第 8 章光驱和光盘

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第 8 章光驱与光盘

8.1.1 光驱的结构与工作原理8.1.2 光驱的类型和特点8.1.3 光驱的主要性能指标

8.2.1 光驱的安装8.2.2 光驱的拆缷

8.3.1 光驱的选购8.3.2 光驱的维护

8.1 光驱简介

8.3 光驱的选购与维护

8.2 光驱的安装与拆缷

8.4 光盘8.4.1 光盘的结构与类型8.4.2 光盘的记录原理和记录格式8.4.3 光盘的使用和维护

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第 8 章光驱与光盘8.1 光驱简介

随着多媒体技术的不断发展，光驱已经成为计算机配置中必不可少的设备。

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第 8 章光驱与光盘8.1.1 光驱的结构与工作原理

1 ．光驱的结构

各品牌的光驱结构虽各有特点，但它们一般都由光头、解码电路、接口、机械结构、操控系统、音频解码、外壳等七大部分组成。

(1)激光头激光头是光驱的“核心”，它的好坏直接影响读盘

的性能。激光头所发出的激光的波长和强度都是有严格的规定。

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第 8 章光驱与光盘(2)解码电路激光头所读取的 0 和 1 信号，需要经过解码部分

整理，才能翻译成 IDE接口可以识别的数据流。(3)接口光驱的尾部整整一排都是各种各样的接口，白色

的电源接口； 40根针的 IDE； 4 根针的音频线接口，较高档的光驱还有“ Digital Audio”数字音频接口。

(4)机械结构可分为主轴和托盘控制两部分，一般情况下用同

一个电机带动。(5)操控系统主要是控制光盘托架的进出，许多光驱都在前面

板上加上了 CD播放按钮和音量调节旋钮等一些更具“人性化”的设计。

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(6)音频解码有的人以为用电脑听 CD是声卡的功劳，其实不

然，光驱的音频解码系统就完成了 CD音乐的复原工作，复原后的 CD音乐信号已经是模拟的了，通过音频线传送到声卡上，声卡只是把从光驱上传送来的 CD音乐原样输出到连接在声卡上的音箱而已。

(7)外壳外壳的作用不仅仅是容纳机械结构，还起到了对

激光头的保护、防止电磁干扰、与机箱连通接地等一系列必不可少的作用。

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(8)伺服控制系统

在光盘驱动器中，有三个基本伺服控制系统：聚

焦伺服系统、径向光道跟踪伺服系统和光盘转速控制系

统。

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第 8 章光驱与光盘2.光驱的工作原理

激光头主要包括：激光发生器（又称激光二极管）、半反光棱镜、物镜、透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。由于棱镜是半反射结构，不会让光束完全穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射，穿过透镜，到达光电二极管上面，由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据，所以反射回来的光线就会射向不同的方向，进而可被识别为“ 0”或“ 1” 。

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8.1.2 光驱的类型和特点

光驱按功能可分为 CD-ROM驱动器、 DVD

光驱（ DVD-ROM）、康宝（ COMBO）和刻录机（ CD刻录、 DVD刻录、 BD刻录）等，按照放置位置分为内置光驱和外置光驱，外置光驱也称便携式光驱。

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1.CD-ROM光驱

CD-ROM又称为致密盘只读存储器，是一种只读的

光存储介质。它是利用原本用于音频 CD的 CD-

DA（ Digital Audio）格式发展起来的。

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第 8 章光驱与光盘2. DVD光驱

标准 DVD盘片的容量为 4.7GB，相当于 CD-ROM光盘

的 7 倍。按制作材料可分为 DVD-ROM（只读

型）、 DVD-R（可一次写入型）、 DVD-RAM（可擦写

型）。按容量可分为单面单层 DVD、单面双层 DVD、双

面单层 DVD、双面双层 DVD。

DVD光驱的主要特点是：

（ 1 ）存储容量大

（ 2 ） MPEG-2压缩技术

（ 3 ）杜比 AC-3环绕音效

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第 8 章光驱与光盘3. COMBO 光驱 “康宝”光驱是人们对 COMBO光驱的俗称。而

COMBO光驱是一种集合了 CD刻录、 CD-ROM和 DVD-

ROM为一体的多功能光存储产品。

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第 8 章光驱与光盘4. 刻录光驱

包括了 CD-R、 CD-RW、 DVD、 BD（蓝光）刻录机等，其中 DVD刻录机又分 DVD+R、 DVD-R 、 DVD+RW、 DVD-RW(W代表擦写 ) 和 DVD-RAM。

（ 1 ） CD-R光盘刻录机 CD-R是英文 CD Recordable的简称，意思是

可记录光盘驱动器，一般也称为光盘刻录机。（ 2 ） CD-RW光盘刻录机 CD－ RW则采用先进的相变（ Phase Chang

e ）技术，刻录数据时，高功率的激光束反射到 CD－RW盘片的特殊介质，产生结晶和非结晶两种状态，并通过激光束的照射，介质层可以在这两种状态中相互转换，达到多次重复写入的目的。

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第 8 章光驱与光盘（ 3 ） DVD刻录机

DVD-RAM 采用 Phased-changed Dual和部分 MO的技术而成，容量由最少的 2.58GB至最多的4.7GB。

（４） BD刻录机蓝光（ Blu-Ray Disc）是由索尼、松下、日

立、先锋、夏普、 LG电子、三星、汤姆逊和飞利浦等9 家电子巨头在 2002年 2 月 19日共同推出的新一代DVD光盘标准。蓝光光盘的一个最大优势是容量大，目前单面单层的就高达 100GB。

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8.1.3 光驱的主要性能指标1 ．速度这里所说的速度，指的是光盘驱动器的标称速度，

就是指光驱读取数据的速度是多少，如 48X、 52X等。2 ．数据传输率这是光盘驱动器的一个重要指标，此指标和标称速

度密切相关。标称速度由数据传输率换算而来：CD-ROM标称速度与数据传输率的换算为

1X=150KB/sDVD-ROM则为 1X=1385KB/s。

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3 ．寻道时间（ Seek Time）

寻道时间是光驱中激光头从开始寻找到找到所需

数据花费的时间。有三种寻道时间，即随机寻道时间

（ Random）、 1/3行程寻道时间以及全盘寻道时间

（ Full）。

4 ． CPU占用率（ CPU Usage）

CPU占用率当然是越小越好，不过刻录机的 CPU占

用率除了和驱动器有关外，和刻录软件也有很大关系。

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5 ．数据读取写入方式旋转物体有角速度和线速度之分，固定转速的物体，

其径向的角速度相同，而线速度却随着半径的变化有所不通，半径越大，线速度越高。对应的数据读取写入方式有：恒定线速度 CLV 、恒定角速度 CAV 、局部恒定角速度 P-CAV 、区域恒定线速度 Z-CLV 。其中 CAV

和 P-CAV最普遍。6 ．缓存容量（ Buffer Memory Size）对于光盘驱动器来说，缓存越大连续读取数据的

性能就越好，在播放视频受影响时的效果越明显，也能够保证成功的刻录性能。目前，一般 CD-ROM 的缓存为 128KB ， DVD-ROM 的缓存为 512KB ，刻录机的缓存普遍为 2-4MB ，个别可以达到 8MB 。

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7 ．数据传输模式数据传输模式主要有 PIOM和 UDMA模式，早期大多采用的是

PIOM模式， CPU资源占用率较大，现在的产品基本上都是 UDMA模式，可以通过 Windows中的设备管理器将 DMA打开，以提高性能。

8. 高速缓存高速缓存指标对光驱的整个性能也起着非常重要的

作用，缓存配置得高不仅可以提高光驱的传输性能和传输效率，而且对于光驱的纠错能力也有非常大的帮助。目前光驱缓存通常介于 256KB 至 1MB之间。

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9. 容错性该指标通常与光驱的速度有相当关系，通常速度较

慢的光驱，容错性要优于高速产品，对于 40倍速以上的光驱，应该选择具有人工智能纠错功能的光驱。

10.数据接口除了上面的技术指标，数据接口也是一个重要的指

标。常见的光驱有 UDMA/33模式、 SCSI模式、 IDE模式。

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11.平均读取时间平均读取时间指标也叫平均寻道时间，该指标是指

激光头移动定位到指定的预读取数据（这段时间为rotation-latency）位置后，开始读取数据到将数据传输至电路上所需的时间。它也是光驱速度的一项重要指标。

12.光头系统光头系统中有一个很重要的部件，那就是激光头，

通过它来发射激光寻找光盘上的指定位置，感应电阻接受到反射出的信号输出成电子数据。可分为单光头和双光头。

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8.2 光驱的安装与拆缷

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8.2 光驱的安装与拆缷8.2.1 光驱的安装安装时首先从机箱面板上拆下一个 5 寸槽口的档板，

用来安装光驱，把光驱安装在 5 寸固定架上，保持光驱的前面和机箱面板齐平，在光驱的每一侧用两个螺丝初步固定，先不要拧紧，这样可以对光驱的位置进行细致的调整，然后再把螺丝拧紧。

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8.2.2 光驱的拆缷1.前面板的拆卸首先必须切断计算机电源，然后拆开机箱把光驱从

5.25寸驱动器槽中取出，拔去相应的 IDE数据线（或SATA数据线）以及音频线。

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2 ．外壳的拆卸

光驱内部图

在光驱的外壳四周，左右两边各有两颗螺丝，底部共有四颗螺丝。用螺丝刀依依将其拆除，然后将上下两部分壳体分离。

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第 8 章光驱与光盘3 ．电路板的拆卸

在光驱的底部，是一块绿色的 PCB印刷电路板。

上面有光驱的缓存，光驱的解码芯片，光驱的 BIOS等

元件。另外还有数据线从 PCB电路板上引出，另一端则

接在光驱光头以及仓门控制电路附近，拆卸时一定要注

意。

主控芯片

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第 8 章光驱与光盘4 ．电机及光头的拆卸

光驱电机

光驱的激光头一般为两部分组成，一部分是激光透镜，一部分是激光头。不过目前有些光驱直接将光头与透镜做到了一起，这样拆卸起来更容易。

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8.3 光驱的选购与维护

8.3.1 光驱的选购1.性能指标选购光驱一定要关注它的性能指标，比如寻道时间、

CPU占用率、数据传输率的高低、数据缓冲区的大小等。另外高速缓存（ cache）的配备大小对性能也有很大的影响。一般产品 cache容量为 128k或 256k，有的可达１ M 。在价格相差不大的情况下，这个值越大越好。

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2.接口类型光驱常见接口有 IDE、 EIDE、 SATA和 SCSI几

种。如果没有特殊要求，选择价格便宜的 SATA接口光驱就可以了，因为现在主板上主要是 SATA接口，而SCSI接口的光驱还得配买一块相应的 SCSI卡。

3.容错容错性一直以来就是用户争论的焦点。光驱在跨入

DVD时代以后，随着数据读取技术趋于成熟，大部分主流产品的容错能力还是可以接受的。

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4.稳定性

在当今速度与纠错差距并不大的情况下，稳定的表

现显得尤为可贵。

5.其他指标

关于光驱其实还有许多评定的指标，例如噪音和震

动。由于 DVD-ROM的速度主要取决于马达的旋转，而

目前一些高速产品的马达转速高达 8000-9000rpm，

甚至高于 10000rpm。

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8.3.2 光驱的维护

光驱是电脑中使用最频繁的设备之一，为了减少光

驱的故障，延长其使用寿命，平常使用时应该注意对光

驱的维护保养，一般应注意下面几点：

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1 ．保持光驱、光盘清洁 2 ．定期清洁保养激光头3 ．保持光驱水平放置4 ．养成关机前及时取盘的习惯 5 ．减少光驱的工作时间6 ．少用盗版光盘，多用正版光盘7 ．正确开、关盘盒 8 ．利用程序进行开、关盘仓9 ．谨慎小心维修 10．尽量少放影碟11. 取消自动读盘功能 12. 保护好光盘

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8.4 光盘8.4.1 光盘的结构与类型

标准的 CD-ROM盘片直径为 120毫米（ 4.72英寸），中心装卡孔为 15毫米，厚度为 1.2毫米，重量约为 14～ 18克。

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第 8 章光驱与光盘光盘主要分为五层，其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。下面将分别进行说明。（ 1 ）基板：它是各功能性结构 ( 如沟槽等 ) 的载

体。（ 2 ）记录层 ( 染料层 ) ：这是刻录信号的地方 ,

其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。

（ 3 ）反射层：这是光盘的第三层，它是反射光驱激光光束的区域，借反射的激光光束读取光盘片中的资料。

（ 4 ）保护层：它是用来保护光盘中的反射层及染料层，防止信号被破坏。

（ 5 ）印刷层：印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方，这就是光盘的背面。

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第 8 章光驱与光盘国际标准化组织 ISO制定和采纳了多种标准规范，

定义了光盘的尺寸、转速、数据传输率、数据格式等重要参数。

(1)CD－ DA：激光数字音频光盘，又称 CD， CD

盘直径 12厘米，每片盘能播放 74分钟高质量的音乐节目。

(2)CD－ ROM：计算机只读光盘。 CD－ ROM光盘直径 12厘米，容量为 650MB。

(3)CD － ROM ／ XA ： 1998年制定了它的规范。 CD － ROM 光驱在读混合模式光盘时，如果读计算机数据，就不能回放音乐。

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(4)CD－ G ：又称卡拉 OK盘，它是利用 CD唱片上剩余的通道记录一些简单的静止图形文字可用于卡拉OK。

(5)CD－ V ：带视频的激光唱片，它是 CD－ DA和

LD相结合的产物。(6) CD － I ：交互式光盘：用于交互式多媒体 CD

－ I 系统中。(7)CD － R ：可录式光盘。它可多次在空余部分写

入数据。(8)Photo － CD ：相片光盘。是专为存储数字化的

35mm相片设计的，一张光盘可多次录入约 100张左右的相片。

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(9)V－ CD：是 Video CD的简称，俗称小影碟。(10)DVI：数字电视交互技术光盘。 DVI把高质量

的声音和电视图像以压缩方式交叉存放在 CD－ ROM上，这种盘也称 DVI光盘。

(11)DVD：高密度数字视盘，采用双面光盘结构，它以单面光盘为基础，每面的容量为 4.7GB。

(12)LD：激光视盘，又称影碟，因此视频播放机又称影碟机。

(13)CD－ WORM：一次性写入光盘，信息一旦写入便不能修改。

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(14)可擦写式光盘：按记录方式主要有两种，磁光盘（ MO）、相变光盘（ PCR），这两种光盘都在迅速发展，存储容量不断提高。

(15) HD-DVD：或称 High Definition DVD ，是一种数字光储存格式的蓝色光束光碟产品，使用 405 纳米波长的蓝光。

(16) BD：目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟格式， BD 激光技术的巨大进步，目前单面单层的 BD

就高达 100GB 。

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8.4.2 光盘的记录原理和记录格式1. 光盘的记录原理

磁光盘 (magneto optical disc， MOD)和相变光盘 (phase change disc， PCD)也被许多人简称为光盘，前者是利用磁的记忆特性，借助激光来写入和读出数据，后者是利用一种特殊的材料，这种材料在激光加热前和加热后它们的反射率不同，利用它们的反射率不同来记忆“ 1”和“ 0”，这是名副其实的光盘。

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第 8 章光驱与光盘CD-ROM光盘的数据格式采用 ISO 9660标准，该

标准的特点如下：(1)一个物理扇区包括 2352字节(2)由于 CD-ROM盘片上的光道是螺旋形的，扇区

地址采用时间（分、秒、分数秒）表示。(3)每个扇区分为同步头、头标和用户数据加校验

码 3 个部分。其中同步头占 12个字节，头标占 4 字节，校验码占 288字节。

(4)每个逻辑扇区可分为一个或若干个逻辑块，所有文件按逻辑块寻址。

(5)文件存储采用分层目录结构（与磁盘类似），并限定目录层次的深度为 8级，访问文件采用称为“路径表”的方法，通过它可以直接访问任何一个子目录，不像磁盘中需要一层一层地打开子目录。

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8.4.3 光盘的使用和维护

1 ．光盘的使用光盘的使用非常简单，只要有光盘读取设备 ( 托盘

式或吸人式 ) ，就可以使用光盘。2 ．光盘的日常维护虽然光盘具有很好的稳定性和耐用性，但经常读盘

后，特别是使用质量较差的光驱读取后的光盘，也容易产生划痕等问题，从而影响到光盘的寿命。

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第 8 章光驱与光盘维护光盘要注意以下几点：

(1)要定期进行清洁工作，要尽量避免灰尘落在光

盘上，用完后及时放好。

(2)要及时擦除光盘上的污点。如果光盘表面出现

的污点影响了光驱的读取数据，可以使用干净的绒布、

丝绸、鹿皮等擦拭光盘表面。

(3) 要特别注意保护光盘的内缘。光盘上数据的存储

方式是从里向外的形式，是先读取光盘的最内道。

(4) 要避免长时间地读盘。

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(5)光盘盘基的主要成分是聚碳酸酯，要让光盘避

免光照或接触热源，防止其变形。

(6)注意反射层 (漆面 ) 的保护。

(7) 在光驱进行读写的过程中不要强行弹出光盘。

(8) 不要跌落、滑伤或弯曲光盘。

(9) 不要用任何书写工具在光盘的表识面上作记号。

(10) 取放光盘时要小心轻放。

第 8 章光驱和光盘

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