,它由多个半透明的层面构成,精确聚焦的激光可以识别其不同的层面。这种盘片能够存储冗长的多媒体信息,包括完整的电影。最后,蓝光技术(blu-ray technology)使用蓝色(而非红色)激光,能够极为精确地聚焦激光束。因此,蓝光光碟(blu-ray disk,BD)的容量是DVD的5倍多,其巨大的存储器容量能满足高清视频的需要。


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