数字光盘存储技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:干福熹

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1998-04-01

价格:39.0

装帧:

isbn号码:9787030058690

丛书系列:

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• 数字存储
• 光盘技术
• 数据存储
• 光存储
• CD
• DVD
• 蓝光
• 存储介质
• 信息技术
• 计算机技术

《数字光盘存储技术》 光盘，一场跨越时代的数字载体革命。 从信息时代的黎明，到如今海量数据的爆炸式增长，光盘存储技术以其独特的魅力，在人类文明的进程中留下了深刻的印记。它不仅仅是数据记录的物理媒介，更是知识传播、文化传承、技术革新的集大成者。本书将带您深入探寻这场革命的起源、发展、演进及其对我们生活产生的深远影响。 第一章：光盘的诞生——物理记录的曙光 在数字浪潮来临之前，信息的存储和传递面临着巨大的挑战。纸张易损、磁介质易受干扰，这些古老的存储方式已无法满足日益增长的信息需求。本书将追溯到20世纪70年代末，光盘技术孕育而生的历史背景。我们将详细介绍激光技术、半导体技术以及材料科学的突破，如何汇聚成一股强大的力量，孕育出一种全新的、以光为媒介的数字存储方式。 激光技术： 揭示激光作为信息读写工具的核心原理，从早期红宝石激光到后来更广泛应用的半导体激光，探讨其功率、波长、聚焦等关键参数的演变如何直接影响光盘的性能。 材料科学的贡献： 深入剖析光盘盘片的核心构成——聚碳酸酯基板、反射层、记录层和保护层。我们将探讨不同材料的选择如何影响数据的耐久性、读取速度和制造成本。以CD-ROM为例，详细阐述其压印（stamper）和注塑成型工艺，让您了解一张张晶莹剔透的盘片是如何诞生的。 光电转换原理： 讲解光盘如何通过反射和吸收光线的原理来存储和读取二进制数据，将晦涩的0和1转化为可被机器识别的物理变化。 第二章：CD-ROM——大众化的开端 Compact Disc Read-Only Memory（CD-ROM）的出现，无疑是光盘存储技术发展史上的一个里程碑。它以巨大的存储容量、低廉的制造成本和优异的数据稳定性，迅速取代了软盘，成为个人电脑时代最主要的软件分发和数据存储媒介。 CD-ROM的数据结构与编码： 深入解析CD-ROM的音频和数据格式，包括EFM（Eight-to-Fourteen Modulation）编码，它如何有效地将数据转换为适合激光读取的信号，并抵抗数据错误。 CD-ROM的产业化进程： 回顾CD-ROM从研发到大规模生产的全过程，包括Philips和Sony的合作，以及由此引发的标准化竞争。我们将探讨其为何能迅速获得市场认可，并成为教育、娱乐、软件分发等领域的主流。 CD-ROM的局限与挑战： 分析CD-ROM作为只读存储介质的固有缺点，以及在面临不断增长的数据需求时的瓶颈。 第三章：CD-R/RW——可擦写时代的到来 随着用户对数据存储和备份的需求日益增长，只读的光盘已无法满足个性化需求。CD-R（Recordable）和CD-RW（ReWritable）的诞生，标志着光盘技术进入了可读可写的新阶段。 CD-R的记录原理： 详细介绍CD-R的工作机制，特别是染料层的特性。当激光照射到染料层时，会发生化学变化，形成“烧灼”痕迹，模拟出CD-ROM的凹凸结构，从而实现数据的写入。我们将探讨不同类型染料（如氰化物、花菁素、偶氮染料）的特点及其对记录稳定性和兼容性的影响。 CD-RW的擦写技术： 深入解析CD-RW的核心技术——相变合金。这种合金材料在不同温度下可以呈现晶相（反射率高）和非晶相（反射率低），通过精确控制激光的功率和照射时间，实现数据的反复写入和擦除。我们将对比CD-RW与CD-R在擦写次数、速度和兼容性上的差异。 刻录机与软件的协同： 探讨刻录机硬件的演进，包括激光功率的提升、伺服系统的优化，以及配套的刻录软件如何智能化地管理数据写入过程，确保刻录的成功率。 第四章：DVD——容量的飞跃与多媒体的革新 Digital Versatile Disc（DVD）以其远超CD的存储容量，为高清影音内容、大型软件以及更多数据提供了广阔的空间。DVD技术的出现，不仅推动了家庭影院的普及，也深刻影响了电影产业和数字娱乐格局。 DVD的物理结构与数据编码： 阐述DVD相比CD在盘片厚度、轨道密度、激光波长等方面的改进，如何实现更高的存储密度。详细介绍DVD的数据编码方式（如MIL-STD-188-125），以及其在纠错能力上的提升。 DVD的光盘格式： 区分DVD-ROM、DVD-R/RW、DVD+R/RW以及DVD-RAM等多种格式，解析它们在存储容量、兼容性、写入方式上的差异，以及不同格式的竞争与融合。 DVD的视频与音频编码： 探讨MPEG-2视频压缩和AC-3、DTS等环绕声音频编码技术，如何使得DVD能够承载高清晰度的视听内容，为用户带来前所未有的家庭娱乐体验。 第五章：蓝光碟（Blu-ray Disc）——高清时代的终极载体 随着高清（HD）乃至超高清（UHD）时代的到来，DVD的容量已捉襟见肘。蓝光碟（Blu-ray Disc）的出现，凭借其革命性的蓝色激光技术，将存储容量推向了一个新的高度，彻底改变了高清影音内容的传播和消费方式。 蓝色激光的优势： 深入解析蓝色激光（波长约为405nm）相比红色激光（波长约为650nm）在聚焦精度上的巨大提升，以及其如何实现更精密的轨道间距和更小的比特单元，从而大幅增加存储密度。 蓝光碟的物理结构与标准： 介绍蓝光碟在盘片制作工艺、防刮涂层等方面的创新，以及其在容量（25GB、50GB，甚至更高）上的优势。详细阐述蓝光标准的发展，包括BD-ROM、BD-R、BD-RE等格式。 高清晰度媒体的载体： 探讨蓝光碟如何成为承载高清、4K等画质影片的理想媒介，以及其在游戏、数据备份等领域的应用。 第六章：光盘技术的演进与未来展望 尽管固态存储技术飞速发展，但光盘技术并未因此止步。它仍在不断演进，以满足特定领域的需求，并探索新的可能性。 光盘技术的生命力： 分析光盘在数据归档、长期存储、防篡改等方面的独特优势，以及其在特定行业（如媒体、医疗、政府）中的应用现状。 新兴的光盘技术： 探讨一些仍在研究和发展中的光盘技术，例如全息存储、三维光盘等，它们有望突破现有光盘技术的容量瓶颈，开启下一代光存储的新篇章。 光盘与云存储的融合： 思考光盘技术在未来数据存储生态中的定位，如何与云存储等新兴技术互为补充，共同构建多元化的数字存储体系。 《数字光盘存储技术》是一本献给所有对数字存储充满好奇的读者的书籍。它将带领您穿越技术革新的洪流，理解光盘技术如何在无声无息中改变我们的世界，并展望它在数字时代持续绽放的光彩。

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坦白说，当我拿到《数字光盘存储技术》时，我预期会是一本充满冗长公式和难以理解的图表的工具书，但在阅读过程中，我发现自己的这种顾虑完全是多余的。这本书的结构设计非常巧妙，它不像很多传统技术书籍那样将所有细节一股脑抛出来，而是采用了“螺旋上升”的学习路径。初级章节清晰地勾勒出光盘的基本物理结构和读写原理，确保读者建立起正确的宏观图像。随后，它逐步深入到信号调制、信道编码和错误检测的细节，每一步的过渡都显得水到渠成。最让我欣赏的是它对“可靠性”问题的重视。在当前的云计算和数据中心时代，人们似乎都只关注速度和容量，但这本书强调了长期数据保存的“耐久性”和“可读性”同样关键。它详细分析了光盘在长期温湿度变化、激光衰减等环境压力下的老化模型，并提供了相应的预防和检测策略。这种超越短期性能考量的、注重系统生命周期的视角，是许多只关注“新”技术的书籍所缺乏的深度。这本书的严谨性与人文关怀并存，让人读后不仅学到技术，更树立起一种负责任的工程态度。

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我是在一个周末的午后，抱着随性翻阅的心态开始接触这本书的，没想到很快就被它独特的叙事节奏和案例分析深深吸引住了。这本书最让我惊喜的一点是，它成功地将枯燥的物理定律和复杂的信号处理过程，转化成了一系列引人入胜的故事线。比如，在讲解光盘的“飞秒”级超快写入过程时，作者采用了一种类比的手法，将激光束比作精密的“数字手术刀”，精确地重塑着材料的微观结构，这种生动的描述极大地降低了理解门槛。此外，书中对于不同代际光盘技术（从CD到蓝光，甚至是对未来全息存储的展望）的对比分析非常到位。它不仅罗列了容量和速度的提升，更关键的是，它剖析了每一次飞跃背后所依赖的材料科学和光学工程的根本性突破。我特别喜欢其中关于“伺服系统”的章节，作者没有简单地介绍PID控制，而是结合实际应用中的“抖动”（Jitter）和“漂移”（Drift）问题，展示了如何通过先进的算法实时补偿机械误差。这让原本高冷的控制理论变得“接地气”起来，对于非专业背景的读者来说，提供了极佳的切入点，也让有经验的工程师能从中找到新的优化思路。这本书的阅读体验是流畅而富有启发性的。

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这本《数字光盘存储技术》我读完后，最大的感受是它在技术深度和广度上的平衡把握得非常到位。一开始我还担心它会过于偏重某一特定的光盘技术，比如CD或DVD的底层物理结构，但实际上，作者构建了一个非常宏大的叙事框架。书中对光盘记录介质的化学变化、激光与材料的相互作用机理进行了细致入微的剖析，这部分内容对于理解高密度存储的瓶颈与突破至关重要。特别是它详细阐述了相变记录层（Phase-Change recording layer）的工作原理，包括合金配比如何影响写入阈值和读写循环的稳定性，这远超出了我预想中一本“技术”书籍的泛泛而谈。更令人印象深刻的是，作者并没有止步于硬件层面，而是深入探讨了数据管理和纠错编码系统，例如Reed-Solomon码在光盘系统中的具体应用，以及如何通过优化寻道算法来提升读取效率。这些章节不仅展示了作者深厚的工程背景，也为我们这些希望从事相关领域研究的人员提供了坚实的理论基础和实用的设计参考。读完后，我感觉对光盘存储的“黑箱”有了更清晰的认知，仿佛从一个旁观者变成了可以参与设计优化的一员。它并非仅仅是一本教科书，更像是一本结合了前沿研究进展和经典工程实践的综合手册。

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我是一名从事多媒体内容制作的自由职业者，我对存储技术的需求主要集中在数据传输速率和高保真度的保留上。因此，我主要关注了《数字光盘存储技术》中关于高速写入和数据完整性的部分。这本书在解析高速读写时，对“热效应”和“激光功率动态控制”的论述让我茅塞顿开。在追求TB级传输速率时，如何平衡记录层的热量积累以避免物理损伤，同时保证每一个数据点都被准确烧录，这是一个极具挑战性的工程难题。作者通过对脉冲整形和预补偿技术的详尽描述，清晰地展示了工程师们如何通过精细调控激光的“头脉冲”和“尾脉冲”来弥补材料响应的滞后性。这种对细节的关注，直接关系到最终成品的光盘的兼容性和寿命。此外，书中关于“媒体兼容性”的讨论也极具参考价值——为什么一个刻录机在不同品牌的空白光盘上表现各异？答案就在于对染料层敏感度和写入策略的微调。这本书为我理解为什么某些特定品牌的光盘在我的设备上表现更佳提供了科学依据，使我的内容存档工作变得更有目的性。

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这本书带给我的体验更像是一次对信息存储历史的深度回顾与前瞻。它不仅仅记录了“数字光盘存储技术”本身，更像是穿插着整个计算存储演变史的侧记。作者在讲解基础理论时，总是会穿插一些早期的技术难题和先驱者的智慧，例如早期光盘读取信号的信噪比（SNR）问题是如何通过改进的光学组件设计和更复杂的均衡器电路来逐步克服的。这种历史的纵深感，使得技术不再是孤立存在的公式，而是人类智慧不断迭代的结果。更值得称赞的是，作者并没有将光盘技术视为一个终结，而是将其置于更广阔的存储生态中进行审视。书中对未来存储介质（如超高密度全息存储和下一代生物存储技术）的潜力分析，尽管较为精炼，却足够激发读者的想象力。它让我们意识到，今天的“光盘技术”是如何站在过去的肩膀上，同时又为未来的信息洪流做好了怎样的技术铺垫。总而言之，这是一本兼具考古价值、工程实用性和未来视野的典范之作，阅读过程令人心潮澎湃。

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