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文档之家› 数字出版概论 第四章 数字出版物的存储技术
数字出版概论 第四章 数字出版物的存储技术
2.2 只读存储技术
2.VCD
VCD是Video CD的缩写,俗称小影碟,它采用MPEGI对 数字音频、视频进行压缩,使在直径为120毫米的CD盘上 能存储大量的视、音频资料。 VCD采用差分编码的方法,使编码后的数据量变为只有 原来数据的二十五分之一至二百分之一。 在VCD光盘制作时,在制动母盘之前,要加上压缩编码, 以后的制作过程与CD-ROM相同。在播放机上只要扩充 有MPEGI解压卡,可以在CD-ROM等播放机上使用,有 MPEGI解压缩软件可以在PC机上播放。因此VCD光盘 的制作和播放成本皆比较低。
2.3 可刻录光盘技术
1.1 磁存储器的存储原理(续2)
2.磁介质信息存储原理 磁介质信息的存储包括信息的写入和读出两个过程。 (1)磁记录材料 磁记录材料薄薄的涂覆在非磁性金属或其他磁性材料载体 的表面而形成磁记录介质。 用于磁记录介质的材料有两类:颗粒型材料和连续性材料。 减少磁层厚度是提高记录密度、扩大存储容量的关键环节 之一。磁层薄,则在垂直磁场小,因而磁扩散面积小,故 记录密度高。但读出幅度也将变小,附着力和耐冲击力也 差,这些要在加工工艺和其他方面采取措施弥补。 薄膜介质是磁记录介质的发展方向。
2 光存储技术
光存储介质大大提高了信息存储容量,使大规模 存储文字、图形、图像、声音等成为可能。以 CD-ROM为代表的光盘存储技术具有易用、存储 容量大的特点,因而受到人们的普遍欢迎,成为 电子出版物的主要存储介质。
2 光存储技术(续1)
2.1 光盘的特点与类型 2.2 只读存储技术 2.3 可刻录光盘技术 2.4 可复写光盘技术 2.5 光盘的保养
数字出版物的存储技术
数字出版物的存储技术
1 磁存储技术 2 光存储技术 3 固态存储技术
何为数字信息的存储?
无论是文字、图像、声音或视像,在计算机中存 储和传播时都可分解为一系列比特的排列组合— —数字化“0”或“1”的排列组合。 以文本信息为例,英文字母“A”和汉字“阿”在 计算机中分别被记录为“01000001(41H)”和 “1011,0000,1010,0010(B0A2H)”。 数字信息存储就是把各种信息转化为计算机能识 别的数字信号,通俗的讲就是把信息以0和1的状 态保存起来。
磁鼓是表面涂有磁性材料的圆柱体,磁鼓绕轴旋 转,通过装在支架上的磁头对磁鼓表面进行存取。 磁鼓每条磁道对应一个磁头,多磁头并行加工。 其存取时间小于磁带机的存取时间。但磁鼓的信 息存储空间仅仅限于鼓的表面,其空间利用率太 低; 磁盘存储器可由多个盘片组成,盘的两面均可记 录信息。它不但空间利用率高,存储容量大,可 脱机存储,能和磁带媲美,而且存取时间短,也 可直接存取,可以磁鼓争雄。
1.1 磁存储器的存储原理(续2)
(2)信息存储原理 磁表面存储器是利用铁磁材料的两种不同的磁状态来 存储二进制信息的。
磁表面存储器借助驱动磁头寻找所需读写区域,并通 过磁头和记录介质的相对运动来完成写入和读出。 将电脉冲表示的二进制数字序列转化为介质表面的磁 化单元序列,是信息的写入或记录过程;
1.1 磁存储器的存储原理(续1)
(5)误码率 误码率是衡量磁表面存储器出错概率的参数。它等于读 出的出错信息位数和读出总的信息位数之比。 (6)价格 价格包括设备价格和位价格。位价格=设备价格/容量。
磁表面存储器的优点如下: 1)容量大价格低; 2)磁表面存储器可多次清除和多次使用,存储是永 久性、非易失性的,便于脱机存储和远距离运输。 磁表面存贮器的缺点是: 机电装置精密复杂,对工作环境(如温度、湿度 和尘埃等)要求苛刻。
2.2 只读存储技术
(3)CD-ROM盘的结构 盘的材料:采用聚碳酸脂(Polycarbonate)制成,这 种材料寿命很长而且不易损坏,摩托车头盔和防弹玻璃 也是采用这种材料制成的。 物理构造:盘上记录的信息最小单元是比特(bit)。 在聚碳酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式记录二进制“0” 和“1”,然后覆上一层薄铝反射层,最后再覆上一层透 明胶膜保护层,并在保护层的一面印上标记。我们通常 称盘的两面分别为数据面和标记面。目前通常用的光盘 直径为12 cm,厚度约为1 mm,中心孔直径为15 mm, 重约14--18g。
VCD与DVD的比较如下: 特性 光道间距 最小凹凸坑长 度 VCD 1.6μm 0.83μm DVD 0.74μm 0.4μm
数据层数
容量 数据格式 驱动器
单面单层
680MB MPEG-1
单面单层--双面双层
4.7GB--17GB MPEG-2 兼容VCD
2.2 只读存储技术
参见DVD盘与VCD光道示意图及光盘资料
1.CD-ROM光盘
(1)CD-ROM的技术性能 CD-ROM有许多技术性能指标: 存储容量:海量存储 普通光盘凹痕宽约0.5μm,凹痕最 小长度约0.83μm,光道间距约 1.6μm。每张光盘大约包 含8亿个凹痕,可容纳高达680MByte的数据量。参见下 图:
2.2 只读存储技术
(2)信息存储原理 光学写读方法是以激光束为基础的。所有的光存储设备均 使用激光束,并用一种专门的透镜使其聚焦于一个非常小 的点上。 CD-ROM使用激光束录入时,激光束在CD-ROM盘面上 烧灼小坑,录入的信息在盘上形成螺旋线形的小坑带。 为了从光盘上读取信息,激光束被聚焦于记录信息小坑的 螺旋线形光道上,并测量反射回目标透镜的光量。通过反 射和散射组合产生的调制信号,准确地代表了存于盘上的 信息。
2.1 光盘的特点与类型(续2)
2.一次写光盘 这是光盘的第二代产品,用户可以根据自己的需 要按顺序向其写入数据,但记录一旦写入,便不 能修改与擦除,但用户可多次读取数据。 3.可擦写光盘 这是第三代光盘产品。可擦写光盘如同磁盘一样 可写入数据,也可根据用户要求重新修改数据。2.2 只读存储技术 Nhomakorabea
而读出过程是将介质上记录好的磁化单元序列还原为 电脉冲序列的过程。
1.2 磁盘存储技术
随着磁存储技术的发展,磁盘存储越来越显示出 其优越性,而相对而言,磁带存储所占的份额则 越来越少。磁盘才是存储领域真正的主角。 磁盘是计算机外部存储器最常用的一种。磁盘存 储器分为软盘存储器和硬盘存储器两种。
2.2 只读存储技术
数据记录和读取方式: 二进制数据以微观的凹痕形式记录在螺旋轨道, 也称光道上。光道从盘的中心开始直到盘的边 缘结束。光道上凹凸交界的跳变沿均代表数字 “1”,两个边缘之间代表数字“0”。“0”的个 数是由边缘之间的长度决定的。 信息读取时,CD机的激光头发出一束激光照 到CD盘的数据面并拾取由凹痕反射回来的光 信号,由此判别记录的是“1”或“0”。
1 磁存储技术
1.1 磁存储器的存储原理 1.2 磁盘存储技术
1.1 磁存储器的存储原理
1.技术性能及特点 磁存储器的技术性能与特点表现在以下几个方面: (1)存储密度 磁表面存储器单位长度和单位面积磁层表面所存储 的二进制的信息量叫存储器密度或记录密度。通常 以道密度和位密度表示。其中,单位长度包含的磁 道数称为道密度;单位长度磁道所能记录的二进制 信息位数叫位密度或线密度。 (2)存储容量 磁表面存储器可能存储的二进制数据总量叫存储容 量。
2.1 光盘的特点与类型
光盘与磁盘相比,有许多的特点,这些特点主 要表现在以下几个方面。 (1)高存储密度 存储密度是指记录介质单位长度或单位面积内 所能存储的二进制位数 (2)高数据传输速率 (3)长存储寿命 (4)低信息位价格
2.1 光盘的特点与类型(续1)
光盘的发展已经历了三代,只读光盘、一次写光 盘和可擦写光盘。 1.只读光盘 只读光盘只能用来播放或检索已经记录在盘上 的信息,用户不能对盘上信息进行删改等操作。 只读光盘的产品很多,主要有CD-ROM、CD-I、 CD-A、VCD、DVD、LD、CD-G、Photo CD 等,目前大多数的单行版电子出版物用CDROM来作为存储介质。
2.2 只读存储技术
(2)DVD与VCD的比较 VCD与DVD的比较:从外观和尺寸方面来看,DVD盘与 VCD(CD-ROM)没有什么差别,但不同的是DVD盘光道 之间的间距由原来的1.6μm缩小至0.74μm,而记录信息 最小凹凸坑长度由原来的0.83μm缩小到0.4μm,这是单 面单层的DVD盘的存储容量可提高到4.7GB的主要原因, 它的容量是CD-ROM的7倍。而且DVD驱动器具有向下的 兼容性。DVD的盘片可做到双面双层,存储容量最高可 达到17GB。一片DVD盘的容量相当于现在的25片CDROM(650MB),而DVD盘的尺寸与CD相同。
1.2 磁盘存储技术(续2)
软盘驱动器有如下几个部分组成: 磁头及读、写电路 盘片驱动机构 磁头定位机构 整机控制系统
1.2 磁盘存储技术(续3)
软盘的技术指标包括: 面数 容量 磁道 扇区 参见下图:
1.2 磁盘存储技术(续4)
2.硬盘存储器 硬盘存储器简称硬盘。它是计算机的外部存储设备, 存储容量大,存取速度快。硬盘存储系统由硬盘机、 硬盘控制器及连接电缆组成。 硬盘机又称硬盘驱动器。它的性能指标主要有:盘 径、接口类型、磁头数、柱面数、每磁道扇区数、 数据传输率、磁盘转速、电源、重量等。
2.2 只读存储技术
(1)DVD的基本特征 1.DVD光盘直径为120mm,盘片总厚度为1.2mm,单面盘 片厚度为0.6mm。 2.单层单面容量为4.7GB,单层双面容量为9.4GB,双层单 面容量为8.5GB,双层双面容量为17 GB,最常播放时间为 540分钟。 3.信号调制方式:EFM Plus,纠错方式为RS-PC。 4.视频数据压缩和解压缩采用MPEGII格式。 5.向下兼容CD-DA、CD-I、CD-ROM、VCD。 6.杜比数码式多声道音频编码,多轨语音输出。