光盤(pán)存儲(chǔ)器是指利用光學(xué)原理存取信息的存儲(chǔ)器，其基本工作原理是利用激光改變一個(gè)存儲(chǔ)單元的性質(zhì)，而性質(zhì)狀態(tài)的變化可以表示存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，識(shí)別性質(zhì)狀態(tài)的變化就可以讀出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

　　隨著計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)與數(shù)字視頻技術(shù)的發(fā)展，多媒體信息容量越來(lái)越大，這對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

　　20世紀(jì)70年代初期，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開(kāi)始研究利用激光來(lái)記錄和重放信息，并于1972年9月向全世界展示了長(zhǎng)時(shí)間播放電視節(jié)目的光盤(pán)系統(tǒng)Laser．Vision，而該系統(tǒng)于六年后正式投放市場(chǎng)。從此，激光記錄技術(shù)開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)。它的誕生為數(shù)字媒體技術(shù)與藝術(shù)的發(fā)展起到重要的作用，正如紙張的發(fā)明對(duì)文字記載的作用一樣重要。

　　繼激光視盤(pán)之后，又出現(xiàn)了一系列的激光記錄產(chǎn)品，如CD—G、CD—V、Video CD、CD—DA、CD.I、CD—ROM等。

　　(1)存儲(chǔ)密度高

　　存儲(chǔ)密度是指記錄介質(zhì)單位長(zhǎng)度或單位面積內(nèi)所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)，單位長(zhǎng)度存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)稱(chēng)為位密度，單位面積存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)稱(chēng)為面密度。光盤(pán)上存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)只需要1tzmz，其位密度一般可達(dá)到1000b/mm，面密度可達(dá)到107～108b/mm2。

　　(2)非接觸讀寫(xiě)方式

　　軟盤(pán)存儲(chǔ)器的磁頭與盤(pán)面需要接觸才能完成讀寫(xiě)工作，因而盤(pán)面容易被磁頭劃傷，硬盤(pán)存儲(chǔ)器的浮動(dòng)磁頭雖與盤(pán)面不接觸，但其距離小于亞微米數(shù)量級(jí)，盤(pán)面也存在劃傷的危險(xiǎn)。在光盤(pán)存儲(chǔ)器中，信息的寫(xiě)入與讀出是通過(guò)聚焦激光束完成的，透鏡與介質(zhì)表面的距離在1～2 mm，根本沒(méi)有接觸的可能性，所以光盤(pán)和激光頭的使用壽命都比較長(zhǎng)。

　　(3)信息保存時(shí)間長(zhǎng)

　　光盤(pán)的記錄介質(zhì)一般采用特殊材料，如CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)盤(pán)的盤(pán)基采用防水、耐熱聚碳酸酯塑料，WORM(Write Once Read Many)盤(pán)采用低熔點(diǎn)碲系抗氧化合金薄膜，用激光束在記錄介質(zhì)上燒蝕出凹坑來(lái)記錄信息。光盤(pán)不像磁盤(pán)或磁帶因環(huán)境影響可能導(dǎo)致退磁，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的使用壽命多數(shù)在5～10年左右，而光盤(pán)信息的保存時(shí)間至少在30年以上，CD-ROM盤(pán)的壽命預(yù)計(jì)在100年以上。

　　(4)盤(pán)面抗污染能力強(qiáng)

　　激光束可以穿過(guò)lmm厚的透明層聚焦，所以各種光盤(pán)的盤(pán)面都加有透明保護(hù)層，使記錄介質(zhì)處于密封狀態(tài)，由于記錄介質(zhì)不與外界相接觸，因而可以免受外界灰塵或其他有害物質(zhì)的污染。

　　(5)價(jià)格低廉、使用方便

　　由于光盤(pán)可以大量復(fù)制，其價(jià)格相對(duì)較低，一張CD-ROM盤(pán)片可以存放650MB信息，相當(dāng)于400張3.5英寸高密度軟磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量，而且能像軟磁盤(pán)那樣隨意在驅(qū)動(dòng)器中裝卸。隨著光盤(pán)技術(shù)的發(fā)展，其價(jià)格還在大幅度下降。

　　按照光盤(pán)性能的不同，光盤(pán)存儲(chǔ)器主要分為以下幾類(lèi)。

　　(1)只讀型光盤(pán)CDROM

　　只讀型光盤(pán)的主要技術(shù)來(lái)源于激光唱盤(pán)，可以存儲(chǔ)650MB信息。CD-ROM盤(pán)片上的信息是由生產(chǎn)廠家預(yù)先寫(xiě)入的，用戶(hù)只能讀取盤(pán)片上的信息，而不能往盤(pán)片上寫(xiě)入信息。它主要用于存放固定不變的數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)軟件或多媒體演示節(jié)目，如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件等。CDROM光盤(pán)可以大量復(fù)制，而且成本非常低廉。

　　(2)一次寫(xiě)入型光盤(pán)WORM

　　一次寫(xiě)入型光盤(pán)類(lèi)似于半導(dǎo)體PROM的讀寫(xiě)功能，用戶(hù)可以一次性寫(xiě)入信息。寫(xiě)入的信息將永久保存在光盤(pán)上，以后可以任意多次讀出，但寫(xiě)入后不能再修改，所以記錄信息時(shí)一定要慎重。WORM光盤(pán)在使用前首先要進(jìn)行格式化，形成格式化信息區(qū)和邏輯目錄區(qū)，并引入了DOS文件分配表的概念。在光盤(pán)的根目錄下面是用戶(hù)定義的邏輯目錄，邏輯目錄對(duì)應(yīng)文件管理區(qū)，在邏輯目錄建立的同時(shí)，用戶(hù)可以對(duì)其中重要文件進(jìn)行加密，特別適用于數(shù)字圖像等文檔信息的存儲(chǔ)和檢索。

　　(3)可擦除重寫(xiě)光盤(pán)(Rewrite、Erasable或E-R/W)

　　可擦除重寫(xiě)光盤(pán)像磁盤(pán)一樣可以任意讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，不僅可以讀出信息，而且可以擦除原存信息后進(jìn)行重寫(xiě)。根據(jù)可擦除重寫(xiě)光盤(pán)記錄介質(zhì)的讀、寫(xiě)、擦原理來(lái)分類(lèi)，主要有相變型光盤(pán)PCD(Phase-Changed Disk)和磁光型光盤(pán)MOD(Magnetic Optical Disk)兩種類(lèi)型。

　　(4)照片光盤(pán)Photo CD

　　照片光盤(pán)或圖片光盤(pán)在平面設(shè)計(jì)、印刷和多媒體制作等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，照片光盤(pán)不僅可以在光驅(qū)上使用，也可以在家用VCD(Video Compact Disk)機(jī)上使用。Photo CD又分為印刷照片光盤(pán)(Print CD)和顯示照片光盤(pán)(Portfolio CD)。印刷照片光盤(pán)專(zhuān)用于平面設(shè)計(jì)和印刷行業(yè)，顯示照片光盤(pán)主要用于多媒體制作。照片光盤(pán)除存放數(shù)字照片以外，也可以存放文本、圖像或音頻信息，因而在視聽(tīng)娛樂(lè)領(lǐng)域中也得到廣泛應(yīng)用。照片光盤(pán)Photo CD中的每幅圖像都可以采用五種不同圖像分辨率表示，標(biāo)準(zhǔn)圖像分辨率為768×512,最人圖像分辨率可以達(dá)到3072×2048，其最大容量大約在650MB左右。Photo CD的仔儲(chǔ)恪式可以足TIFF、EPS或PCD格式。TIFF與EPS主要供印刷排版使用；PCD格式則多用于圖像處理，如Photoshop可直接讀取PCD格式，而不必進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。

　　光盤(pán)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)主要包括存儲(chǔ)容量、平均存取時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率和平均無(wú)故障時(shí)間等。

　　(1)存儲(chǔ)容量

　　光盤(pán)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量有格式化容量與用戶(hù)容量之分，格式化容量是指按一定的光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)格式化以后的容量，對(duì)于不同的光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)，每扇區(qū)存放的字節(jié)數(shù)不同，采用不同的驅(qū)動(dòng)程序也會(huì)使格式化容量不同；用戶(hù)容量是指盤(pán)片格式化以后容許用戶(hù)對(duì)盤(pán)片讀寫(xiě)的容量，因?yàn)樾ｒ?yàn)、控制、檢索等信息需要占用存儲(chǔ)空間，因而用戶(hù)容量小于格式化容量。

　　(2)平均存取時(shí)間

　　光盤(pán)存儲(chǔ)器的平均存取時(shí)間是指計(jì)算機(jī)向光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出命令，到光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在光盤(pán)上找到讀寫(xiě)信息的位置所花費(fèi)的時(shí)問(wèn)。將光頭沿徑向移動(dòng)全程1/長(zhǎng)度所需要的時(shí)問(wèn)稱(chēng)為平均尋道時(shí)間，盤(pán)片旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的一半稱(chēng)為平均等待時(shí)間，平均尋道時(shí)間、平均等待時(shí)間再加上讀寫(xiě)光頭的穩(wěn)定時(shí)間就是光盤(pán)的平均存取時(shí)間。

　　(3)數(shù)據(jù)傳輸速率

　　數(shù)據(jù)傳輸速率通常是指光頭定位以后，單位時(shí)間內(nèi)從光盤(pán)的光道上讀出的數(shù)據(jù)位數(shù)，與光盤(pán)的轉(zhuǎn)速、位密度和道密度密切相關(guān)。

　　(4)誤碼率和平均無(wú)故障時(shí)間

　　由于光盤(pán)制作材料及技術(shù)水平的限制，從光盤(pán)上讀出的數(shù)據(jù)不可能保證絕對(duì)正確。根據(jù)測(cè)定，一張從未使用過(guò)的CD—ROM光盤(pán)的原始誤碼率為3×10 ^{? 4}，有指紋污跡的光盤(pán)的原始誤碼率為6×10 ^{? 4}，而被輕微劃傷的光盤(pán)的原始率為5×10 ^{? 3}。通過(guò)在光道中插入錯(cuò)誤檢測(cè)碼EDC、錯(cuò)誤校正碼ECC和交叉里德·所羅門(mén)碼CIRC可將誤碼率降低到10 ^{? 16}～10 ^{? 12}。此外，CD—ROM光盤(pán)的平均無(wú)故障時(shí)間MTBF(mean time between failures)一般都可以達(dá)到25000小時(shí)以上。

　　為了使不同廠家生產(chǎn)的光盤(pán)能夠在遵循對(duì)應(yīng)規(guī)范的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中通用，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO對(duì)光盤(pán)的物理尺寸、轉(zhuǎn)速、存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率、編碼方法和數(shù)據(jù)格式等多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)作了詳細(xì)的規(guī)定。這些技術(shù)規(guī)范為軟件、硬件設(shè)計(jì)人員提供了詳細(xì)的技術(shù)說(shuō)明，也是軟件、硬件開(kāi)發(fā)人員進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)的依據(jù)。由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在制定和采納光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件時(shí)，使用了不同顏色的封面，人們也就習(xí)慣以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件的封面顏色來(lái)區(qū)分不同的光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)。例如：

　　1)紅皮書(shū)規(guī)范。這是CD標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)文件，即CD—DA(CD—Digital Audio)激光數(shù)字音頻光盤(pán)規(guī)范，發(fā)表于1981年。

　　2)黃皮書(shū)規(guī)范。這是1985年提出的CD—ROM基本標(biāo)準(zhǔn)，1988年正式被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定為ISO 9660規(guī)范。

　　3)綠皮書(shū)規(guī)范。這是1987年為交互式光盤(pán)CD—I(CD.Interactive)制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　4)藍(lán)皮書(shū)與橙皮書(shū)規(guī)范。藍(lán)皮書(shū)規(guī)范是1985年為CD—woRM光盤(pán)制定的標(biāo)準(zhǔn)。由于藍(lán)皮書(shū)規(guī)范與光盤(pán)的基本標(biāo)準(zhǔn)紅皮書(shū)規(guī)范在邏輯格式上完全不兼容，因而沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。藍(lán)皮書(shū)規(guī)范目前已被橙皮書(shū)規(guī)范完全取代，橙皮書(shū)規(guī)范成為CD．WORM光盤(pán)的正式標(biāo)準(zhǔn)。

　　5)CD—ROM XA(Extellded ArchitectIlre)規(guī)范。1988年由Phmps、Sony和Microsoft公司共同制定的一種CD—ROM擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。隨后于1992年又制定了CD.ROM XAⅡ規(guī)范，對(duì)應(yīng)于ISO 9660 II規(guī)范。

　　6)白皮書(shū)規(guī)范。由綠皮書(shū)規(guī)范演化而來(lái)，是1992年針對(duì)VCD(Video Compact Disk)光盤(pán)制定的標(biāo)準(zhǔn)，采用MPEG壓縮算法壓縮音頻與動(dòng)態(tài)圖像。