8.1 CD–ROM驱动器 8.2 DVD 光 驱 8.3 CD–R／RW 8.4 软盘驱动器 第8章 光盘驱动器和软盘驱动器 8.1 CD–ROM驱动器 8.2 DVD 光 驱 8.3 CD–R／RW 8.4 软盘驱动器

8.1 CD–ROM驱动器 8.1.1 CD–ROM光驱的分类 1．按接口分类 CD–ROM按接口可分为IDE接口和SCSI接口光驱。 IDE接口的光驱是目前应用最广泛、市场上最常见的光驱，可通过数据线直接与主板上的IDE接口相连接；SCSI接口光驱需要专门的SCSI接口卡与计算机相连。

2．按结构分类 CD–ROM光驱按结构可分内置式和外置式光驱。 内置式光驱可以安装在机箱的5英寸机箱托架上，通过数据线连接到主板上，同样可与硬盘连接在同一根数据线上。 外置式光驱自身带有保护外壳，可放在计算机的机箱外，通过并口线与计算机相连接。外置式光驱使用方便，但价格比较贵。

8.1.2 CD–ROM驱动器的外观 CD–ROM的外观主要由光驱的控制面板及背面结构组成。 1．光驱的控制面板 图8–1是一块普通的内置式CD–ROM驱动器，其各部分名称及作用如下： ˙耳机插孔(Headphone Jack)：用于连接耳机或音箱，可输出Audio CD音乐，与随身听(Walkman)一样。 ˙音量调整旋钮(Headphone Volume Control)：用于调节输出的CD音乐的音量大小。有些光驱是采用两个数字按键代替模拟的旋钮。

光盘托盘(Disc Drawer)：用于放置光盘。 ˙工作指示灯(Busy Indicator)：灯亮时，表示驱动器正在读取数据；灯不亮时，表示驱动器没有读取数据。 ˙强制弹出孔(Emergency Eject Hole)：用于在断电或其它状态下打开光盘托架。用户可插入曲别针等工具推出光盘托架。

˙弹进弹出/停止键(Open/Close/Stop Button)：用于控制光盘托架的进出。如果正在播放CD，将停止播放。 ˙播放键(Play Button)：用于直接使用控制面板来播放Audio CD。要播放CD时，按该键开始播放第一首，如果要播放下一首，再按该键，直到播放出要听的音乐为止。用该键播放CD时不需要运行播放程序，因此也不占用系统资源。

图8–1 光驱前面板结构

2．光驱的背面结构 几乎所有光驱的背面都一样，如图8–2所示。光驱的背面主要有以下插口： ˙电源插座：使用与硬盘相同的四线电源线。 ˙数据线插座：主要用来连接数据线。如果为IDE接口的光驱，与IDE硬盘的连接方法相同。

8–2 光驱后图面板结构

˙主盘/从盘/CSEL盘模式跳线(Master/Slave/CSEL Jumper)：用来设置IDE设备的主从位置，与IDE硬盘的跳线功能相同。 ˙四针模拟音频输出口：这是光驱与声卡的连接口。 ˙数字音频输出连接口(Digital Audio Output Connector)：可以连接到数字音频系统或数码音乐设备。

8.1.3 CD–ROM驱动器的内部结构 由于CD–ROM驱动器集光、电、机械于一体，内部结构非常复杂。总体上看，CD–ROM驱动器主要由控制电路和机芯组成，其机芯结构如图8–3所示。

图8–3 光驱的内部结构

CD–ROM驱动器主要包括以下几个部分： ˙激光头组件：由激光头、聚集透镜等组成，配合齿轮机构和导轨等机械部分，根据系统信号确定读取光盘数据，并通过数据电缆将数据传输到控制电路。 ˙主轴电机：压紧光盘后，带动光盘高速旋转。 ˙光盘托架：通过光盘托架输送光盘。 ˙启动机构：控制光盘托架的进出和主轴电机的启动。加电运行时，启动机构将使包括主轴电机和激光头组件在内的伺服机构处于半加载状态。

8.1.4 CD–ROM驱动器的工作原理 激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分，它主要负责数据的读取工作，因此清理光驱内部的时候要格外小心。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、透镜以及光敏元件(光电二极管)等部分。

图8–4 光驱的工作原理图

图8–4 光驱的工作原理图

8.1.5 CD–ROM驱动器的技术指标 有很多人都会认为光驱的速度越快，其性能就越高，其实这种想法在实际操作和应用中并不尽然。光驱的速度只是指其驱动电机的转速而言，而真正衡量光驱性能高低的技术指标还有很多。 1．持续数据传输速率(Sustained data transfer rate) 数据传输速率是CD–ROM光驱最基本的性能指标，该指标直接决定了光驱的数据传输速率，通常以KB/s来计算。最早出现的CD–ROM的数据传输率只有150 KB/s，当时有关国际组织将该速率定为单速，而随后出现的光驱速率与单速标准是倍数关系。

2．读取方法 CD–ROM主要有CLV(恒定线速度)、CAV(恒定角速度)及P–CAV(区域恒定角速度)等三种读盘方式。 CLV(Constant Linear Velocity，恒定线速度)技术是12倍速以下光驱普遍采用的一种技术。CLV技术指从盘片的内道(内圈)向外道移动过程中，单位时间内读取的轨道弧线长度相等。

3．平均访问时间(Average Access Time) 平均访问时间又称“平均寻道时间”，是指从检测光头定位到开始读盘这个过程所需要的时间，单位为ms。数据传输速率相同的光驱的平均读取时间可能有很大差别，一般平均访问时间越小，光驱性能就越好。 4．CPU占用率(CPU Loading) CPU占用率指CD–ROM光驱在维持一定的转速和数据传输速率时占用CPU的时间。该指标是衡量光驱性能的一个重要指标，从某种意义上讲，CPU的占用率可以反映光驱的BIOS编写能力。

5．高速缓存 这个指标常用Cache表示，也有些厂商用Buffer Memory表示。高速缓存的容量大小直接影响光驱的运行速度。 6．容错性 “超强纠错”在目前光驱的应用中表现得最不理想。尽管目前高速光驱的数据读取技术已经趋于成熟，但仍有90%左右的产品为了提高容错性能，采取调大激光头发射功率的办法来达到纠错目的。

7．机芯品种 在内部机芯方面，光驱主要有“塑料制”和“全钢制”两种机芯。“塑料”机芯具有价格低廉的特点，所以被大多数厂家采用。 采用塑料机芯的光驱在光驱高倍速运转时所产生的高温烘烤下，机芯里的塑料会逐渐老化甚至变形，时间稍长，这种光驱的读盘能力就会自然下降。

8.1.6 光驱的维护和维修 在整个微机系统中，可以说光驱是故障率最多、寿命最短的配件了。光驱在最初出现故障时，一般是“挑盘”，以后越来越严重，直至不能读盘。这种故障的原因通常是聚焦透镜、激光头积尘太多或激光管老化等引起的。

1．CD–ROM的日常维护 为减少CD–ROM驱动器的故障，延长其使用寿命，应注意平时对驱动器的维护。 (1)  CD–ROM驱动器内的激光透镜和光电控制器件非常脆弱，经不起撞击、震荡，因此要小心轻放，并且在远距离运输过程中注意防震。 (2) 定期使用光驱清洗盘(清洗光驱激光镜头)。

(3) 灰尘侵入驱动器内部极易造成故障，因此必须注意防尘。 (4) CD–ROM驱动器的托盘非常脆弱，因此在托盘里放置盘片时要轻拿轻放，更不能用力下压托盘，否则易造成托盘变形或断裂。 (5) 光驱不用时，在及时将盘片从驱动器中取出，以减少驱动器的磨损，延长驱动器寿命。

2．清洗激光头 清洗激光头是一个非常细心的过程，清洗时将机芯正面向上，抽出盘托，即能看到光学头组件，顶部绿豆大小的玻璃球状透明体就是激光头。先仔细观察一下聚焦透镜表面，会看到灰尘或雾蒙蒙的一片，用脱脂棉或镜头纸轻轻擦拭，除去透镜表面的灰尘，稍稍多擦几下，透镜就会变得干净透明。

3．调节激光管的工作电流 如果经过清洁处理的光驱仍然不能工作，说明激光管有一定程度的老化，可试调整激光管的工作电流以增大输出功率。 激光管的工作电流微调电位器在激光头组件侧部，只有绿豆大小。调节前先用色笔在电位器上做一记号，记下初始位置，用钟表起子将电位器朝某一方向旋转一个小角度。微调电位器本身接触不良也是造成故障的原因之一，有时只要稍微动一下电位器即可解决问题，因此强烈建议每次调节的角度不要超过10°。

8.2 DVD 光 驱 DVD是英文Digital Video Disc的缩写，从英文名字上就能看出DVD的诞生与影视有着紧密的关系。图8–5所示就是一款DVD。

图8–5 DVD

DVD的生产标准在1997年就已经被DVD协会确立出来了，世界上一些知名的大型家电厂商，如松下、东芝、日立等，也都加入了DVD协会。DVD–ROM也就是DVD论坛协会所制定的可擦写DVD标准，由于DVD–ROM采用了0.74 μm道宽和0.41 μm/bit高密度记录线等新技术，因此DVD盘片虽然看起来与普通的CD并没有什么区别，但是却有着惊人的存储量。单面单层DVD容量为4.7 GB，单面双层SVS为9.4 GB，而双面双层更是可以达到17 GB的海量存储。

8.2.1 DVD的技术指标 1．DVD的介质 说到DVD，首先就不能不了解一下DVD的盘片。DVD盘片的大小与CD相同，由两个厚0.6 mm的基层粘成。DVD盘片可以单面存储，也可以双面存储，而且每一面还可以存储两层资料。因此，DVD光盘可分为四种：单面单层(DVD–5)的容量为4.7 GB，单面双层(DVD–9)的容量为8.5 GB，双层单面(DVD–10)的容量为9.4 GB，双面双层(DVD–18)的容量为17 GB。

2．DVD的规格 DVD的规格目前主要有以下几类： (1)  DVD–ROM(就是计算机上的DVD驱动器)； (2) 家用的DVD–Video； (3)  DVD–Audio(规格尚未统一)； (4) 只能写一次的DVD–R； (5) 可以进行多次读写的DVD–RW。

3．DVD的速度 DVD–ROM驱动器也是分为2倍速、4倍速、5倍速等。所谓几倍速的说法，也是用来简单衡量DVD–ROM驱动器速度的一个指标。 4．DVD的光头 目前市场上的DVD–ROM驱动器主要有单激光头和双激光头之分：单激光头也就是用同一个光头读取DVD和CD–ROM信号；双激光头则主要是指分别采用两个光头读取DVD和CD–ROM信号。

8.2.2 DVD硬件防盗版技术 DVD–ROM刚一问世就以其特有的大容量、高清晰画质征服了全球硬件爱好者。 ˙区域码保护。 ˙DVD内容搅乱系统(CSS)。 ˙类比保护系统(APS)。

8.3 CD–R／RW 8.3.1 CD–R／RW驱动器的工作原理和外观 CD–R(CD–Recordable)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光盘的数据面发射很细的激光束，在CD–R光盘的数据面上蚀刻出一个个“小坑”，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，无法被擦写和删改。

CD–RW(CD–ReWritable)刻录机由理光(RICOH)公司在1996年首先推出，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信息。 CD–R/RW驱动器的外观与CD–ROM光驱几乎一样，如图8–6所示。

图8–6 CD–R/RW的外观

8.3.2 光盘刻录机的性能指标和选购原则 1．光盘刻录机的性能指标 光盘刻录机的性能指标有多个，但关键的性能指标有以下几个。 1) 速度 速度是光盘刻录机的主要技术指标，包括数据的读取和写入速度。 CD–R 刻录机写入数据的速度一般以KB/s表示。 CD–RW刻录机擦写CD–RW盘片的速度(Rewrite Speed)同样是以KB/s或“倍速X”表示。

CD–RW驱动器常用的速度格式为“写×擦×读”，其中第一个数字为写入速度，第二个数字为擦写速度，第三个数字是读取速度，如8×24×32。在选购刻录机的时候注意类似的表达方式就可以了解产品的主要性能。 2) 接口方式 目前CD–R/RW刻录机接口主要有SCSI、IDE、USB等许多种。 3) 放置方式 刻录机按安装方式可以分为内置式(Internal)和外置式(Extetnal)两种。

4) 缓存容量(Buffer Size) CD–R/RW刻录机都有一个数据缓存器，可用作将数据写入光盘的暂存区。数据缓存器的作用是保持数据连续、顺畅输出。 5) 程序芯片(Firmware) 在光盘刻录机主电路板上的Flash ROM芯片，其名称为Firmware (固件)。 6) 盘片的兼容性 盘片是刻录数据的载体，包括CD–RW盘片和CD–R盘片。

7) 刻录机支持的数据格式 对各种光盘格式的支持也是衡量一台刻录机性能的重要方面。 2．CD–R/RW的选购 目前市场上单独的CD–R刻录机已不多见，常见的就是CD–RW刻录机。根据写入速度、缓存等参数的不同，其售价约1000～3000元不等。

8.3.3 刻录软件 要在CD–R或CD–RW盘片上刻录文件，并不像我们从硬盘拷贝软件到磁盘或是在硬盘之间拷贝软件那么简单，一般都需要使用刻录软件来完成刻录光盘的任务。常见的刻录软件不少，各有自己的特色，下面主要给大家简单介绍最常见的两种刻录软件。 1．Easy CD PRO Easy CD PRO是应用最广泛的刻录软件之一，其操作界面简单、直观，支持多种光盘格式，特别适合初学者。

2．Easy CD Creator Deluxe 这款软件与Easy CD PRO是由同一家公司出品的，除了保留了Easy CD PRO简单和易上手的特点外，Easy CD Creator Deluxe还提供了更多丰富的功能，如可以让用户自行制作VCD、Photo CD、设计光盘封面等。

8.4 软盘驱动器 软盘是常见的电脑存储工具，具有价格低廉、携带方便、易于保存的特点，在存储小容量数据和程序时使用得最多，所以软盘是目前计算机不可缺少的一部分，更是单机间文件交换的必然选择。软盘有高密盘和低密盘之分，有5.25英寸和3.5英寸两种规格，其容量为1.2 MB和1.44 MB。低密盘和5.25英寸盘基本上被淘汰了，现在市场上最常见的是3.5英寸盘。

8.4.1 软盘驱动器的结构 软盘驱动器是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备，它由机械结构和控制电路两部分组成。从功能上讲，软盘驱动器是由盘片驱动系统、磁头定位系统、数据读写电路系统和状态检测系统等四部分组成的。

1．盘片驱动机构 Floppy盘片具有一个＋12 V的直流伺服电机，由它带动盘片以300 r/min的恒速旋转。当驱动器关门后，磁头加载电路与盘面接触，等待读写命令的到来。 2．磁头定位机构 采用四相双拍步进电机，由步进电机带动磁头小车沿磁盘半径方向作直线运动。适配器接口送来的“方向”和“步进”控制脉冲，驱动步进电机，使磁头定位到需寻址的磁道和扇区。

3．数据读写电路系统 读写磁头作为一个整体安装在一起，这两个磁头共用一套读写电路，完成数据的读入和写出。 4．状态检测系统 该系统包括四个检测装置：“00”磁道检测装置、索引孔检测装置、写保护检测装置与盘片更换检测装置。

8.4.2 软盘驱动器的性能指标 评价软盘驱动器好坏有若干技术指标，以下介绍常用的几种，它们也适用于硬盘驱动器。 1．道至道查询时间(Track-Track Access Time) 道至道查询时间是指磁头从一个磁道移动到相邻磁道所需要的时间。

2．寻道安顿时间(Setting Time) 磁头刚从别的磁道到需访问的新磁道时，磁头仍在抖动而未完全定位，还不可能立即读写数据，必须等到磁头停止抖动并安顿下来之后才能访问数据，这段时间称为寻道安顿时间。一般寻道安顿时间小于或等于15 ms。

3．平均访问时间(Average Access Time) 平均访问时间是访问数据所花费的时间。平均访问时间＝(最大磁道数／3)×访问时间＋寻道安顿时间。其值越小，访问数据的速度越快。平均访问时间是评价磁盘系统的一个重要指标。 4．每英寸磁道数(TPI，Tracks Per Inch)和每英寸数据位数(BPI，Bits Per Inch) 这是两个关系到磁盘存放数据的密度指标。TPI是指沿半径方向每英寸的磁道数，而BPI是沿磁道方向每英寸的数据位数。

5．数据传输速率 数据传输速率是指单位时间内所传送的数据位数(KB/s)，常见的有125、250、300、500 KB/s几种，也有高达1000 KB/s的。 6．磁头(Head) 磁盘的磁头又称读写头，为读写磁道数据的装置。盘片有上下两面，故有上下磁头之说。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，而造成盘片的损坏。

7．磁道(Track) 磁道为盘片存放数据的同心圆轨道。 8．第0磁道 第0磁道指的就是盘片最外圈的磁道。 9．磁道密度(Track Density) 磁道密度也就是盘片同心圆半径区域里每英寸所含的磁道数。

10．扇区(Sector) 作为磁道的一部分，将每个磁道分成几个小区域，这些区域即为扇区。在DOS下，每个扇区可存放512个字节的数据。 11．软盘转速 软盘转速也就是指磁盘盘片每分钟旋转的次数。由于软盘磁头与盘片接触，故软盘转速较慢，通常为300 r/min，高容量软盘改进为750 r/min，甚至达2945 r/min。