第二节 教育信息资源常用载体介绍
一、 光盘载体
光盘格式 是指该光储产品所能读取或刻录的盘片规格，从光储产品出现至今，存在众多标准的盘片，不同标准的盘片在性能、功能方面都各有差异。现今的光储产品都支持较多标准的盘片，都能顺利的读取其数据信息。下面简单介绍几种常见的光盘格式。
（一） CD 光盘
1. CD-ROM
CD-ROM 又称为致密盘只读存储器，是一种只读的光存储介质。它是利用原本用于音频 CD 的 CD-DA （Digital Audio）格式发展起来的。 CD-ROM 不仅适用于大数据信息的储存，而且能同时存储文字、声音、图像、动画、视频图像等多种媒介的信息。 PC 机里的 CD-ROM 驱动器读取数据和 CD 播放器方式相似，主要区别在于 CD-ROM 驱动器电路中引进了检查纠错机制，保障读取数据时不发生错误。
标准的 CD-ROM 光盘由聚碳酸酯透明衬底层、铝反射层和漆保护层组成。 如图 5-1 所示。 盘片厚 1.2mm ， 直径 120mm ，中心装卡孔直径为 15mm 。标准 CD-ROM 光盘盘片的片基一面有无数个极其微小的凹坑，代表着记录的信息，称为信息坑。凹坑深度约为 0.12 μ m ，宽 0.5 ～ 0.6 μ m 。凹坑和外坑代表着“ 0 ” 和“ 1 ” 的数字信息。有关的数据就记录存储在由内向外的凹坑和非外坑组成的螺旋路径上，相邻路径间的距离为 1.6 μ m 。
图 5-1 CD 光盘格式示意图
CD-ROM 数据的读取是利用 CD-ROM 驱动器中的低功率砷化锡半导体激光器，产生高能量的激光束，投射到 CD-ROM 盘片的衬底上。若激光束射到凹坑点上，反射的光强随凹坑的散射作用而降低，若光束射到凹坑的铝反射膜区时，因无散射而反射较强，用“ 0 ” 和“ 1 ” 这种数字信息代表反射光的强弱。
需要注意的是 CD-ROM 光盘的表面变脏和划伤时都会降低其可读性。尽管光盘是从下方读取的，尽量避免使用圆珠笔之类的硬制笔在光盘正面写字，容易划伤保护层下的数据层。
2. CD-RW
1996 年初， Ricoh （理光）、 Philips （飞利普）、 Sony （索尼）、 Yamaha （雅马哈）、 Hewlett-Packard 以及 Mitsubishi 化学公司建立了一个工业论坛，发布了 CD-RW 格式标准。从那时开始 CD-RW 驱动器就取代了 CD-ROM 驱动器， CD-RW 驱动器完全兼容 CD-ROM 驱动器，完全支持 CD-ROM 盘片。 CD-RW 光盘刻录的方式与 CD-ROM 光盘相同，区别就在于前者可以擦除并多次重写。这样 CD-RW 盘可以视做软盘，进行文件的复制、删除等操作，方便灵活。
3. CD-RW 与 CD-ROM 比较
CD-RW 光盘与 CD-ROM 光盘主要有四个方面不同： CD-RW 光盘可重写、写入速度慢、价格更高、反射率更低。 CD-RW 盘片的写入速度要低于 CD-ROM 光盘，在实际工作中， CD-RW 驱动器并不是把所有数据内容擦除之后再进行数据刻录的，而是采用直接重写的方法，即把要写入数据的地方直接重写。换个角度来说，就是刻录数据 。
（二） DVD 光盘
目前 DVD 具有多种格式，没有统一的标准。 DVD 刻录格式的标准经过市场的大浪淘沙，到目前为止只剩下 DVD+R/RW 、 DVD-R/RW 和 DVD-RAM 三种格式标准，而且互相之间并不兼容。
1. DVD-R/RW
DVD-R/RW 是日本先锋、日立以及东芝公司联合推出的，被 DVD 论坛（目前的 DVD 格式标准主要由这个组织确定）认证的 DVD 刻录技术之一。 DVD-R 的全称为 DVD-Recordable （可记录式 DVD），为区别于 DVD+R ，它被定义为 Write once DVD （一次写入式 DVD）。
DVD-R 只能做一次性写入数据的操作，而 DVD-RW 可以重复多次擦写数据。 DVD-R/RW 在兼容性以及成本方面的进步非常快，可以完美地兼容 DVD 播放机，因此很快得到了业界的广泛支持，成为了 DVD 论坛的主推产品。
2. DVD+R/RW
DVD+R/RW 是由索尼、飞利浦、惠普共同创建的 DVD+RW Alliance 组织（区别于前面提到的 DVD 论坛，是与之相抗衡的另一 DVD 标准制定组织）研发的。为了与 DVD-R 区分， DVD+R 被称为 DVD Recordable （可记录式 DVD）。
DVD+R/RW 的特点是，借助于出色的物理设计，再配合强大的逻辑功能， DVD+R/RW 在能力上已经在 DVD-R/RW 之上。即 DVD-R/RW 能做到的， DVD+R/RW 都可以，且在速度的进步上一直领先于 DVD-R/RW 。在 PC 市场上， DVD+RW 格式已经领先于 DVD-RW 格式， DVD+R/RW 在业界中的兼容性表现已经越来越好。
就综合能力来看， DVD+R/RW 光盘显然更强一些，推荐使用 DVD+R/RW 盘片。 DVD+R/RW 是通吃的格式。对于普通的 PC 用户来说，选择 DVD- 或 DVD+ 都是没有问题的， DVD+ 的优势在消费电子领域里才会更加明显，对于日常的数据存储与影片的保存，二者都可以胜任。
DVD+R/RW 是目前最易用、与现有格式兼容性最好的 DVD 刻录标准，而且也便宜。 DVD+RW 不仅可以作为 PC 的数据存储，还可以直接以 DVD 视频的格式刻录视频信息。 DVD+RW 的特点： 单面容量 4.7GB 双面容量 9.4GB ，单面最长刻录时间为 4 小时视频，双面为 8 小时。激光波长 650 纳米，与 DVD 视频相同恒定线速度的数据密度
3 、 DVD+/-R DL
其英文为 DVD+R Double Layer ，记录层为单面双层的 DVD 刻录盘，通常被称作 D9 ，其容量为 DVD+/-R 的两倍。其工作原理，将资料层增加到两层，中间夹入一个半透明反射层，在读取第二层资料时，不需要将 DVD 盘片翻面，直接切换激光读取头的聚焦位置就可以了。
目前盘片的最高速度达到 8X ，而刻录机对 DVD+R DL 的支持已经达到 10X ，品质好的盘片也可超刻至 10X
图 5-2 松下 9.4GB DVD-RAM盘 图 5-3 三菱 8X DVD+R DL
4 、 DVD-RAM
DVD-RAM 是日立、松下和东芝等厂商率先开发的一种可擦写 DVD 标准，是最先问世的可擦写的 DVD 规格。相对来说， DVD-RAM 格式具有较快的刻录速度，数据可靠性高、存储操作简单。它支持随机存储数据，即把 DVD-RAM 盘片载入时，可以把 DVD 驱动器当作硬盘一样使用，可用鼠标拖动来添加删除数据，这样更符合一般用户的存取习惯。且 DVD-RAM 盘片的复写测试也远远高于 DVD-RW 或 DVD+RW ，后两者基本都在 1000 次左右，而 DVD-RAM 盘片的复写能达到 10 万次。
DVD-RAM 的优点是格式化时间很短，不足 1 分钟，格式化好的光盘不需特殊的软件就可进行写入和擦写，也就是说可以像软盘一样轻松使用，而且价格便宜，但只供有相关驱动器的电脑专用。
DVD-RAM 的容量主要有两种， 4.7GB 和 9.4GB 。写入速度目前多数为 5X ，但一些刻录机产品已经支持到 12X 写入，同时 12X DVD-RAM 在国外已经有销售。
表 5-1 DVD 的常见格式功能比较表
格式 | 功 能 |
DVD － ROM | 只读光盘 |
DVD － R | 可刻录一次。录像可在大多数普通 DVD 影碟机上播放。 |
DVD － RAM | 可反复刻录。最适合于数据存储。存储的录像不能在大多数普通 DVD 影碟机上播放。 |
DVD － RW | 可反复刻录。主要用于刻录录像。与绝大多数新上市的普通 DVD 影碟机兼容。 |
DVD ＋ RW | 可反复刻录。适合于数据、录像存储。与绝大多数新上市的普通 DVD 影碟机兼容。 |
二、 磁盘载体
目前在网络上可实现 CD-ROM 光盘共享的设备有三种：硬盘阵列、光盘塔和光盘库。这三种设备分别是在光盘和硬盘产品的发展过程中，在不同历史阶段出现的典型产品。
（一）磁盘阵列
目前市场上的磁存储产品主要有磁盘阵列、磁带机与磁带库等，其中磁带设备以其技术 成熟、价格低廉、产品线齐全、使用方便等优点占据了存储市场的重要地位。
1. 磁盘阵列
磁盘阵列 （Disk Array）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。 磁盘阵列又叫 RAID （Redundant Array of Inexpensive Disks―― 廉价磁盘冗余阵列），它将多个类型、容量、接口，甚至 品牌一致的专用硬磁盘或普通硬磁盘连成一个阵列，使其能以某种快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据读取速度和安全性的一种手段。
磁盘阵列读写方式的基本要求是：在尽可能提高磁盘数据读写速度的前提下，必须确保在一张或多张磁盘失效时，阵列能够有效地防止数据丢失。磁盘阵列的最大特点是数据存取速度特别快，其主要功能是可提高网络数据的可用性及存储容量，并将数据有选择性地分布在多个磁盘上，从而提高系统的数据吞吐率。
图 5-4 DELL PowerVault 220S 磁盘阵列 图 5-5 萨摩亚 Arena PA-8211 磁盘阵列
磁盘阵列还能够免除单块硬盘故障所带来的灾难后果，通过把多个较小容量的硬盘连在智能控制器上，可增加存储容量。磁盘阵列是一种高效、快速、易用的网络存储备份设备，是一种可供大容量数据实现实时共享的设备，用户直接访问硬盘，实现网络资源的共享。硬盘阵列由于它的访问速度非常快，所以它主要用于数据的实时共享，还可以用于小型的 VOD 点播系统。
2. 磁带机
自动加载磁带机是一个位于单机中的磁带驱动器和自动磁带更换装置，它可以从装有多盘磁带的磁带匣中拾取磁带并放入驱动器中，或执行相反的过程。它可以备份 100GB -2 00GB 或者更多的数据。自动加载磁带机能够支持例行备份过程，自动为每日的备份工作装载新的磁带。一个拥有工作组服务器的小公司或分理处可以使用自动加载磁带机来自动完成备份工作。
随着制造技术和生产工艺的不断改进，磁带机的性能还将得到很大的提高。包括：磁带将被做得越来越小；存储能力越来越大；磁带机的自动化程度也将越来越高； …… 。而且，随着自动化程度越来越高，磁带机的优势越来越明显，从而在未来的存储市场中将长期扮演主流的角色。
3. 磁带库
图 5-6 HP DAT 72e External tape drive 磁带机 图 5-7 HP Ultrium 460I(Q 1518A ) 磁带机
磁带库是像自动加载磁带机一样的基于磁带的备份系统，它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。它的存储容量可达到数百 PB （1PB=100 万 GB），可以实现连续备份、自动搜索磁带，也可以在驱动管理软件控制下实现智能恢复、实时监控和统计，整个数据存储备份过程完全摆脱了人工干涉。
磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。在网络系统中，磁带库通过 SAN （Storage Area Network- 存储局域网络）系统可形成网络存储系统，为企业存储提供有力保障，很容易完成远程数据访问、数据存储备份，或通过磁带镜像技术实现多磁带库备份，无疑是数据仓库、 ERP 等大型网络应用的良好存储设备。
图 5-8 数字信息 ADIC Scalar 24 磁带 图 5-9 索尼 Sony LIB-162 磁带库
（二）光盘塔、光盘库和光盘网络镜像服务器
1. 光盘塔
光盘塔由几台或十几台 CD-ROM 驱动器构成，可通过软件来控制某台光驱的读写操作。光盘塔可以同时支持几十个到几百个用户访问信息。
CD-ROM 光盘塔（CD-ROM Tower）是由多个 SCSI 接口的 CD-ROM 驱动器串联而成的，光盘预先放置在 CD-ROM 驱动器中。受 SCSI 总线 ID 号的限制（一个 SCSI 通道可以容纳 15 个设备， SCSI 控制器本身要占用一个设备，所以剩下 14 个设备容量，是 7 的 2 倍），光盘塔中的 CD-ROM 驱动器一般以 7 的倍数出现。用户访问光盘塔时，可以直接访问 CD-ROM 驱动器中的光盘，因此光盘塔的访问速度较快。
光盘塔的光驱访问速度相比于硬盘来说，速度慢了一些，而且光驱数量有限，数据源很少，所以供同时使用的用户数量也很少，但是由于光驱的价格很低，作为低端产品，它还是能够适用于一些用户的要求。光盘塔在安全性方面，比硬盘阵列要强一些，但是它的数据量有限，所以在要求数据源很大时，光盘塔不能满足用户的要求。
图 5-10 FISC CDM640 光盘塔 图 5-11 大白鲨 一拖七光盘塔
2. 光盘库
光盘库是一种可存放几十张或几百张光盘并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜。光盘库也叫自动换盘机，它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器进行读写。它的库容量极大，光盘库一般配置有 1 ～ 6 台光盘驱动器，可容纳 100 ～ 600 片光盘，这种有巨大联机容量的设备非常适用于图书馆一类的信息检索中心，尤其是交互式光盘系统、数字化图书馆系统、实时资料档案中心系统、卡拉 OK 自动点播系统等。
光盘库的特点是：安装简单、使用方便，并支持几乎所有的常见网络操作系统及各种常用通讯协议。由于光盘库普遍使用的是标准 EIDE 光驱（或标准 5 片式换片机），所以维护更换与管理非常容易，同时还降低了成本和价格。由于自动换盘机构的换盘时间通常在秒量级，因此光盘库的访问速度较低。又因光盘库普遍内置有高性能处理器、高速缓存器、快速闪存、动态存取内存、网络控制器等智能部件，使得其信息处理能力较强。
光盘库主要应用于数据的备份，在访问量不是非常大，但是数据要长期保存的情况下，光盘库的作用很突出。 随着科学技术的发展，光盘库产品已经系列化。以清华同方光盘公司代理的 JVC 光盘库为例，它不但有 CD-ROM 光盘库，还有 DVD-ROM 以及 DVD-RAM
光盘库。 其适合的应用领域也更加宽广。
图 5-12 HP 磁光盘库 ex 系列 图 5-13 紫光网络光盘库
3. 光盘网络镜像服务器
光盘网络镜像服务器是继第一代的光盘库和第二代的光盘塔之后，最新开发出的一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。光盘网络镜像服务器不仅具有大型光盘库的超大存储容量，而且还具有与硬盘相同的访问速度，其单位存储成本（分摊到每张光盘上的设备成本）大大低于光盘库和光盘塔，因此光盘网络镜像服务器已开始取代光盘库和光盘塔，逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。
网络镜像光盘塔 / 光盘服务器 (Network CD Server) ，属第三代产品，也是市场上的主流，可直接连接 FDDI 、 ATM 、以太网和令牌网，支持各种网络协议。为改变一、二代产品存储容量小，且不支持多用户等缺点，设计人员基于 Network Attached Storage 技术发展出硬盘镜像光盘塔和光盘服务器，采用大容量 IDE/SCSI 高速硬盘或磁盘阵列镜像光盘数据技术，内置 CPU 和专用操作系统，一举解决上述问题。因各厂家采用的硬件和软件技术不同，产品性能和质量参差不齐。该系列产品代表了光盘库的发展方向，在选购时尽量选择该类产品。
（三） 存储卡
数码相机和摄像机等数码产品常常使用存储卡作为主要的存储设备。数码相机和摄像机常使用的存储卡主要有 Multi Memory Card 简称为 MMC 卡、 Secure Digital 简称为 SD 卡、 Memory Stick 简称为记忆棒、 Compact Flash 简称为 CF 卡、 Smart Media Card 简称为 SM 卡、 XD Picture Card 简称为 XD 卡。
1. MMC 卡
MMC 卡是 Multimedia Card 多媒体卡，是由美国 SANDISK 公司和德国西门子公司共同开发的一种多功能存储卡，它具有小型轻量的特点，外形尺寸是 32mm × 24mm × 1.4mm ，重量在 2 克 以下，并且耐冲击，可反复进行读写记录 30 万次。驱动电压为 2.7-3.6V 。多用于 JVC 数码摄像机。
2. SD 卡
SD 卡是 Secure Digital Card －安全数码卡，由松下公司，东芝公司和美国 SANDISK 公司共同开发研制的，具有大容量、高性能、安全等多种特点的多功能存储卡。主要用于松下数码摄像机、照相机，佳能和夏普摄像机、柯达、美能达、卡西欧数码相机等厂家使用。尺寸为 32mm × 24mm × 2.1mm ，比 MMC 卡略厚一点，容量则要大许多，已经生产出的容量可达 1G 。
SD 卡的读写速度比 MMC 卡要快 4 倍，达 2MB/ 秒。同时兼容 MMC 卡， SD 卡的插口大多
支持 MMC 卡。
图 5-14 MMC 卡 图 5-15 SD 卡
3. 记忆棒
记忆棒 Memory Stick 是索尼推出的数码存储卡。 Memory Stick 采用了单一平面的 10 针独立针槽设计，易于从插槽中插拔而不易损坏。从规格上看 Memory Stick 有普通棒、高速棒 Memory Stick Pro 和短棒 Memory Stick DUO 三种，其中普通棒和高速棒的外型尺寸同为 50mm× 21mm × 2.8mm ，不同在于高速棒在存储卡中加入了 Magic Gate 版权保护技术，拥有更高的读写速度，存储容量上限也有所提升。而短棒将记忆棒的体积进一步缩减，长度约为普通棒的 1/2 ，通过一个适配器，可以像普通棒一样使用，长棒不能在短棒的机型上使用。
目前，记忆棒主要用在索尼数码摄像机、照相机上使用，索尼的 HC 系列摄像机及 T1 、 T3 、 T11 等数码相机都是用短棒。
4. CF 卡
CF 卡是由 SanDisk 公司于 1994 年研制成功的，有可永久保存数据、无需电源、速度快等优点，价格低于其他类型的存储卡。
常见的有两种规格，其中 CF Type I 型卡的尺寸为 42.6mm × 36.3mm × 3.2mm ，而 CF Type II 型卡自身带有记忆体和控制器，存储容量也可以做得更高。目前市面上 CF Type I 型卡的常见容量有 32MB 、 64MB 、 128MB 、 512MB 、 1GB 、 1.6GB 等不同的规格， II 型卡的最大容量目前可达到 3GB 。此外，磁介质的 Micro Drive 的最大容量目前可以达到 4.2GB 。 CF 卡主要在佳能、柯达、尼康等数码相机上使用。
5. XD 卡
XD 卡是富士和奥林巴斯联合推出的一种专为数码相机使用的小型存储卡，采用单面 18 针设计，外型尺寸仅有 20mm × 25mm × 1.7mm ，是目前体积最小的存储卡。 XD 卡的理论最大容量可达 8GB ，目前市场上见到的 XD 卡有 16MB 、 32MB 、 64MB 、 128MB 、 256MB 等不同的容量规格。
数码相机中使用较为普遍的是 CF 卡和 SD 卡，记忆棒主要在索尼的数码相机中使用， XD 卡主要用在富士和奥林巴斯的数码相机。从读写性能的实际比较来看，不同规格的存储卡在平均读取性能方面差异并不十分明显。
图 5-16 Memory Stick 图 5-17 CF 卡 图 5-18 XD 卡
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