CDROM發(fā)展史

紙的發(fā)明極大地促進(jìn)了人類(lèi)文明的進(jìn)步，它記載了人類(lèi)文明的發(fā)展史，造就了一批新興的工業(yè)。 從信息存儲(chǔ)的角度看，CD-ROM完全可以看成一種新型的紙。一張小小的塑料圓盤(pán)，其直徑不過(guò)12厘米(5英寸)，重量不過(guò)20克，而存儲(chǔ)容量卻高達(dá)600多兆字節(jié)。如果單純存放文字，一張CD-ROM相當(dāng)于15萬(wàn)張16開(kāi)的紙，足以容納數(shù)百部大部頭的著作。但是，CD-ROM在記錄信息原理上卻與紙大相徑庭，CD-ROM盤(pán)上信息的寫(xiě)入和讀出都是通過(guò)激光來(lái)實(shí)現(xiàn)的。激光通過(guò)聚焦后，可獲得直徑約為1微米(μm)的光束。據(jù)此，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開(kāi)始使用激光光束來(lái)進(jìn)行記錄和重放信息的研究。1972年，他們的研究獲得了成功，1978年投放市場(chǎng)。最初的產(chǎn)品就是大家所熟知的激光視盤(pán)(LD，Laser Vision Disc)系統(tǒng)。從LD的誕生至今，光盤(pán)有了很大的發(fā)展，它經(jīng)歷了三個(gè)階段：①LD-激光視盤(pán);②CD-DA激光唱盤(pán);③CD-ROM。下面簡(jiǎn)單介紹這三個(gè)階段性的產(chǎn)品特點(diǎn)。它就是通常所說(shuō)的LCD，直徑較大，為12英寸，兩面都可以記錄信息，但是它記錄的信號(hào)是模擬信號(hào)。模擬信號(hào)的處理機(jī)制是指模擬的電視圖像信號(hào)和模擬的聲音信號(hào)都要經(jīng)過(guò)FM(Frequency Modulation)頻率調(diào)制、線(xiàn)性疊加，然后進(jìn)行限幅放大。限幅后的信號(hào)以0.5微米寬的凹坑長(zhǎng)短來(lái)表示。

LD雖然贏得了成功，但由于事先沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使它的開(kāi)發(fā)和制作一開(kāi)始就陷入昂貴的資金投入中。1982年，由飛利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盤(pán)的紅皮書(shū)(Red Book)標(biāo)準(zhǔn)。由此，一種新型的激光唱盤(pán)誕生了。CD-DA激光唱盤(pán)記錄音響的方法與LD系統(tǒng)不同，CD-DA激光唱盤(pán)系統(tǒng)首先把模擬的音響信號(hào)進(jìn)行PCM(脈沖編碼調(diào)制)數(shù)字化處理，再經(jīng)過(guò)EFM(8~14位調(diào)制)編碼之后記錄到盤(pán)上。數(shù)字記錄代替模擬記錄的好處是：對(duì)干擾和噪聲不敏感;由于盤(pán)本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯(cuò)誤可以校正。

CD-DA系統(tǒng)取得成功以后，這就使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到，利用CD-DA作為計(jì)算機(jī)大容量只讀存儲(chǔ)器。但要把CD-DA作為計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器，還必須解決兩個(gè)重要問(wèn)題：①建立適合于計(jì)算機(jī)讀寫(xiě)的盤(pán)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);②CD-DA誤碼率必須從現(xiàn)有的10-9 降低到10-12 以下。由此就產(chǎn)生了CD-ROM的黃皮書(shū)(Yellow Book)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的核心思想是：盤(pán)上的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式來(lái)組織，每塊都要有地址。這樣做后，盤(pán)上的數(shù)據(jù)就能從幾百兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間上迅速找到。為了降低誤碼率，采用增加一種錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤校正的方案。錯(cuò)誤檢測(cè)采用了循環(huán)冗余檢測(cè)碼，即所謂CRC;錯(cuò)誤校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書(shū)確立了CD-ROM的物理結(jié)構(gòu)，而為了使其能在計(jì)算機(jī)上完全兼容，后來(lái)又制定了CD-ROM的文件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，即ISO9660。有了這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，CD-ROM在全世界范圍內(nèi)得到了迅速推廣和愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在80年代中期，光盤(pán)的發(fā)展非?？?，先后推出了WORM光盤(pán)、CD-ROM光盤(pán)、磁光盤(pán)(MOD)、相變光盤(pán)(PCD，Phase Change Disk)等新的品種。這些光盤(pán)的出現(xiàn)，給信息革命帶來(lái)了很大的推動(dòng)。

激光盤(pán)同磁盤(pán)、磁帶一類(lèi)的數(shù)據(jù)記錄媒體一樣，受到盤(pán)的制作材料的性能、生產(chǎn)技術(shù)水平、驅(qū)動(dòng)器以及使用人員水平等的限制，從盤(pán)上讀出的數(shù)據(jù)很難完全正確。據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)測(cè)試和統(tǒng)計(jì)，一片未使用過(guò)的只讀光盤(pán)，其原始誤碼率約為3×10-4;有傷痕的盤(pán)約為5×10-3。針對(duì)這種情況，激光盤(pán)存儲(chǔ)采用了功能強(qiáng)大的錯(cuò)誤碼檢測(cè)和糾正措施，采用的具體對(duì)策歸納起來(lái)有三種：(1) 錯(cuò)誤檢測(cè)碼EDC(Error Detection Code)。采用CRC碼(cyclic Redundancy Code)檢測(cè)讀出數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)。CRC碼有很強(qiáng)的檢錯(cuò)功能，但沒(méi)有開(kāi)發(fā)它的糾錯(cuò)功能，因此只用它來(lái)檢錯(cuò)。(2) 錯(cuò)誤校正碼或稱(chēng)為糾錯(cuò)碼ECC(Error Correction Code)。采用里德-索洛蒙碼，簡(jiǎn)稱(chēng)為RS碼，進(jìn)行糾錯(cuò)。RS碼被認(rèn)為是性能很好的糾錯(cuò)碼。(3) 交差里德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)。這個(gè)碼可以理解為在用RS編譯碼前后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和交叉處理。