第3章多媒體光盤存儲系統3.1光盤存儲系統3.2光盤的標準3.3光存儲介質的結構與工作原理3.4光盤數據編碼與光盤生產過程3.5光盤庫與光盤鏡像服務器3.1光盤存儲系統

光盤存儲系統由光盤和光盤驅動器組成。3.1.1光盤及其特點

CD（CompactDisc）意為高密盤，稱為光盤。因為它是通過光學方式來記錄和讀取二進制信息的。光盤是一種數字式記錄存儲器，具有一切存儲介質的優點，如大容量、耐用、易保存、標準化等。光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要的特點。1.記錄密度高CD光盤的表面的存儲位（凹痕）DVD光盤的表面的存儲位（凹痕）

圖3-1DVD比CD提供了更大的存儲容量

2.存儲容量大圖3-2一張光盤可存放16萬頁A4開本的文本信息資料3.采用非接觸方式讀/寫信息圖3-3光頭不與光盤片直接接觸圖3-4光盤可以存儲多種媒體4.信息保存時間長對于只讀型光盤，不必但心文件會被誤刪除，更不必憂慮受到病毒的侵擾。如果使用得當，一張光盤上的信息可保存長達幾十年甚至更長。

5.不同平臺可以互換光盤上的信息按照標準格式記錄，即使在不同的硬件或軟件平臺上，光盤中的信息也可以被正確讀出。

6.取代傳統媒體存儲介質光盤可以同時存儲計算機程序、文字、音樂、圖形、影像、等多種媒體信息。

7．價格低廉與磁帶、磁盤相比，光盤是目前計算機數據最便宜的存儲介質。3.1.2光盤的類型

按照數據存放格式和類型，光盤可分為許多不同的類型，通常指下列光盤的總稱：包括CD-DA、CD-ROM、CD-R、CD-R/W、Photo-CD、V-CD、DVD等。

按光盤的讀/寫性能來講，可以分為3種類型：只讀型光盤存儲器

數據是用壓模方法壓制而成的，用戶只能讀取上面的數據。多次可寫光盤存儲器

這種光盤允許用戶一次或多次寫入數據，并可隨時往盤上追加數據，直到盤滿為止。可擦寫光盤存儲器

這種光盤具有磁盤一樣的可擦寫性，可多次寫入或修改光盤上的數據，更適合作為計算機的新型標準外存設備，目前有磁光和相變和兩種類型。3.1.3光盤驅動器

必須使用專門的設備，才能從光盤中讀取數據，這種設備就是光盤驅動器，簡稱光驅或光盤機。

就普遍使用的CD-ROM光驅而言，高倍速的驅動器已經普及，并出現了32倍速或更高倍速的光驅。這里所說的倍數是指光盤的數據傳輸率，單倍速的CD-ROM的數據傳送速度是150KB/s，雙倍速的CD-ROM的數據傳送速度是2×150KB/s，依此類推，n倍速為n×150KB/s。

CD-ROM光盤驅動器既能讀CD-ROM盤，也能讀其他如CD-DA、CD-R和VCD等光盤，但它不能讀DVD等特殊形式的光盤。這些光盤都各有自己的標準，需要相應的光驅才能訪問。因此在談到讀光盤驅動器時，要注意說明它對哪些光盤是適用的。

CD-ROM驅動器的工作原理圖3-5光盤驅動器工作原理可擦寫光盤機根據其記錄原理的不同，有磁光驅動器MO和相變驅動器PD。但是記錄在MO或PD盤片上的數據無法在廣泛使用的CD-ROM驅動器上讀取，因此難以實現數據交換和數據分發。3.1.4光驅讀取光盤的兩種方式

CD-ROM光盤信息組織和其地址編碼與軟盤、硬盤不一樣，由于它的光道是螺旋形的光道，光盤在光驅中將以恒定線速度旋轉，為有效提高對光盤的讀取速度，光驅在工作時有CLV和CAV兩種方式。在CLV（ConstantLineVelocity，恒定線速度）方式下，單位距離的光道上所儲存的信息容量是相等的，因而可以充分利用盤片的空間，增加了存儲容量。但這樣一來，激光頭每旋轉一圈所讀取的數據量，內圈數據少，外圈數據多。因此在CLV方式下，當激光頭移動到不同的軌道時，電機也必須以不同的轉速旋轉，內圈轉得慢些，外圈轉得快些，以維持單位距離信息讀取時間一致。對于高速光驅來講，CLV方式容易造成光驅耐用性的降低。

目前的高倍速光驅大多采用了CAV（ConstantAngularVelocity，恒定角速度）技術。在CAV方式下，不管是內圈還是外圈，激光頭始終以恒定的角速度旋轉CD-ROM盤片，這和硬盤驅動器的操作方式十分相似。恒定的轉速對于電機來說比較容易實現，由于不需要在隨機尋道時經常地改變電機的轉速，因此，隨機讀取性能會得到很大的改善。不過，在CAV方式下，光盤內外圈轉動的線速度是不相等的，因此內外光道的數據記錄密度也是不同的，光盤的存儲空間沒有充分利用。正是由于CLV與CAV技術各有優劣，于是一些光驅采用CLV+CAV技術，在內圈采用CLV方式以保證其具有足夠的傳輸速率，在外圈則采用CAV的方式，以提高可靠性。3.2光盤的標準3.2.1CD-DA標準

CD-DA（CompactDisk–DigitalAudio數字式激光唱盤）主要用于存儲數字化的高保真立體聲音樂。

3.2.2CD-ROM標準

該標準從CD-DA發展而來，又稱黃皮書標準，該標準使得光盤以統一的格式存儲只讀的信息。CD-ROM是在CD-DA之后產生的，盡管兩者之間有許多相似之處，但是它們有一個根本區別：音頻CD只能存放音樂，而CD-ROM可以存放文本、圖形、聲音、視頻及動畫。CD-ROM中存放的是計算機數據，對誤碼率有一定的要求，所以在CD-DA的基礎上又增加了一層錯誤檢測和錯誤校正。

黃皮書只定義了計算機數據在光盤上的物理存儲的格式，但計算機數據在外存儲器上都是以文件形式存儲的，而黃皮書并未定義CD-ROM的邏輯結構，即文件結構。為解決這個問題，國際標準化組織(ISO)于1988年制定ISO9660標準，這是一個為CD-ROM盤上的文件系統而定義的標準，它定義了CD-ROM光盤上通用的信息交換的文件規范，該規范由于其通用性和相對的獨立性，ISO9660很快成為CD-ROM光盤上最為重要的文件格式。

3.2.3CD-R標準

CD-R(CompactDiskRecordable:可記錄光盤)是一種可刻錄多次的光盤。基于橙皮書的CD-R空白光盤實際上沒有記錄任何信息，一旦按照某種文件格式并通過刻寫程序和設備，可以將需要長期保存的數據寫入空白的CD-R盤片上，這時的CD-R空白盤就可以變成CD-DA、CD-R或VCD光盤的形式。

CD-R盤與CD-ROM盤相比有許多共同之處，它們的主要差別在于CD-R盤上增加了一層有機染料作為記錄層。當寫入激光束聚焦到記錄層上時，染料被加熱后燒溶，形成一系列代表信息的凹坑。這些凹坑與CD-ROM盤上的凹坑類似，但CD-ROM盤上的凹坑是用金屬壓模壓出的。

由于光盤成本上的差別，CD-R一般不適于大量制作的產品，但對于少量制作時它呈現許多優越性。例如，CD-R的制作成本低，制作一張光盤的費用基本上就是材料費，省去了傳統工藝中母盤制作的大量開銷，是數據永久備份的廉價手段；CD-R也可以多次寫入數據，不必一次將盤寫滿；CD-R還可以作為提供給生產廠家用來大批量生產CD盤片的樣品母盤。CD-R的另外一個重要特性是它可以像其他CD光盤一樣在普通的CD-ROM驅動器上使用。3.2.4Photo-CD標準

Photo-CD意為照片光盤，該標準由柯達公司和Philips公司采用CD-ROMXA標準開發的另一種系統，PhotoCD是一種可記錄光盤(CD-R)，它作為存儲彩色圖片的新載體而成為CD-ROM在攝影領域的成功應用，此技術將傳統的像片沖洗技術與數字圖像處理，數字顯示相結合，利用CD光盤的巨大存儲能力，為使用者提供了一種長期保存大量珍貴資料的途徑，是攝影領域里的一次革命。它帶來的其他好處還有：可以在計算機上剪輯這些相片，或與計算機提供的其它圖像資料相互融合，增加照片的生動性。可以通過多媒體的環境將這些相片轉存或輸出到其他設備上，如電視機、錄像機、計算機屏幕、投影儀和打印機等。由于光盤相對于照像底片而言，不易霉變，也不會褪色。所以永久保存也能保證相片的彩色質量。

PhotoCD作為一種特殊的光盤格式，它存儲圖片的過程大致可分為：將拍攝的膠片沖洗成負片后，在工作站上使用彩色掃描儀輸入計算機，采用專門的圖像壓縮技術，把每一幅圖片以不同的分辨率壓縮，然后使用CD-R刻盤機將彩色照片存貯到PhotoCD盤片上。PhotoCD的圖片存取方便且不會褪色變質，還可以配以文字說明、音樂及語言解說。PhotoCD可以使用專用的播放機，在彩色電視機上進行顯示。

通過專用的打印設備可輸出PhotoCD照片

3.2.5Video-CD

VideoCD（簡稱VCD）是由JVC、Philips等公司于1993年聯合制定的數字電視視盤技術規格，稱之為白皮書(WhiteBook)。它用來描述光盤上存放采用MPEG-1（活動圖像專家組）標準編碼的全動態圖像及其相應聲音數據的光盤格式，是繼CD-DA、CD-ROM、CD-ROMXA和CD-I之后又一個有很強應用前景的光盤產品。它可以在一張普通的CD光盤上錄制70分鐘的全屏幕、全動態的視頻與音頻數據及相關的處理程序。同激光視盤(LD)相比，它體積小、價格便宜、且有很好的音、視頻質量和很好的兼容性。

VCD的出現與MPEG-1標準有著密切的關系。MPEG-1是一個專用于處理活動影像的標準，也是一個與特定應用對象無關的通用標準，從CD-ROM上的交互系統到電信網絡上的和視頻網絡上的視頻信號發送都可以使用.VCD按照MPEG-1標準對音、視頻數據進行壓縮以后，提高了存儲空間的有效利用率，使一張盤片能存放74分鐘的活動圖像與伴音。3.2.6DVD

新一代光盤存儲介質

DVD（DigitalVideoDisc，數字視頻光盤）是繼上述光盤產品之后的新一代光盤存儲介質。與以往的光盤存儲介質相比，DVD采用波長更短的紅色激光、更有效的調制方式和更強的糾錯方法，具有更高的道密度和位密度，并支持雙層雙面結構。在與CD大小相同的盤片上，DVD可以提供相當于普通CD8～25倍的存儲量、以及9倍以上的讀取速度。DVD與新一代音頻、視頻處理技術相結合，可提供近乎完美的聲音和影像。它與計算機結合，可提供新的海量存儲介質。

在視頻與音頻處理上，DVD都達到了當今的最高水準。對視頻信號的處理，DVD采用的都是MPEG-2壓縮編碼標準。目前的DVD能滿足現行電視標準，單面單層的DVD視盤能夠存儲１３３分鐘的電影，其水平清晰度可以達480線，因此DVD的畫面質量是相當高的。DVD采用MPEG2作為視頻壓縮技術，對視頻圖像進行冗余量處理，以實現無明顯失真的視頻圖像壓縮。

DVD（右圖）比CD（左圖）有更高的道密度和位密度在音頻方面，DVD可以采用的標準較多，既可是MPEG-1立體聲、MPEG-2環繞立體聲，也可是杜比（Dolby）AC-3。立體聲一般是指具有二個聲音通道的，而具有三個以上的通道的就稱為環繞聲。杜比AC-3是一種高效、高性能的聲音編碼系統，該聲音系統在放音時，前面有左、中、右三個通道，后側面有二個獨立的環繞聲通道，前方中間還有200Hz以下的低音專用通道，因頻帶窄而稱為0.1通道。所以AC-3又稱為5.1通道。

3.3光盤的結構與記錄信息的原理3.3.1只讀光盤結構與記錄信息的原理只讀光盤的結構

以CD-ROM為例，其物理結構如圖3-6所示。光盤的最上面一層是標簽層，上面印有光盤的名稱以及制造商的商標；第二層是保護層；第三層是反射層，目的是提高盤片的反射率；第四層是記錄層，在其上壓制出凹痕光道用來記錄數據；最下一層是用聚碳酸脂壓制出來的透明襯底。

只讀光盤是利用在盤上壓制凹坑的機械辦法，利用凹坑的邊緣來記錄“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分記錄“0”，并使用激光來讀出。由于只讀光盤的物理特性，用戶只能讀取只讀光盤上的數據，而不能自己把數據寫到CD盤上。

CD-ROM的剖面結構

光盤信息讀取原理

在讀出光盤信息時，就要把光盤上用凹坑和非凹坑代表的信息還原為原來的數據信息。光盤的讀取過程是基于物理學的“光的反射”原理。光盤放入光驅后，是將帶有凹、凸那一面向下對著激光頭。激光發射器發出的激光光束先通過衍射光柵后，一束普通光束將被衍射成為多條細光束，然后再依次通過分光片、校準波片和聚光物鏡達到盤片的表面，呈匯聚狀的各條細光線分別會透過盤片表面透明基片，然后聚焦在反射層的凹凸不平的光道上。凸面（Land）將激光按原路程反射回去，同時不會減弱光的強度；凹坑面（Pit）則將光線向四面發射出去，光強度會減弱。光驅就是靠光的“反射和發散”來識別數據。從光盤反射層反射回來的各條光束又依次通過聚光物鏡和校準波片，然后被分光片反射后被接收，最后就是由多光束探測器來分辨這些數據信號了。

CD

校準波片

分光片

衍射波片

激光光束

聚光物鏡

多光束探測器多光束探測器實際上是一個數據解碼器，用來將反射的光信號解碼成“0”和“1”的電信號。并不能簡單地認為“凹”（Land）和“凸”（Pit）就代表“1”和“0”。在解碼時，如果信號是“從凹到凸或從凸到凹的變化過程”,即光強度由高到低或由低到高的變化，則用“1”表示。如果信號是持續一段時間連續不變的光強度，則表示“0”，所以“0”表示兩個變化過程之間的長度。3.3.2CD-R光盤結構與記錄信息的原理CD－R的結構

CD－R盤片直徑為12cm，可以存儲650MB的數據或74分鐘CD質量的音樂或VHS質量的視頻。CD－R盤片共由5層組成。其中記錄層的主要成分是涂有特殊性質的有機染料，這些染料在激光的作用下會產生變化，從而達到記錄數據的目的。

標簽面

保護層

反射層

記錄層(染料層）

透明基底

激光束

凹坑

CD－R的寫入過程

CD－R盤片在開始時是沒有任何內容的，當有一束較強的激光照射時，記錄層的感光染料將轉變成具有不同反光特性的點陣。在標準的CD－ROM驅動器中用較弱功率的激光照射時，變色的點陣對激光進行不同的反射，從而使得驅動器可以讀出存儲在其中的數據。

在激光照射下，記錄層的染料改變顏色的過程是不可逆轉的，因此向CD－R盤片中只能一次性寫入數據。早期的CD－R在寫入數據時，必須一次完成全盤數據的寫入(discatonce)，這是因為盤片中只能有一對導入區(lead－inarea)和導出區(lead－outarea)。現在的技術則允許用戶在CD－R盤片上寫入多對導入區和導出區，因此可以實現多次寫入數據，但必須是在盤片上以前沒有寫入數據的區域中。

從CD-R介質上閱讀數據，其工作原理與閱讀CD-ROM是相似的。光盤上涂有能夠反射激光束的涂層，從而使探測器能夠讀出盤上的數據。所不同的是，CD-ROM上的數據是用物理方法壓入盤中的，而CD-R上的數據則是“燒灼”到盤的記錄層中的。3.3.3磁光盤記錄信息的原理磁光型光盤（MOD）主要是由各種易于在垂直于表面方向磁化的介質制成。鐵磁性介質在外磁場的作用下可具有一定的方向性，這種方向性在激光束的熱力作用下可發生翻轉，方向性的正負分別代表二進制代碼“0”或“1”，“0”或“1”的翻轉構成其可擦除性，擦寫次數可達百萬次以上。由于磁光型光盤在進行數據擦除和寫入時需要激光和外磁場共同作用，因此也簡稱磁光盤。圖3-14(a)磁光型光盤工作原理圖3-14(b)磁光型光盤結構MO盤片雖然比硬盤和軟盤便宜和耐用，但是與CD-R盤片相比就顯得比較昂貴了。MO的致命缺點是不能用普通CD-ROM驅動器讀出，因而不能滿足信息社會對計算機數據進行交換和數據分發的要求，在網絡技術和網絡建設不發達的國內，這一問題日驅突出和嚴重。

3.3.4相變光盤記錄信息的原理

相變光盤的記錄和讀出原理只是用光技術來記錄和讀出信息。相變光盤利用激光使記錄介質在結晶態和非結晶態之間的可逆相變結構來實現信息的記錄和擦除。在寫操作時，聚焦激光束加熱記錄介質的目的是要改變相變記錄介質晶體狀態，用結晶狀態和非結晶狀態來區分0和1；讀操作時，利用結晶狀態和非結晶狀態具有不同反射率這個特性來檢測0和1信號。相變光盤記錄信息的原理

(a)有序的結晶結構（b）無序的非結晶狀態圖3-15相變材料具有可變的晶體結構圖3-16激光束加熱相變材料某一區域時，可改變其晶體結構早在1968年，美國的ECD（EnergyConversionDevice）公司就開始研究晶態和非晶態之間的轉換。1971年ECD和IBM公司合作研制成功了世界上第一片只讀相變光盤存儲器，隨后相繼開發成功了利用相變原理制造的一次寫WO盤。1983年，日本松下公司推出了世界上第一臺可擦寫相變型光盤驅動器。1994年，松下公司又將相變型可擦寫光盤驅動器與四倍速CD-ROM相結合，推出了PD光盤驅動器，在一臺光盤驅動器上同時具有相變型可擦寫與四倍速CD-ROM功能。

與MO技術相比，由于相變光盤僅用光學技術來讀/寫，所以讀/寫光學頭可以做的相對比較簡單，存取時間也就可以提高；由于相變光盤的讀出方法與CD-ROM、CD-R光盤大致相同，因此兼容CD-ROM和CD-R的多功能相變光盤驅動器就變的容易實現，PD、CD-RW和可擦寫DVD-RAM等新一代可擦寫光盤存儲器均采用了相變技術。3.3.5DVD光盤結構與類型DVD的結構

常規的CD盤只使用一個面并且只用一個記錄層來記錄信息。為了提高存儲容量，DVD盤可分為單面單層、單面雙層、雙面單層以及雙面雙層4種結構。

單面單層(4.7GB)單面雙層(8.5GB)

雙面單層(8.5GB)

雙面雙層(17GB)

DVD的規格單面雙層盤的最里層被稱為第一層，表層稱為第二層，該層采用了一種新的半透明薄膜涂層，可讓激光束透過表層到達第一層。開始工作時，激光束首先在第一層上聚焦和光道定位。當從第一層上讀出信息過渡到從第二層上讀出信息時，激光讀出頭的激光束立即重新聚焦，電子線路中的緩沖存儲器可確保從第一層到第二層的平穩過渡，而不會使信息中斷。通過采用這些技術，單面雙層DVD盤的容量可達到8.5GB，雙面雙層DVD盤的容量可達到17GB。

單面單層DVD結構(4.7GB)單面雙層DVD結構(8.5GB)

模壓的基底保護層模壓的基底

透明聚碳酸的基底DVD的格式

DVD盤片按照用途細分為五大類：DVD-ROM（只讀DVD）：DVD-ROM是存儲電腦資料的只讀光碟，用途類似CD-ROMDVDVideo（視頻DVD）：DVD-Video是存儲影音信息的DVD光碟，用途類似LD或VideoCD。DVDAudio（音頻DVD）：DVD-Audio是新出現的一種聲頻格式DVDRecordable（可寫DVD）：DVD-R（或稱DVD-Write-Once）是限錄一次的DVD

DVD-RAM(DVD隨機存儲器，也被稱為DVD-RW，即DVD-Rewritable）：DVD-RAM是可多次讀/寫的光碟光盤數據的編碼圖3-22光盤上0和1數字的表示3.3.6只讀光盤的制作過程預處理

首先要制作母盤（原版盤）。在制作母盤前，要對信息進行預處理。預處理就是按照光盤的標準及存儲格式，將信息經轉換后記錄到光盤上。由于CD-R系統的出現，這一過程實際上可以簡化為將CD-R刻制成各種光盤的格式，例如要存儲程序或數據，就刻錄成CD-ROM光盤格式；對于激光唱盤，就是把制作好的音樂節目轉換成標準的CD-DA格式；而對于V-CD盤，把影視節目轉換成V-CD標準記錄格式。

光刻

光刻實際上是將CD-R盤上的數據，記錄在玻璃盤上的過程。這種方法是將感光性樹脂用于一個經特殊處理的玻璃基片上，以制出一個玻璃主片。

光刻過程是把一片涂有光敏電阻的玻璃盤放在旋轉平臺上進行的。激光源發出的激光束通過激光調制器時受到串行數據的控制。激光編碼器猶如一個開關，例如，對于數據“

0”就不讓激光束通過，光敏電阻就不曝光；數據“1”就讓激光束通過，光敏電阻就曝光，這樣在玻璃盤上就形成長短不同的曝光區和非曝光區。這樣就生成了光盤的具體內容。

玻璃盤的光刻過程

化學處理

玻璃盤經光刻后，需對光刻的玻璃盤進行化學處理。在這個過程中，盤上感光性樹脂上曝光的部分被腐蝕掉的區域形成微小的凹坑，沒有曝光的區域就被保留下來，“0”和“1”信號就以凹坑和非凹坑的形式記錄在螺旋形光道上。經過化學處理后，要在感光性樹脂表面蒸敷上一層金屬膜（通常是銀），以便其后玻璃主片電鑄時有一個導電的表面。制作父盤和母盤

對經過化學處理的玻璃盤進行化學電鍍生成金屬原版盤，稱為父盤（FatherDisc）。之所以稱其為“父盤”，是因為它將被用于生成另外兩個金屬片，分別被稱為“母盤”（MotherDisc）和“模片”（Stamper）。母片是由父片而來的，而模片又是由母片而來的，每一片是另外一片的相反成像。模片是金屬原版主盤的完全復制品，也是這一生產階段的最終產品。壓模

壓模是光盤最關鍵的過程。壓模就把模片上面的數據（凹凸痕跡）壓制到塑料基片上。CD的盤基是用聚碳酸脂塑料（俗稱PC料）做的，聚碳酸脂加熱之后注入模具空腔中，模具的一面是模片。熔化的PC料經過擠壓，在模具中成形，模片上的凹坑中將會填充進PC料，當PC料經過強制冷卻時，模片上的凹凸部分就會對應地反映到光盤盤基上。換句話說，壓好的光盤盤基同模片是陰陽相對的。

光盤金屬濺鍍工序

大規模光盤生產線

3.4CD-ROM的信息組織結構3.4.1CD-ROM的數據結構

CD-ROM的數據結構按黃皮書標準光盤設有３個區：自內向外分為導入區、用戶數據區和導出區。這3個區中都含有360°的連續的螺旋線形光道。含有信息的光道稱為信息光道，不含有信息的光道，作為控制用。用戶的數據就記錄在那些信息光道上，而所有的信息光道都是由幀和扇區構成的，可見幀和扇區是光盤物理數據結構中最重要的兩個概念。幀的數據結構

光盤中最基本的數據存儲單元是幀。黃皮書規定的幀格式如表3-１所示。

同步（SYNC）占３個字節（24位），用于標記幀的開始，起同步作用；子碼（SUBCODE）３字節為控制字節，主要用于提供地址信息；每幀的數據（DATA）共有２４字節，由于參照CD-DA的幀格式，分別用于存儲左聲道與右聲道的立體聲數據，但是數據并不連續存放，中間被校正碼Ｑ隔開；Ｐ、Ｑ碼都各占４個字節，用于錯誤校正和數據校驗。

同步子碼數據校正數據校驗33124124扇區的數據結構

在光盤信息區中，采用相同的幀結構。由幀組成最小的可尋址單元，稱為扇區。黃皮書規定：由９８個幀構成１個扇區。１幀只能存放２４個字節的真正數據信息，所以１個扇區只有2352字節（98×24）。黃皮書規定：扇區主要由３部分組成：SYNC（同步頭），HEADER（首標），用戶數據＋EDC／ECC碼等。扇區的格式見表3-2。同步頭首標數據檢測空校驗OOFFOOMNSCFRMDDATAEDCOOECC11011111204848276

其中，同步頭（SYNC）占１２個字節，由１個００字節＋１０個ＦＦ字節＋１個００字節構成。

首標（HEADER）由４個字節組成，是每個扇區的標志，說明如何解釋信息區。由于光盤是以恒速轉動的，是以時間作地址，即分、秒、分數秒來計算的。按黃皮書的規定，首標中前３個字節為地址：MN（Minute）0～74ｍｉｎ；SC（Second）0～59ｓ；FR（Farc）０～74分數秒，單位是１／75ｓ。第４個字節表示扇區方式，定義了Mode0、Mode1、Mode2三種方式。Mode0不向用戶開放；Mode1用于記錄文字和數字信息，具有檢錯糾錯能力。Mode2用于經過壓縮的音頻和圖像視頻數據。因此CD-ROM光盤除了記錄音樂資料外，還可存儲各種不同的數據、圖形、動畫等資料。

用戶數據（DATA）共占2048字節。

CD-ROM具有檢錯糾錯功能，分EDC和ECC兩種校驗形式。EDC（ErrorDetectionCode）表示錯誤檢測碼，采用循環冗余碼CRC對存放光盤內的數據進行校驗，若檢測出錯誤，則用ECC碼進行糾正。ECC分為P校驗和Q校驗，兩種校驗方式有很大不同。ECC能計算出發生錯誤的具體位置，并在對應的位置上生成正確的數據，達到糾錯之目的。3.4.2CD-ROM的文件結構邏輯扇區和邏輯塊

ISO9660規定，光盤物理扇區用戶數據中的2048字節作為１個邏輯扇區。每個邏輯扇區都有１個唯一的邏輯扇區號LSN。光盤中第１個邏輯扇區從物理地址00：02：00開始算起，邏輯扇區號為LSN0。為了存放文件，每個邏輯扇區又分為邏輯塊，邏輯塊的大小一般為512字節，每個邏輯塊都有１個唯一的邏輯塊號LBN與之對應。文件都是按LBN來尋址的，是最小的邏輯可尋址單元。第１個邏輯塊號（LBN0）是第１個邏輯扇區的第１塊，后面依次為LBN1、2、3等。

卷結構

光盤把存放信息的區域稱為卷空間。卷就是用一套規則和數據結構，描述盤上信息的錯綜復雜的關系。在盤上固定位置記錄了卷描述符，其中的內容用來說明整個CD－ROM盤的邏輯組織。

卷空間分為2個區，從LSN0～LSN15稱為系統區（系統區不放數據）；從LSN16開始到最后1個邏輯扇區為數據區。數據區用來存放卷描述符、文件目錄、路徑表和文件數據等內容。卷描述符固定地位于LSN16處。LSN16提供了許多重要的信息，如盤上的邏輯組織、根目錄地址、路徑表的地址和大小及邏輯塊的大小等。目錄結構

光盤采用了隱式分層目錄結構，也把目錄作為文件來看待，但是光盤中所謂的目錄文件有具體的規定。它是由目錄記錄構成的，目錄記錄中主要存放著文件標志符，以字節計算的文件長度，光盤中可存放任何類型的文件。一個大的文件必須分為幾個文件域存放。文件域是指由順序編號的邏輯塊組成的連續區域。一個小的文件可存放在單個文件域里。文件域中有第１個邏輯塊號，以及打開和使用這個文件所需要的其他信息。光盤的文件結構和軟、硬盤有很大的差別。１張光盤放進光驅被驅動后，系統先初始化，在ＬＳＮ１６處找到卷描述符，根據卷描述符中提供的路徑表地址，找到路徑表，由目錄記錄中記錄著的文件域地址找到正確的文件信息。當１個文件放在多個文件域中時，又要設置多個目錄記錄，每個目錄記錄都給出相應的文件域地址，并由文件標志符指明該文件域是不是最后１個。顯然，這種文件結構大大加快了光盤尋找文件的速度。路徑表

路徑表是指盤上的所有目錄名，是獲取子目錄的最快途徑。其特點是用索引值來訪問所有的目錄。路徑表由許多路徑表記錄組成，它對應于根和子目錄，其中的根目錄和每１個子目錄，都有它們所在的起始地址，即邏輯塊號ＬＢＮ，在光盤上尋找子目錄可以依據地址索引來遍歷路徑表。這樣就可以通過路徑表來訪問任何１個子目錄。

3.4.3操作系統對CD-ROM文件系統的支持DOS系統

CD-ROM上的文件系統和DOS操作系統的文件系統差別很大，DOS無法用通常的方式直接讀取CD-ROM上的文件，必須在原有文件系統的基礎上進行CD-ROM文件系統的擴充。

在DOS中，有一個名為MSCDEX.EXE的CD-ROM擴展程序。它是DOS的一個外部命令，運行后相應代碼將駐留在內存。MSCDEX是一個與設備無關的程序，它調用一個CD-ROM驅動程序來完成數據的讀出與控制，CD-ROM驅動器的設備名由Config.sys中加載的設備驅動程序設定。MSCDEX可以使用戶象存取磁盤文件那樣讀取CD-ROM光盤文件，并服務于DOS或應用系統的文件請求。MSCDEX的命令行語法為：

MSCDEX[/E/K/S/V][/L:(Letter)][/M:(buffer)]/D:(device-name)

/E：MSCDEX可用擴展內存(ExpandedMemory)作為CD-ROM的讀/寫緩沖區.這個開關需EMM規范LIM3.2以上，缺省時不用EMM。

/K：支持Kanji編碼文件格式，缺省時為不支持Kanji格式的光盤.

/S：允許基于MS-NET網絡服務共享。

/V：顯示MSCDEX使用內存的情況。

/L：MSCDEX加載時用戶建議的起始盤符.在給CD-ROM分配盤符時，從所建議的盤符開始，找到可用的盤符分配給CD-ROM.若有多個光盤，則分配多個盤。若盤符不夠，則修改Config.sys中Lastdrive的參數。

/M：MSCDEX要申請的盤緩沖區個數，每個緩沖區為2K字節.使用的緩沖區越快.缺省值為4。

/D：指明所用設備的設備名，該開關是必須的。

在CD-ROM光盤和普通磁盤在使用上有以下區別:CD-ROM光盤是只讀的，所有寫操作都不能成。CD-ROM光盤沒有類似FAT表的結構，所有對磁盤物理結構進行操