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1、计算机组装与维护情境实训,学习情境一 认知计算机系统,学习情境一 认知计算机系统,知 识 目 标,单元2选购计算机硬件,学习情境一 认知计算机系统,技 能 目 标,单元2选购计算机硬件,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.1 任务描述 6.2 相关知识 6.3光存储设备和光盘的选购,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.1 任务描述 光存储设备是计算机存储系统的必要补充，尤其是在安装操作系统和应用软件，以及将硬盘中的数据备份到光盘中时就需要借助于光存储设备。那么如何选购合适的光存储设备和光盘呢？,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2 相关知
2、识 6.2.1 基本原理 6.2.2 光存储的分类 6.2.3 光存储设备的性能指标 6.2.4 光存储设备的工作原理 6.2.5 光盘,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2.1 基本原理 1. 光存储的基本原理 光存储与光有密切关系。有一些介质在光线照射下会产生一些物理的或者化学的变化，这些变化通常可使介质具有两种状态，这两种不同的状态可分别用来代表数据“0”和数据“1”，因此就可以用这种介质作为数据存储介质。 激光具有单色性和相干性。如果将这种介质做成光盘，然后对激光加以控制、进行精细聚焦，沿一定轨迹对光盘进行扫描，再通过一个光电接收头对光盘介质因激光照射而产生的反射、
3、吸收或相移做出反应，从而完成了对光盘的读取、写入、擦除等操作。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,2. 光存储设备的硬件结构 光存储设备都是利用光盘作为存储体，利用激光头来读写，其硬件结构大体是相同的。如图6.1所示。,图6.1 光存储设备的硬件结构示意图,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,（1）光头部分 光头包括产生激光的半导体激光器、光学聚焦系统以及光电探测器等，如图6.2所示。,图6.2 光头部分示意图,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,（2）控制处理电路 伺服系统 为了读取光盘上的数据，要求激光束必须精确聚焦，误差必须非常小，通常要求轴向
4、误差小于1m，径向误差小于0.1m。为了达到这样高的精密程度，就需要伺服系统。 主轴电机控制 主轴电机的转速以PWM脉宽调制方式控制，通过霍尔元件组成的码盘来检测转速。 解调、纠错 为了防止数据出错，光盘上的数据信息是经过调制的，当光头读取到这些数据信息后，就需要解调。 接口电路 存储设备都有一个与计算机进行通信的接口，通常是IDE或SCSI接口。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2.2 光存储的分类 按安装方式及结构特点来划分，光驱还可以分为以下两种： （1）内置式：内置式光驱目前大多用户普遍采用的安装形式。这种光驱可以安装在电脑机箱的五英寸的固定架上，通过内部连线连接
5、到主板上，如图6.3所示。图6.3 内置式光驱图6.4 外置式光驱。 （2）外置式：外置式光驱自身带有保护外壳，可以放在电脑机箱外面，通过USB接口与电脑相连接使用，而不必安装到电脑机箱里去。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2.3 光存储设备的性能指标 1. 数据传输率 数据传输率是指光驱在1S内所能读写的数据量,单位为KB/s或MB/s.它是衡量光驱性能的最基本指标。该值越大，光驱的数据传输率越高。 最初CD-ROM数据传输率只有150KB/s，定义为倍速（1X），DVD-ROM的1X为1358MB/s，DVD-ROM
6、的最高倍速为16X。 CD-RW刻录机速度表示为：写复写读。一款标示523252的CD-RW刻录机表示该款刻录机为52倍速CD-R刻写、32倍速复写速度和52倍速CD-ROM读取能力。 DVD-RW刻录机速度表示为：DVD+/-R写入DVD+RW复写DVD-RW复写DVD+/-R DL写入DVD-RAM写入。 Combo驱动器的速度一般表示为：CD-R写入CD-RW重写CD读取DVD-ROM 读取。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,2. 平均访问时间（Average access time） 平均访问时间又称为“平均寻道时间”，是指光驱的激光头从原来的位置移动到指定的数据扇区
7、，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所花费的时间。其值一般在8090 ms。 3. CPU占用时间（CPU Loading） CPU占用时间是指光驱在保持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间。这是衡量光驱性能的一个重要指标，光驱的CPU占用时间越少，系统整体性能的发挥就越好。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,4. 缓存容量 主要用于存放临时从光盘中读出的数据，然后发送给计算机系统进行处理。这样就可以确保计算机系统能够一直接收到稳定的数据流量。缓存容量越大，读取数据的性能就越高。 5. 接口类型 市场上的光驱接口类型主要有SATA、IDE、SCSI和USB。,学习情境一
8、 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6. 纠错能力 光驱纠错能力是指光盘驱动器对一些质量不好的光盘的数据读取能力。目前，各个品牌的产品都差不多，建议购买品牌产品，这样在售后服务上有保证。 7. 区域代码 区域代码是DVD光驱的特有专利，在DVD光驱的面板上或说明书上一般都有明显的标记或说明。大家选购时要注意购买标有中国区域代码的产品。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,8. 刻录方式 刻录方式分为4种：整盘、轨道、多段、增量包。 整盘刻录无法再添加数据； 轨道刻录每次刻录一个轨道，CD-R最多支持刻写99条轨道，但要浪费几十MB容量； 多段刻录与轨道刻录一样，也可以随时向C
9、D-R中追加数据，每添加一次数据，浪费数MB容量； 增量包的数据记录方式与硬盘类似，允许在一条轨道中多次添加小块数据，避免了数据备份量少的浪费，刻意避免发生缓存欠载现象。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,9. 旋转方式 旋转方式是指激光头在光盘表面横向移动读取轨道数据时，光驱主轴电机带动光盘旋转分3种方式： （1）CLV（Constant Line Velocity，恒定线速度）方式。 （2）CAV（Constant Angular Velocity，恒定角速度）方式。 （3）P-CAV（Partial- Constant Angular Velocity，局部恒定角速度）方
10、式。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2.4 光存储设备的工作原理 1. CD-ROM驱动器的工作原理 2. CD-R/RW驱动器的工作原理 （1）CD-R驱动器的工作原理 （2）CD-RW驱动器的工作原理 3. DVD光驱的工作原理 （1）单光头单聚焦镜 （2）单光头双聚焦镜 （3）双光头双聚透镜 （4）单光头双波长 4. DVD刻录机的工作原理 5. Combo驱动器的工作原理,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,1. CD-ROM驱动器的工作原理 在无光盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动。此时，光驱面板指示灯闪亮，同时，激光头组件移动到主轴马达附近，
11、并由内向外顺着导轨步进移动，最后又回到主轴马达附近，激光头的聚焦透镜将向上移动三次搜索光盘。同时，主轴马达也顺时针启动三次，然后，激光头组件复位，主轴马达停止运行，面板指示灯熄灭。光驱中若放入光盘，激光头聚焦透镜重复搜索动作，找到光盘后，主轴马达将加速旋转。此时，若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动，步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传送到系统，微机便可读取光盘数据。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,2. CD-R/RW驱动器的工作原理 （1）CD-R驱动器的工作
12、原理 CD-R刻录机工作时，由刻录软件控制激光头以一定的规则向CD-R光盘的数据面（有机染料制成的光盘介质）发射很细的激光束，在CD-R光盘的数据面蚀刻出一个个“小坑”，如图6.5所示。就是这些肉眼难以分辨的小坑记录着指定的数据资料，可以被光驱识别。被刻录到CD-R光盘上的数据信息是永久性的，无法被擦写、删改。,图6.5 CD-R原理示意图,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,2. CD-R/RW驱动器的工作原理 （2）CD-RW驱动器的工作原理 CD-RW刻录机是由理光（Rich）公司在1996年首先推出的，它是允许用户反复进行数据擦写操作的刻录机。CD-RW采用相变技术来存储
13、信息，光盘介质采用硫属化合物或金属合金，利用激光的热效应或光效应使介质发生相变，即介质在晶态和非晶态之间相互转变，这两种状态下，介质对光的反射率相差很大（晶态对光线的反射率大，非晶态对光线的反射率小），因而可以用来记录数据。又因为这种相变的过程是可逆的，所以这种光盘可反复擦写。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,3. DVD光驱的工作原理 DVD-ROM工作原理与CD-ROM差不多，也是先将激光二极管发出的激光经过光学系统形成光束射向盘片，然后从盘片上反射回来的光束照射到光电接收器上，再转变成电信号。 由于DVD必须兼容CD-ROM光盘，而不同的光盘所刻录的坑点和密度均不相同，
14、当然对激光的要求也有不同，这就要求DVD激光头在读取不同盘片时要采用不同的光功率。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,4. DVD刻录机的工作原理 DVD 刻录机是DVD-R/RW 和DVD+R/RW，它们与CD-R/RW一样是在预刻沟槽中进行刻录。不同的是，这个沟槽通过定制频率信号的调制而成为“抖动”形，被称作抖动沟槽。它的作用就是更加精确地控制马达转速，以帮助刻录机准确掌握刻录的时机，这与CD-R/RW 刻录机的工作原理是不一样的。另外，虽然DVD-R/RW和DVD+R/RW的物理格式是一样的，但由于DVD+R/RW刻录机使用高频抖动技术，所用的光线反射率也有很大差别，因此
15、这两种刻录机并不兼容。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,5. Combo驱动器的工作原理 Combo驱动器可以实现CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW等多种功能，其中的关键在Combo驱动器的激光头。Combo驱动器激光头能够产生不同能量和波长的光源，并且都能做到精确聚焦，从而实现CD-ROM、DVD-ROM的读取以及CD-RW的刻写。 3种不同的光头： （1）三星光头 （2）飞利浦光头 （3）日系光头,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,6.2.5 光盘 光盘又称为CD（Compact Disc，压缩盘），是通过冲压设备压制或激光烧刻，从而在其上产生一系列
16、凹槽来记录信息的一种存储媒体。光盘具有容量大、保存时间长、工作稳定可靠、便于携带、价格低廉等优点。 1. 光盘的类型 2. 光盘的容量及记录原理 3. 光盘的结构 4. 光盘中数据的存放格式,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,1. 光盘的类型 光盘按照读写类型分为三种类型：一种是只读型光盘，它们由生产厂家预先写入信息，用户只能读出不能写入；第二种是只写一次性光盘，可以由用户写入信息，但只能写一次，可多次读出；第三种是可擦写型光盘，可以重复读写，类似磁盘。 每种类型的光盘按所适用的激光不同，目前又分为CD、DVD（红光DVD）、BD（蓝光DVD）、HD（高清晰度DVD）。,学习情境一 认知计算机系统,单元2选购计算机硬件,2. 光盘的容量及记录原理 （1）光盘的容量 光盘容量的单位则不同，它以14bit为编码单位，即1Byte=14bit，并且，字节与字节之间还有3bit的间隔，故光盘实际
