CD-ROM

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本文講述的是一種電腦儲存媒體。關於CD-ROM的其他意思，詳見「CD-ROM (消歧義)」。

CD-ROM（Compact Disc Read-Only Memory）即唯讀記憶光碟，是一種在電腦上使用的光盤。這種光盤只能寫入數據一次，信息將永久保存在光盤上，使用時通過光盤驅動器讀出信息。CD的格式最初是為音樂的存儲和回放設計的，1985年，由SONY和飛利浦制定的黃皮書標準使得這種格式能夠適應各種二進位數據。

儘管只要擁有足夠的容量，CD-ROM能夠存儲所有類型的數據，但CD-ROM在分發包括遊戲、多媒體應用程序在內的各種計算機軟體領域尤為流行。有些CD-ROM既存儲音樂，又存儲計算機數據，這種CD-ROM的音樂能夠被CD播放器播放，計算機數據只能被計算機處理。

介質

CD-ROM碟片在外觀上與音樂CD完全相同，數據存取的方式也十分類似，區別僅在於它們存儲數據的標準。CD-ROM碟片是用1.2毫米厚的聚碳酸酯塑料和一層用作反射面的鋁製作的。直徑為120毫米的CD-ROM碟片最為常見，稍小的Mini CD的直徑為80毫米，除此之外，還有很多各種非標準尺寸和形狀的CD-ROM碟片，例如卡片尺寸的。數據以一系列細小的鋸齒的形式記錄在碟片中。雷射照射反射面時可以讀出凹凸的信息。凹點的深度大約為照射雷射波長的1/4到1/6，由此，反射光的相位會發生偏移，並造成破壞衝突和削減反射光強度的衰減。反射光強度的變化被轉化為二進位數據。

標準

在CD上存儲數據有多種格式，它們被收集成彩虹書。其中包括最初音樂CD的紅皮書標準，此外還有白皮書和黃皮書。ECMA-130標準詳細描述了CD-ROM的物理層標準。

CD-ROM格式

CD-ROM的每個扇區包含98個24位元組的框，共2352位元組信息。CD-ROM作為數據碟片，需要對數據有較高的可信任度，不能有錯誤數據。為了達到增強糾錯和檢錯的目標，CD-ROM有3層的糾錯機制。採用模式1型的CD-ROM擁有完整的3層糾錯機制，每個扇區記錄2048位元組信息。模式2型的CD-ROM，每個扇區記錄2336位元組信息，這類CD-ROM主要用於記錄視頻文件。CDDA音頻標準規定的數據量為：44.1k/s × 4B × 2048 / 2352 = 153.6kB/s，與此比較，模式1型的CD-ROM的播放時間為74分鐘，或4440秒，容量為682MB。

1倍速的CD光碟機每秒鐘能夠讀取75個連續的扇區。

CD扇區內容

• 一張74分鐘的標準CD包含333000個扇區。
• 每個扇區為2352位元組，模式1型的CD-ROM包含2048位元組計算機數據，模式2型的CD-ROM包含2336位元組PSX/VCD數據，音頻包含2352位元組信息。
• 扇區容量的差異來自頭信息和糾錯編碼，計算機數據對精度要求最高，這類信息最多，VCD對精度要求不高，這類信息稍小，音頻CD沒有這類信息。
• 如果用RAW格式從碟片中讀取數據，無論是什麼數據類型，每個扇區都能夠讀出2352位元組信息。因此：
  • 高速刻錄數據CD(40倍速)不會丟失信息。但是，由於音樂CD沒有3層糾錯碼，如果高速刻錄這類CD，有可能導致不可挽回的錯誤，並在播放時發出咔噠的聲音。
  • 在一張74分鐘的CD上，能夠用RAW方式刻錄更多的信息，這樣做容量可以達到333000 × 2352 = 783216000 位元組(大約747MB)。這是74分鐘650MB的CD的容量的上限。容量增加了14.8%，但是，這樣做將失去糾錯數據。
• 當用RAW方式讀取光碟時，容量永遠為2352位元組的倍數。

製作

預先壓制的CD-ROM碟片是通過母盤壓制出來的，首先製作一張玻璃的母盤，然後根據它的凸凹批量壓制出最終的光碟。可刻錄光碟(CD-R)與可重複刻錄光碟(CD-RW)的製作過程類似，它們都是通過雷射改變染料的特性或者物質相變的方式記錄數據，這個過程通常稱為刻錄。

容量

CD-ROM能夠輕易的記錄一部百科全書的所有文字、圖像、音頻和視頻

一張標準的120毫米的CD-ROM碟片能夠記錄703.1MB數據(不包括糾錯和檢錯數據)。這個容量能夠記錄700部10萬個10個字母長的英文小說。如果每部小說有1厘米厚，那麼這些小說加起來有7米長。文本信息通常能夠被壓縮至原來的1/10大小，這樣一張CD-ROM碟片就能夠容納大約100米厚的小說了。

一張單面的DVD的容量為4.4GB，大約為CD-ROM的6倍。

記錄CD容量時通常採用二進位，一張700MB的CD名義上有700000KB的容量。而記錄DVD容量時通常用採用十進位，一張4.7GB的DVD名義上有4.377GB的容量。

CD-ROM光碟機

老式4倍速CD-ROM光碟機

CD-ROM光碟機可以讀取CD-ROM光碟，這種設備在個人電腦上已經普及。CD-ROM光碟機可以通過IDEATA、SCSI、SATA、Firewire和USB或者專門設備連接至電腦。事實上，結合適當的軟體，所有的現代CD-ROM光碟機都能夠播放音樂CD、VCD和其它數據標準的CD。

雷射

CD-ROM光碟機採用780奈米近紅外線二極體。雷射波通過一個光電跟蹤模塊射到碟片上，而後檢測它是否被反射或者分散。

傳輸速度

CD-ROM光碟機的傳輸速度是以音樂CD的傳輸速度的倍數作為標準衡量的，1倍速為150KB/s。通過提高碟片的轉速，數據的傳輸速度能夠提高。例如，1倍速的光碟機的轉速為每分鐘500轉，而8倍速的光碟機轉速為每分鐘4000轉，相應的讀取速度為1.2MB/s。超過12倍速時，震動和散熱成為問題。超過這個速度的光碟機通過各種方法解決這些問題。恆定角速度光碟機中的碟片以恆定的角速度旋轉，以較快的速度讀取邊緣數據，以較慢的速度讀取內側數據。由於受到機械的限制，20倍速曾被認為是光碟機讀取速度的極限，直至三星推出了32倍速的SCR-3230光碟機，它採用球來平衡旋轉的碟片以降低震動和噪音。2004年，最快的傳輸速度通常可以達到52倍速，每分鐘10350轉，7.62MB/s，不過這個速度只是在讀取碟片邊緣部分的數據時才能達到。由於受到用於製作CD的多碳酸鹽塑料的強度的限制，通過增加轉速提高讀取速度變得不再可行，但是，可以通過增加雷射頭的方式進一步提到讀取速度，在Kenwood的TrueX 72x演示中，這款光碟機採用了7個雷射頭，轉速與10倍速的光碟機轉速大致相當。

CD刻錄光碟機通常有3種不同的速度，分別為一次刻錄、重複刻錄和讀取操作的速度。通常，採用這樣的順序標注，例如12x/10x/32x的光碟機能夠以12倍速(1.80MB/s)刻錄一次刻錄光碟，以10倍速(1.50MB/s)刻錄可重複刻錄光碟，以32倍速(4.80MB/s)讀取光碟。

1倍速的定義在不同場合併不相同，CD-ROM的1倍速為150KB/s，音樂CD的1倍速為172.3KB/s，DVD的1倍速為1.32MB/s。

從CD-ROM拆卸下的雷射系統

可移動的雷射頭能夠讀取CD的任何位置

CD-ROM光碟機的雷射系統

常見傳輸速度

電腦報2004年合訂本附贈的兩張CD-ROM

參看

• CD
• CD-R
• CD-RW
• VCD
• DVD

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