CD-ROM_drive

**唯讀記憶光碟**（Compact Disc Read-Only Memory，縮寫：**CD-ROM**），是一種在電腦上使用的光碟。這種光碟只能寫入數據一次，資訊將永久儲存在光碟上，使用時通過光碟驅動器讀出資訊。CD 的格式最初是為音樂的儲存和回放設計，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資料。

增強型 CD 既儲存音樂，又儲存電腦數據；這種 CD-ROM 的音樂能夠由 CD 播放機播放，電腦數據則只能由電腦處理。

## 媒介

CD-RO 本機磁碟 (M) 片在外觀上與音樂 CD 完全相同，資料存取的方式也十分類似，區別僅在於它們儲存資料的標準。CD-RO 本機磁碟 (M) 片是用 1.2 公釐厚的聚碳酸酯塑膠和一層用作反射面的鋁製作。直徑為 120 公釐的 CD-RO 本機磁碟 (M) 片最為常見，稍小的 Mini CD 的直徑為 80 公釐，除此之外，還有很多各種非標準尺寸和形狀的 CD-RO 本機磁碟 (M) 片，例如名片尺寸。資料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資訊。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資料。

### 標準

在 CD 上儲存資料有多種格式，它們被收整合彩虹書。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 CD-ROM 的實體層標準。

### CD-ROM 格式

CD-ROM 的每個磁區包含 98 個 24 位元組的框，共 2352 位元組資訊。CD-ROM 作為資料碟片，需要對資料有較高的可信任度，不能有錯誤資料。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，每個磁區記錄 2048 位元組資訊。模式 2 型的 CD-ROM，每個磁區記錄 2336 位元組資訊，這類 CD-ROM 主要用於記錄視訊檔。CDDA 音訊標準規定的資料量為：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 個連續的磁區，即每秒 150KB，x 倍速光碟機讀取速度依此類推。

#### CD 磁區內容

* 一張 74 分鐘的標準 CD 包含 333,000 個磁區。
* 每個磁區為 2352 位元組，模式 1 型的 CD-ROM 包含 2048 位元組電腦數據，模式 2 型的 CD-ROM 包含 2336 位元組 PSX/VCD 資料，音訊包含 2352 位元組資訊。
* 磁區容量的差異來自頭資訊和糾錯編碼，電腦數據對精度要求最高，這類資訊最多，VCD 對精度要求不高，這類資訊稍小，音訊 CD 沒有這類資訊。
* 如果用 RAW 格式從碟片中讀取資料，無論是什麼資料類型，每個磁區都能夠讀出 2352 位元組資訊。因此：
  * 高速燒錄資料 CD（40 倍速）不會遺失資訊。但是，由於音樂 CD 沒有 3 層糾錯碼，如果高速燒錄音樂 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 方式燒錄更多的資訊，這樣做容量可以達到 333,000×2352 = 783,216,000 位元組（大約 747MB）。這是 74 分鐘 650MB 的 CD 的容量的上限。容量增加 14.8%，但是，這樣做將失去糾錯資料。
* 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-RO 本機磁碟 (M) 片是通過母片壓製出來，首先製作一張玻璃的母片，然後根據它的凸凹批次壓製出最終的光碟。可燒錄光碟（CD-R）與可重複燒錄光碟（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資料，這個過程通常稱為燒錄。

### 容量

一張標準的 120 公釐的 CD-RO 本機磁碟 (M) 片能夠記錄 800.1MB 資料（不包括糾錯和檢錯資料）。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 公分厚，那麼這些小說加起來有 7 公尺長。文字資訊通常能夠被壓縮至原來的 1/10 大小，這樣一張 CD-RO 本機磁碟 (M) 片就能夠容納大約 100 公尺厚的小說。

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

CD-ROM 光碟機可以讀取 CD-ROM 光碟，這種裝置在個人電腦上已經普及。CD-ROM 光碟機可以通過 IDE（ATA）、SCSI、SATA、Firewire 和 USB 或者專門裝置連接至電腦。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 和其它資料標準的 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組射到碟片上，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，1 倍速為 150KB/s。通過提高碟片的轉速，資料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資料，以較慢的速度讀取內側資料。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 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，不過這個速度只有在讀取碟片邊緣部分的資料時才能達到。由於受到用於製作 CD 的多碳酸鹽塑膠的強度的限制，通過增加轉速提高讀取速度變得不再可行。但是，可以通過增加雷射數量的方式進一步提高讀取速度，在 Kenwood 的 True-X 72x 演示中，這款光碟機透過 ZEN 的 True-X 技術，將一束雷射分離成 7 束，可以同時平行讀取七條光碟軌道，轉速與 10 倍速的光碟機大致相當，可以在 2700~5100RPM 時達到 6.75~10.8MB/s。

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

1 倍速的定義在不同場合並不相同，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（1358KB/s）。

**常見傳輸速度**

## 參考來源

## 參看

* CD
* CD-R
* CD-RW
* VCD
* DVD