báo cáo đề tài CD-ROM

Lời giới thiệu
Phơng tiện lu trữ dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là CD-ROM. Các nhà sản
xuất máy tính hàng đầu cũng đã trang bị CD cho các máy tính PC. CD ngày
nay đã đến với từng gia đình, mang lại cho ngời sử dụng rất nhiều tiện ích
mutimedia.
Các nhà phát triển hệ thống đã điều chỉnh các ổ đĩa cứng với các phần
mềm phù hợp để chạy trên đĩa CD. Các ứng dụng thấy đợc sự tiện lợi khi sử
dụng đĩa CD cũng nh thấy đợc khối lợng dữ liệu khổng lồ mà CD có khả năng l-
u trữ.
Trong phần báo cáo này của chúng em, phần đầu chúng em trình bày về
cơ sở lý thuyết về cấu trúc lu trữ của ổ đĩa CD. Phần sau trên cơ sở những lý
thuyết đó chúng em xây dựng chơng trình để truy cập vào cấu trúc điều khiển
của đĩa CD.
1
Báo cáo đề tài CDROM.
Khuôn dạng vật lý:
- CD-ROM đợc tổ chức nh thế nào:Bề mặt có thể ghi của CD-ROM có thể
đợc chia thành 3 phần:
+ Lead in: 4mm đầu tiên, chứa các bảng nội dung.
+ Data Area: có thể đạt tới 33 mm tuỳ thuộc vào số lợng dữ liệu.
+ Lead out: đánh dấu sự kết thúc của vùng dữ liệu, rộng khoảng 1mm.
Cấu trúc của đĩa CD
Thông tin đợc lu trữ trên CD dới dạng các pit (vết lõm) và các lands;CD đợc
lu trữ từ trong ra ngoài.
2
Vị trí của các pit và land trên CD-ROM
Các phơng pháp lu trữ dữ liệu CAV và CLV:
CAV (Constant Angular Velocity): tốc độ góc không đổi, ứng dụng trong
đĩa cứng, tiến hành truy cập dữ liệu ở các tốc độ khác nhau, tuỳ theo
khoảng cách của đầu từ đến trục ổ đĩa ở xa hay gần. Do đó thời gian
khôI phục dữ liệu nhanh hơn khi đầu từ ở gần trục trung tâm, và trung

gian khôI phục sẽ chậm dần khi đầu từ đợc chuyển từ trong ra ngoài.
CLV (Constant Linear Velocity):tốc độ tuyến tính không đổi, làm nhanh
hoặc làm chậm tốc độ quay của đĩa để đảm bảo tốc độ đĩa ở điểm đọc
luôn không đổi. Để đảm bảo tốc độ tuyến tính không đổi đĩa phải quay
chậm hơn khi đọc hoặc ghi ở gần trục tâm.
Sự thay đổi tốc độ quay liên tục của đĩa CD là một trong những lý do làm
cho thời gian truy cập trên CD ROM chậm hơn trên ổ cứng.
Các phơng pháp lu trữ thông tin trên đĩa từ
Lu trữ các bit và các byte:
Bởi sự giới hạn về kỹ thuật, mỗi land (hoặc pit) có độ dài tối thiểu là 3 bit, và
lớn nhất là 11 bit. Với giới hạn này ta không thể biểu diễn hai bit 1 liền nhau,
cho nên không diễn tả hết đợc các hoán vị của 0 và 1, dẫn đến phải dùng lợc
đồ EFM (Eight-to-Fourteen Modulation).
3

Bảng EFM
Mỗi byte 8 bit thông thờng giờ đây đợc chuyển thành byte với 14 chanel
bit, và sự chuyển đổi này dựa vào một bảng là một phần của đơn vị điều
khiển trên mọi ổ CD-ROM.
Nhng còn vấn đề nữa đặt ra là nếu kết thúc của một byte là một chanel 1
và bắt đầu của byte tiếp theo là chanel 1 thì không thể thể hiện đợc, cho
nên phải chèn thêm 3 bit đợc gọi là 3 bit trộn để tách biệt giữa các byte,
dẫn đến một byte có 17 chanel bit.
Các frames:
Khối thông tin nhỏ nhất trên một CD đợc gọi là một frame.
Một frame bao gồm 24 byte.
Các sector:
CD Audio có thể đọc 75 sector/second.
Địa chỉ dữ liệu trên CD dựa trên cơ sở các đơn vị thời gian có dạng:
minutes/seconds /sector.

4
Một sector đợc định dạng trên CD
Các subchannel:
Một subchannel là sự kết hợp của tất cả các bit trong cùng một vị trí củâ
các byte điều khiển của các frame kế tiếp.
Luồng dữ liệu bao gồm các bit dữ liệu của 98 byte điều khiển trong một
sector đợc gọi là P-channel, và tơng tự các luồng dữ liệu đợc thiết lập từ
bit thứ hai là Q-channel. Sáu bit tiếp theo lập nên sau kênh từ R đến W.
Minh hoạ một Subchannel
5
Subchannel P chỉ ra rằng music hay dữ liệu máy tính đợc tìm thấy trong
một sector.
Subchannel Q chứa đựng các thông tin thời gian, nó có thể là thời gian
tuyệt đối tính từ sự khởi đầu của CD (ATime ) hay là thời gian tính theo
track.
Trong vùng Lead in, 72 bit của subchannel Q chứa đựng bảng nội dung
26 bit sử dụng cho đồng bộ và sửa lỗi.
Subchannel RW chứa đựng dữ liệu đồng bộ và sữa lỗi.
Sửa Lỗi:
Có 2 x 39 Byte thông tin sửa lỗi trên mỗi Sector
Với CD Audio sử dụng kỹ thuật - Reed - Solomon - Code.
Với CD - ROM sử dụng - Cross Interleaved Reed Solomon Code
CIRC:
Sử dụng CIRC, với khuôn dạng CD - DA ta có tỷ lệ mắc lỗi là 1/10
8
.
tỷ lệ vẫn cao đối với các dữ liệu quan trọng có một khuôn dạng mới
Các khuôn dạng CD ROM:
Xét mode 1: với việc giảm vùng data (2352 -> 2048 byte) và tăng
thông tin sửa lỗi -> khả năng sinh lỗi giảm.

Làm việc với 2k data là dễ dàng nhất đối với lập trình viên -> dùng để lu các
thông tin quan trọng.
Xét mode 2: không thêm vào các tín hiệu sửa lỗi -> dùng lu các
thông tin không quan trọng (ví dụ ảnh).
Ưu điểm: tỷ lệ chuyển giao dữ liệu nhanh, ví dụ trong 1 giây.
chế độ 1: 75 x 2048 = 150 K
chế độ 2: 75 x 236 = 171 K
Mode 0: Sector rỗng, lấp đầy bởi 0
6
Khuôn dạng XA (Extended Architecture):
o Chuẩn XA đợc phát triển để giải quyết một vấn đề đặc biệt cho các ứng
dụng Multimedia. Ví dụ hiển thị văn bản trên màn hình trong khi đang
chạy video và có nền của một bản nhạc, một ứng dụng phải đồng thời sử
lý 3 luồng dữ liệu từ 3 file riêng biệt. Hơn nữa, ứng dụng phải thực hiện
trong thời gian thực. Tuy nhiên với một CPU thì nó phải lặp đi lặp lại các
công việc với các số lợng nhỏ dữ liệu của văn bản, video và music. Điều
đó có nghĩa là CPU phải tải một phần file văn bản sau đó là một phần
video, và cuối cùng là một phần của file music. Với khả năng truy cập
chậm của CD - ROM thì thế giới muôn màu của Multimedia sẽ bị đổ sập
nhanh chóng, video sẽ giật âm thanh bị méo và văn bản hiển thị không
phù hợp.
o Nét đặc trng quan trọng của XA đó là khả năng chèn các Sector. Bởi kỹ
thuật này mà CPU đọc cả 3 loại dữ liệu mà không phải di chuyển đầu
dọc. Với kỹ thuật này, các Sector đợc lồng vào một file, ví dụ nh 3 Sector
văn bản bắt đầu một dãy tiếp theo là 4 Sectors video và tiếp theo là 3
Sector Audio. Bớc này cứ lặp đi lặp lại cho tới khi cả 3 luồng dữ liệu đều
hết.
XA flag trong Subheader của một Sector trong CD-ROM XA
7