CDROM發(fā)展史

紙的發(fā)明極大地促進了人類文明的進步，它記載了人類文明的發(fā)展史，造就了一批新興的工業(yè)。 從信息存儲的角度看，CD-ROM完全可以看成一種新型的紙。一張小小的塑料圓盤，其直徑不過12厘米(5英寸)，重量不過20克，而存儲容量卻高達600多兆字節(jié)。如果單純存放文字，一張CD-ROM相當(dāng)于15萬張16開的紙，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盤上信息的寫入和讀出都是通過激光來實現(xiàn)的。激光通過聚焦后，可獲得直徑約為1微米(μm)的光束。據(jù)此，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開始使用激光光束來進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。最初的產(chǎn)品就是大家所熟知的激光視盤(LD，Laser Vision Disc)系統(tǒng)。從LD的誕生至今，光盤有了很大的發(fā)展，它經(jīng)歷了三個階段：①LD-激光視盤;②CD-DA激光唱盤;③CD-ROM。下面簡單介紹這三個階段性的產(chǎn)品特點。它就是通常所說的LCD，直徑較大，為12英寸，兩面都可以記錄信息，但是它記錄的信號是模擬信號。模擬信號的處理機制是指模擬的電視圖像信號和模擬的聲音信號都要經(jīng)過FM(Frequency Modulation)頻率調(diào)制、線性疊加，然后進行限幅放大。限幅后的信號以0.5微米寬的凹坑長短來表示。

LD雖然贏得了成功，但由于事先沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使它的開發(fā)和制作一開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激光唱盤的紅皮書(Red Book)標(biāo)準(zhǔn)。由此，一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統(tǒng)不同，CD-DA激光唱盤系統(tǒng)首先把模擬的音響信號進行PCM(脈沖編碼調(diào)制)數(shù)字化處理，再經(jīng)過EFM(8~14位調(diào)制)編碼之后記錄到盤上。數(shù)字記錄代替模擬記錄的好處是：對干擾和噪聲不敏感;由于盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。

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作為計算機大容量只讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器，還必須解決兩個重要問題：①建立適合于計算機讀寫的盤的數(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(Yellow Book)標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)的核心思想是：盤上的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式來組織，每塊都要有地址。這樣做后，盤上的數(shù)據(jù)就能從幾百兆字節(jié)的存儲空間上迅速找到。為了降低誤碼率，采用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。錯誤檢測采用了循環(huán)冗余檢測碼，即所謂CRC;錯誤校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書確立了CD-ROM的物理結(jié)構(gòu)，而為了使其能在計算機上完全兼容，后來又制定了CD-ROM的文件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，即ISO9660。有了這兩個標(biāo)準(zhǔn)，CD-ROM在全世界范圍內(nèi)得到了迅速推廣和愈來愈廣泛的應(yīng)用。在80年代中期，光盤的發(fā)展非常快，先后推出了WORM光盤、CD-ROM光盤、磁光盤(MOD)、相變光盤(PCD，Phase Change Disk)等新的品種。這些光盤的出現(xiàn)，給信息革命帶來了很大的推動。

激光盤同磁盤、磁帶一類的數(shù)據(jù)記錄媒體一樣，受到盤的制作材料的性能、生產(chǎn)技術(shù)水平、驅(qū)動器以及使用人員水平等的限制，從盤上讀出的數(shù)據(jù)很難完全正確。據(jù)有關(guān)研究機構(gòu)測試和統(tǒng)計，一片未使用過的只讀光盤，其原始誤碼率約為3×10-4;有傷痕的盤約為5×10-3。針對這種情況，激光盤存儲采用了功能強大的錯誤碼檢測和糾正措施，采用的具體對策歸納起來有三種：(1) 錯誤檢測碼EDC(Error Detection Code)。采用CRC碼(cyclic Redundancy Code)檢測讀出數(shù)據(jù)是否有錯。CRC碼有很強的檢錯功能，但沒有開發(fā)它的糾錯功能，因此只用它來檢錯。(2) 錯誤校正碼或稱為糾錯碼ECC(Error Correction Code)。采用里德-索洛蒙碼，簡稱為RS碼，進行糾錯。RS碼被認(rèn)為是性能很好的糾錯碼。(3) 交差里德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)。這個碼可以理解為在用RS編譯碼前后，對數(shù)據(jù)進行插值和交叉處理。