第1章信息技術(shù)概述

1、第一部分計算機網(wǎng)絡(luò)第一部分 計算機網(wǎng)絡(luò)v計算機網(wǎng)絡(luò)定義、功能、分類v互聯(lián)網(wǎng)含義、起源vIP地址、域名、MAC地址v互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用Internet的由來及發(fā)展v從ARPANET到NSFNET 70年代，美國國防部開始進行DARPA計劃，開始架設(shè)高速且有彈性的網(wǎng)絡(luò)，重點是當美、前蘇兩地間的網(wǎng)絡(luò)如果斷線時，資料仍可經(jīng)由別的國家繞道，到達目的地。而這項計劃的成果就是ARPANET。之后隨冷戰(zhàn)的解凍，ARPANET也慢慢開放給民間使用。但是美國基于軍事安全上的考慮，另外成立了國家科學(xué)基金會（National Science Foundation），建立NSFNET，專門負責(zé)全球性民間的網(wǎng)絡(luò)交流。這就是美國的

2、INTERNETInternet的由來及發(fā)展 1. Internet的含義，由來與發(fā)展 Internet: 中文譯名為因特網(wǎng)，是由遍及全中文譯名為因特網(wǎng)，是由遍及全世界，利用世界，利用TCP/IP通信協(xié)議所建立的各種通信協(xié)議所建立的各種各樣的網(wǎng)絡(luò)組成的一個國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是各樣的網(wǎng)絡(luò)組成的一個國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。其最初的來源是美國國防部的一個軍事網(wǎng)絡(luò)。其最初的來源是美國國防部的一個軍事網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)的定義v計算機網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同，且有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)利用通信設(shè)備和線路互相連接起來，且以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng)。計

3、算機網(wǎng)絡(luò)的功能v數(shù)據(jù)通信：計算機網(wǎng)絡(luò)本身就是一種通信系統(tǒng)。v資源共享：硬件、軟件、數(shù)據(jù)資源v分布式處理：多臺計算機協(xié)同工作、并行處理v集中管理：MIS、OA系統(tǒng)，日常工作集中管理v負載平衡：任務(wù)可均勻分配v提高安全性與可靠性：減小故障率計算機網(wǎng)絡(luò)的分類v局域網(wǎng) (Local Area Network) 局域網(wǎng)的特點如下： 1.分布范圍有限。 2.有較高的通信帶寬，數(shù)據(jù)傳輸率高。 3.數(shù)據(jù)傳輸可靠，誤碼率低。 4.通常采用同軸電纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)。 5.拓撲結(jié)構(gòu)簡單簡潔。v廣域網(wǎng)（ Wide Area Network ） 廣域網(wǎng)最根本的特點是： 1. 分布范圍廣。 2.數(shù)據(jù)傳輸率低。 3.

4、可靠性不高。使用光纖較好。 4. 廣域網(wǎng)常常借用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)（電話網(wǎng)等）來實現(xiàn)。因為單獨建造一個廣域網(wǎng)極其昂貴。 5. 拓撲結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。v城域網(wǎng)（ Metropolitan Area Network ） 是規(guī)模介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的一種較大范圍的高速網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)v星型v總線型v環(huán)型v樹型v網(wǎng)狀型v混合型v星型結(jié)構(gòu)：集中式網(wǎng)絡(luò)一個中心主節(jié)點和多個與之相連的計算機從節(jié)點組成，主節(jié)點可以從節(jié)點通信，而從節(jié)點之間必須通過主節(jié)點的轉(zhuǎn)接才能通信。集線器v總線型結(jié)構(gòu)：由各節(jié)點計算機掛線在一條被稱為總線的公共線路上而構(gòu)成的。v環(huán)形結(jié)構(gòu)：網(wǎng)中各節(jié)點計算機由一條通信線路連接形成一個閉合環(huán)路。令牌環(huán)

5、v樹形結(jié)構(gòu)： 多級星形網(wǎng)絡(luò)是由多個層次的星形網(wǎng)絡(luò)縱向連接而成的，樹的每個節(jié)點都是計算機或轉(zhuǎn)換設(shè)備。集線器集線器交換機v網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)： 分布式網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)中無中心計算機 終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端終端節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點節(jié)點v混合型結(jié)構(gòu)： 以上各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交織使用Internet地址 IP地址是計算機的網(wǎng)絡(luò)地址，用一串數(shù)字來表示。在Internet中，IP地址用于唯一指定某臺計算機在網(wǎng)絡(luò)上的位置（全世界唯一）。1、IP地址及其表示方法IP地址表示為： 網(wǎng)絡(luò)號 主機號 （唯一） 網(wǎng)絡(luò)號 ：標識網(wǎng)絡(luò) 主機號： 表示這個網(wǎng)絡(luò)中的某一臺主機 尋址方法：先按照IP

6、地址中的網(wǎng)絡(luò)號把網(wǎng)絡(luò)找到，再按主機號把主機找到。事實上，IP地址指出了連接到某個網(wǎng)絡(luò)上的某一臺計算機。IP地址又和我們的學(xué)號很類似，如63061401XX2、各類IP地址的表示方法IPv4地址是地址是32bit的，也就是的，也就是4字節(jié)字節(jié) 將32bit的IP地址中的每8bit用等效的十進制數(shù)字表示，并且在這些數(shù)字之間加上一個點，即點分十進制記法。 例如10000000 00011011 00010000 00111111 記為3，顯然簡單、方便、直觀。3. IP地址的分類 有的網(wǎng)絡(luò)擁有很多主機，有的網(wǎng)絡(luò)的主機很少，差異很大。(就像我們的班級有的班級人數(shù)眾多，有的相對較少

7、.) 為了能對網(wǎng)絡(luò)中主機的多與少進行區(qū)分，我們要對網(wǎng)絡(luò)中的IP地址進行分類，分別是A類，B類，C類，D類和E類。 常用的IP地址為：A類，B類和C類。主機號段分別為3，2和1個字節(jié)長。（疑問：字節(jié)？）v1 字節(jié)（Byte）8位（bit）v32 位（bit） 4 字節(jié)（Byte） 網(wǎng)絡(luò)號（8bit） 主機號 （24bit） 范圍：55 （點分十進制記法） 00000001 00000000 00000000 00000000 01111111 11111111 11111111 11111111一、A類IP地址1.標識位：標識位：0網(wǎng)絡(luò)號的數(shù)為：00000

8、00101111111（即1127）網(wǎng)絡(luò)地址0和127保留用于特殊目的，故允許有126個A類網(wǎng)絡(luò)2.主機號的數(shù)為：主機號的數(shù)為： 224 （理論上一個A類IP地址可以擁有的計算機數(shù)） A類IP地址適用于有大量主機的大型網(wǎng)絡(luò)。例如IBM公司。一、B類IP地址網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號（16bit） 主機號主機號 （16bit）范圍：范圍：55 （點分（點分十進制記法）十進制記法） 10000000 00000000 00000000 00000000 10111111 11111111 11111111 111111111.標識位：標識位：10網(wǎng)絡(luò)號的數(shù)為：1000

9、0000 0000000010111111 11111111 （ 214 ）2.主機號的數(shù)為：主機號的數(shù)為： 216 =65536B類IP地址適用于有中型網(wǎng)絡(luò)。例如一些大學(xué)和政府機構(gòu)。一、C類IP地址網(wǎng)絡(luò)號網(wǎng)絡(luò)號（24bit） 主機號 （8bit）范圍：范圍：55 （點分十進制記法） 11000000 00000000 00000000 00000000 11011111 11111111 11111111 111111111.標識位：標識位：110網(wǎng)絡(luò)號的數(shù)為：11000000 0000000011011111 11111111 （ 221 ）2.

10、主機號的數(shù)為：主機號的數(shù)為： 28 =256（理論上一個C類IP地址可以擁有的計算機數(shù)）C類IP地址適用于有小型網(wǎng)絡(luò)。例如一些小公司和研究機構(gòu)。四、對A、B和 C類IP地址的比較（重點）類別地址范圍網(wǎng)絡(luò)號主機號適用情況標識符網(wǎng)絡(luò)地址空間A類5500000001111111100000000 00000000 0000000011111111 11111111 11111111大量主機大量主機的大型網(wǎng)的大型網(wǎng)絡(luò)絡(luò)B類5510100000 00000000101111 1111111100000000 000000

11、00 11111111 11111111中型網(wǎng)絡(luò)中型網(wǎng)絡(luò)C類223.255. 255.25511011000 00000000 0000000011011 11111111 111111110000000011111111小型網(wǎng)絡(luò)小型網(wǎng)絡(luò)小練習(xí)：小練習(xí)：請判斷下面的IP地址是屬于哪一類 1、（1） 31 （2） （3）23 2、（1）11000000 00010101 00000000 11111110（2）00000011 11101010 10101010 00010101vD類IP地址是多地址廣播地址，不用來標

12、識網(wǎng)絡(luò)。其地址范圍為55。D類地址主要留給Internet體系結(jié)構(gòu)委員會IAB使用。 vE類IP地址是實驗性地址，保留在今后使用，其地址范圍為55。目前大量使用的IP地址僅AC類3類。v我們很容易通過點分十進制來判定IP地址類型是屬于D類或E類。五、D類和E類IP地址子網(wǎng)掩碼vIP地址資源緊張，假設(shè)某一公司共有80臺主機，分為四個部門，分別為開發(fā)部，生產(chǎn)部，售后服務(wù)部，銷售部。每個部門二十臺主機，如果申請四個C類IP地址，造成IP地址浪費。怎么辦？v采用子網(wǎng)劃分的方法。申請一個C類IP地址 然后劃分成四個子

13、網(wǎng)子網(wǎng)掩碼v在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，經(jīng)常見到“掩碼（MASK ）”一詞，它是由一系列的1、0組成的編碼。通過與某一完整的地址進行邏輯運算（與、或、非等運算），從完整地址中提取所需要部分的信息，而把不需要部分的信息屏蔽。子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 ：子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分。左邊是網(wǎng)絡(luò)位，用二進制數(shù)字“1”表示；右邊是主機位，用二進制數(shù)字“0”表示 例：例：（11111111.11111111.11111111.00000000） 有有24個個1表示網(wǎng)絡(luò)位為表示網(wǎng)絡(luò)位為24位，主機位為位，

14、主機位為8位，所以位，所以IP地址屬于地址屬于C類類 子網(wǎng)掩碼的設(shè)定必須遵循一定的規(guī)則。與IP地址相同，子網(wǎng)掩碼的長度也是32位，子網(wǎng)掩碼就確定了一個IP地址的32位二進制數(shù)字中哪些是網(wǎng)絡(luò)號、哪些是主機號。這對于采用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)來說非常重要，只有通過子網(wǎng)掩碼，才能表明一臺主機所在的子網(wǎng)與其他子網(wǎng)的關(guān)系，使網(wǎng)絡(luò)正常工作。IP地址與子網(wǎng)掩碼 在Windows 2000 Server中，如果給一個網(wǎng)卡指定IP地址，系統(tǒng)會自動填入一個默認的子網(wǎng)掩碼。這是Windows 2000 Server為了節(jié)省用戶輸入時間自動產(chǎn)生的子網(wǎng)掩碼。比如，局域網(wǎng)最常使用的IP地址“192.168.x.x”默認的

15、子網(wǎng)掩碼是“”。一般情況下，IP地址使用默認子網(wǎng)掩碼就可以了。本機的IP地址，子網(wǎng)掩碼和默認網(wǎng)關(guān)信息可以通過DOS下執(zhí)行ipconfig命令得到IPv6 VS IPv41.IPv6將IP地址長度增加到128位，擴展IP地址空間，以解決IPv4面臨的IP地址不夠分配的問題;2. IPv6對數(shù)據(jù)流進行標識，它將相關(guān)數(shù)據(jù)包作為數(shù)據(jù)流進行傳輸，從而有效滿足多媒體應(yīng)用對傳輸實時性的要求3.IPv6協(xié)議中定制了多種安全服務(wù)選項，以滿足應(yīng)用對數(shù)據(jù)保密性的特殊要求4.IPv6對IPv4的報頭格式進行了簡化。5.改進報頭擴展和選項 域名是另一種網(wǎng)絡(luò)地址，用字符表示。目的是為了方便用戶記

16、憶和使用（不用記憶IP地址）。例如：武漢工程大學(xué)主機的域名是。 域名采用層次結(jié)構(gòu)，而且與Internet的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。一個域名一般有35個子段，中間用“”隔開，每個子段有各自的意義。 目前互聯(lián)網(wǎng)上的域名體系中共有三類頂級域名：類別頂級域名、地理頂級域名、新頂級域名。 第一類是一級域名，共有7個，也就是現(xiàn)在通常說的國際域名。 .com（用于商業(yè)公司）； .net（用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）； .org（用于組織協(xié)會等）； .gov（用于政府部門）； .edu（ 用于教育機構(gòu)）; .mil（用于軍事領(lǐng)域）； .int（用于國 際組織）。這類域名通常稱為“國際域名”。 第二類是地理頂級域名，共有243個國家和地

17、區(qū)的代碼，例如.CN代表中國，.UK代表英國。在頂級域名下還可設(shè)二級三級域名，例如北京的某機構(gòu)可以選擇如*的域名 第三類頂級域名，也就是所謂的“新頂級域名”，包含7類：biz, info，name，pro，aero, coop, museum。如aero需是航空業(yè)公司注冊，museum需是博物館，coop需是集體企業(yè)（非投資人控制，無須利潤最大化）注冊。MAC地址 除IP地址，域名地址外，與計算機相關(guān)的還有一個地址就是網(wǎng)卡的物理地址，即MAC地址vIP地址，域名稱邏輯地區(qū)，由網(wǎng)絡(luò)管理員分配。v IP地址是主機地址的數(shù)字表示，域名是主機地址的文字表示。v在廣域網(wǎng)中使用邏輯地址來確定網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)段和主

18、機，域名實現(xiàn)域名地址到IP地址的映射和轉(zhuǎn)換。vMAC地址是用來在局域網(wǎng)中定位主機的物理地址，由專門組織統(tǒng)一管理分配，網(wǎng)卡生產(chǎn)商將其固定在網(wǎng)卡中。MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層地址v在局域網(wǎng)中，使用網(wǎng)卡的MAC地址來通信；各主機上的地址解析協(xié)議模塊負責(zé)完成IP地址到MAC地址間的轉(zhuǎn)換。 因特網(wǎng)接入服務(wù)提供者ISP （Internet Service Provider ）：Internet服務(wù)（包括連接和應(yīng)用）提供者。 ISP的作用有： l 接納用戶入網(wǎng) l 可以與Internet互連 l 擁有或間接擁有IP地址的分配權(quán)和域名管理權(quán) l 提供各種應(yīng)用服務(wù) l 為用戶的連接和應(yīng)用提供技術(shù)支持和服務(wù)Inter

19、net接入方式企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Intranet)Intranet的定義Intranet是基于Internet技術(shù)的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，是Internet技術(shù)在企業(yè)局域網(wǎng)（LAN)或廣域網(wǎng)（WAN)上的應(yīng)用主要作用是實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息交互與共享，獲取信息與提供信息；或者通地擴展Intranet方便快速地與商業(yè)伙伴進行企業(yè)外部的交流與合作。Intranet的基本思想 在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上采用TCP/TP作為通信協(xié)議，利用Internet的WEB技術(shù)作為平臺，通過防火墻把內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和Internet隔開。所熟悉的校園網(wǎng)就是比較典型的Intrant.要點：（1）Intranet是根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的需求而設(shè)置的，它的規(guī)模和功

20、能是根據(jù)企業(yè)經(jīng)營和發(fā)展的需求確定的。（2）Intranet不是一個孤島，它能方便地和外界連接，尤其是和 Internet地連接。（3）Intranet采用TCP/IP協(xié)議及相應(yīng)的技術(shù)和工具，是一個開放的系統(tǒng)。（4）Intranet 根據(jù)企業(yè)的安全要求，設(shè)置相應(yīng)的防火墻、安全代理等，以保護企業(yè)內(nèi)部的信息，防止外界侵入。（5）Intranet廣泛使用環(huán)球網(wǎng)WWW的工具，使企業(yè)員工和用戶能方便地瀏覽和采掘企業(yè)內(nèi)部的信息以及 Internet的豐富的信息資源。 2022-3-1746Internet 提供的信息服務(wù)遠程登錄服務(wù)Telnet（Remote Login）提供遠程連接服務(wù)的終端仿真協(xié)議，可以

21、使本地計算機登錄到Internet上的遠程計算機上 文件傳送服務(wù)FTP FTP允許用戶在計算機之間傳送文件，并且對所傳送的文件類型也沒有限制。 “下載”(Download) 和“上傳”（Upload）。 提供了一種“匿名FTP服務(wù)”。即用戶要登錄到FTP服務(wù)器，通常以anonymous作為匿名用戶名，以用戶的E-mail地址作為口令進入。 2022-3-1747Internet 提供的信息服務(wù)電子郵件服務(wù)E-mail（Electronic Mail） 電子郵件地址一般由兩部分組成：用戶名和電子郵件域名。其中（）用戶名就是用戶在電子郵件服務(wù)器上的賬號；（）電子郵件域名一般是機器的域名，一個完整的

22、電子郵件地址，由用戶賬號和電子郵件域名兩部分組成，中間使用“”把兩部分連接起來。 2022-3-1748Internet 提供的信息服務(wù)電子郵件服務(wù)E-mail（Electronic Mail） 用來收發(fā)電子郵件的應(yīng)具備有以下幾個基本的功能：（1）傳送郵件（2）瀏覽信件：（3）存儲信件（4）轉(zhuǎn)發(fā)信件。2022-3-1749Internet 提供的信息服務(wù)4.電子公告板系統(tǒng)（BBS） BBS站為用戶開辟一塊展示“公告”信息的公用存儲空間作為“公告板” 。 2022-3-1750Internet 提供的信息服務(wù)5. 萬維網(wǎng) WWW（World Wide Web）的中文譯名為萬維網(wǎng)。 WWW是由歐洲

23、粒子物理實驗室開發(fā)的，采用的是超文本和多媒體技術(shù)，將不同文件通過關(guān)鍵字建立鏈接，提供一種交叉式查詢方式（而不僅僅是傳統(tǒng)的線性方式）。 2022-3-1751Internet 提供的信息服務(wù)5. 萬維網(wǎng) WWW服務(wù)器的數(shù)據(jù)文件是用HTML（Hyper Text Markup Language，超文本標注語言）語言來描述. 其中超文本鏈接用統(tǒng)一資源定位器（URL，Uniform Resource Locator）來表示。 2022-3-1752Internet 提供的信息服務(wù)6. 電子商務(wù) 7. Internet電話 （IP電話）8. 博客（微博）9. 其他豐富多彩的Internet服務(wù) 第二部分

24、多媒體技術(shù)Multimediav社會進步需要信息技術(shù)，而多媒體技術(shù)則是信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。v多媒體技術(shù)研究的是文圖聲視這些信息的表達媒體與感受媒體在計算機系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用。什么是媒體？v 媒體是信息的載體（Medium）信息的表達、存儲和傳遞必須通過一些中間物質(zhì)，常見的報紙、廣播、電視節(jié)目、電影、磁盤和光盤等就是這樣一種中間物質(zhì)。確切地說，媒體是信息得以存儲和傳播的介質(zhì)。v媒體的作用在于存儲信息、表達信息、傳送信息，以幫助人們進行相互溝通和交流。什么是多媒體？v多媒體就是指多種媒體方式的結(jié)合應(yīng)用也就是對文本、音頻、視頻、圖形、圖像和動畫等多種信息表達方式的有機綜合。例如電影。v多媒體計算機

25、技術(shù)所涉及的多媒體是模仿人類的視覺、聽覺和觸覺，具體表現(xiàn)形式為文字、聲音、圖形、圖像、動畫和影像等。v有關(guān)多媒體的基本概念涉及計算機中的多媒體基本元素、多媒體信息處理技術(shù)、多媒體信息系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)應(yīng)用。 要將分散的具有不同特征的各種信息讀入計要將分散的具有不同特征的各種信息讀入計算機進行整合，必須進行數(shù)字化。只有數(shù)字化后算機進行整合，必須進行數(shù)字化。只有數(shù)字化后計算機才能對各種媒體進行存儲、加工、控制、計算機才能對各種媒體進行存儲、加工、控制、編輯、交換、查詢和檢索。編輯、交換、查詢和檢索。 集成性是指將各種媒體信息如文本、聲音、集成性是指將各種媒體信息如文本、聲音、圖像圖形、視頻等進行有機

26、的整合，是他們能夠圖像圖形、視頻等進行有機的整合，是他們能夠在多任務(wù)系統(tǒng)下很好的協(xié)同工作。人機交互和建在多任務(wù)系統(tǒng)下很好的協(xié)同工作。人機交互和建里邏輯關(guān)系要求必須將各種媒體集成在一起。里邏輯關(guān)系要求必須將各種媒體集成在一起。 不但表現(xiàn)在信息載體的多樣性，即不但能夠不但表現(xiàn)在信息載體的多樣性，即不但能夠處理聲音、文字、圖形圖像、視頻動畫，還要對處理聲音、文字、圖形圖像、視頻動畫，還要對它們進行加工處理，產(chǎn)生新的信息。同時還要將它們進行加工處理，產(chǎn)生新的信息。同時還要將它們保存在不同的存儲介質(zhì)上，使信息的傳遞更它們保存在不同的存儲介質(zhì)上，使信息的傳遞更加方便快捷。加方便快捷。 交互性就是通過各種媒

27、體信息，使參與的各交互性就是通過各種媒體信息，使參與的各方都可以對媒體信息進行編輯、控制和傳遞。主方都可以對媒體信息進行編輯、控制和傳遞。主要是指人和機器的交互。要是指人和機器的交互。 非線性是指多媒體信息不是想以前一樣，必非線性是指多媒體信息不是想以前一樣，必須按照順序一字字一行行的去讀。而是超媒體的須按照順序一字字一行行的去讀。而是超媒體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以更靈活更具有變化性的將信息展網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以更靈活更具有變化性的將信息展現(xiàn)在使用者面前?，F(xiàn)在使用者面前。什么是多媒體計算機？v多媒體計算機是指能夠?qū)β曇簟D像、視頻等多媒體信息進行綜合處理的計算機。v多媒體計算機由多媒體計算機硬件系統(tǒng)和多媒體

28、計算機軟件系統(tǒng)兩部分組成。v多媒體計算機具有高集成性、全數(shù)字化、高速度、交互性、高智能等特點多媒體的硬件平臺多媒體的硬件平臺多媒體的軟件平臺多媒體的軟件平臺Windows Linux素材加工軟件素材加工軟件素材采集軟件素材采集軟件多媒體集成軟件多媒體集成軟件多媒體應(yīng)用軟件多媒體應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)軟件Micromadie Authorware多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢v流媒體技術(shù)：“流”是一種數(shù)據(jù)傳輸方式，使用這種方式時信息的接收者在沒有接到完整信息前就能處理已經(jīng)收到的信息。v智能多媒體技術(shù)：文字的識別和輸入語音的識別的輸入自然語言的理解和機器翻譯圖形的識別和理解機器人視覺和計算機視覺多媒體

29、技術(shù)的發(fā)展趨勢v虛擬現(xiàn)實：通過綜合應(yīng)用計算機圖像處理、模擬與仿真、傳感、顯示系統(tǒng)等技術(shù)和設(shè)備，以模擬仿真的方式，給用戶提供一個真實反映操作對象變化與相互作用的三維圖像環(huán)境，從而構(gòu)成一個虛擬世界。v網(wǎng)絡(luò)化：與寬帶網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)相結(jié)合。多媒體計算機信息處理的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及：v多媒體數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)、v多媒體專用芯片技術(shù)、v多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)、v多媒體數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、v多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。多媒體數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)v音頻、視頻數(shù)字信號所包含的數(shù)據(jù)量相當大如一幅分辨率為640480的彩色圖像，每個像素采用24bit編碼，數(shù)據(jù)量約為7.37Mb/幀。1000MB硬盤只能存儲約125幅上述分辨率的圖像。若

30、按25幀/秒的速度播放，只能放40秒。要播放60分鐘活動圖像，需要90GB存儲容量，相當于140張光盤，且要以184 Mb/s的速度傳送數(shù)據(jù)。v數(shù)據(jù)壓縮是多媒體計算機技術(shù)能達到使用階段的理論和技術(shù)基礎(chǔ)，多媒體技術(shù)的發(fā)展與數(shù)據(jù)壓縮理論和技術(shù)的發(fā)展是緊密相關(guān)的。v解壓縮使用壓縮的多媒體信息前必須解壓縮目前較流行的壓縮技術(shù)有：v靜態(tài)影像壓縮標準JPEG技術(shù)v處理動態(tài)影像的MPEG壓縮技術(shù)vDVI壓縮技術(shù)v這三大壓縮技術(shù)占據(jù)著當今視頻壓縮技術(shù)的主要地位。靜態(tài)影像壓縮標準JPEG技術(shù)vJPEG（Joint Photographic Experts Group）制定了第一套國際靜態(tài)影像壓縮標準JPEG格式

31、。vM-JPEG格式是單獨對一幀進行壓縮，基本上不考慮視頻流中不同幀之間的變化，雖然圖像質(zhì)量好，但壓縮效率低、文件量巨大、實時性差，而且不支持聯(lián)網(wǎng)。v經(jīng)過技術(shù)更新的JPEG 2000（ISO 15444），基本上是一個開放的標準，JPEG 2000標準既支持如打印機、掃描器、數(shù)碼相機等傳統(tǒng)的JPEG格式，又能應(yīng)用于如網(wǎng)路傳輸，無線通訊，醫(yī)療影像等新興應(yīng)用領(lǐng)域。動態(tài)圖像壓縮標準MPEG技術(shù)v運動圖像專家組（MPEG）制定了運動圖像、聲頻及其混合信息的壓縮、解壓縮、處理和編碼表示方面的國際標準。v多年來，MPEG-1、MPEG-2廣泛應(yīng)用于數(shù)字音頻、視頻等多媒體領(lǐng)域，如CD、VCD、DVD、電視、

32、視頻點播、文檔和Internet音樂等。v98年11月公布的MPEG-4標準主要用于64 kb/s以下的低速率音、視頻編碼，以適用窄帶多媒體通信。vMPEG-4標準更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性，能確保通過多平臺、多用戶和多渠道廣播網(wǎng)的媒體流具有協(xié)同工作的能力。因此，標準更適于交互式音、視頻服務(wù)以及遠程監(jiān)控。數(shù)字視頻交互DVI壓縮技術(shù)vDVI（Digital Video Interactive）v是數(shù)字視頻交互的vDVI是由Intel開發(fā)的活動視頻圖像壓縮技術(shù)，盡管不是國際標準，但是由于應(yīng)用廣泛已成為了事實上的標準。多媒體專用芯片技術(shù)v數(shù)字多媒體信息的處理需要大量的、快速的運算。必須采用專

33、用芯片才能取得滿意效果。 多媒體專用芯片技術(shù)v固定功能的芯片近來許多專用芯片是遵照國際標準壓縮編碼制作的，包括符合國際壓縮編碼標準的音頻專用壓縮芯片、多功能視頻壓縮芯片，為多媒體信息處理提供足夠快的計算速度。多媒體專用芯片技術(shù)v可編程數(shù)字信號處理器由于采用多處理器并行技術(shù)，計算能力可望達到2BIPS，高檔的專用多媒體處理器芯片不僅大大提高了音視頻信號處理速度，而且在音頻、視頻數(shù)據(jù)編碼時增加了特技效果。v除專用處理器芯片外的芯片多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片的支持，如數(shù)/模（D/A）和模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器、音視頻芯片、彩色空間變換器及時鐘信號產(chǎn)生器等。多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫類型定義了數(shù)

34、值型、字符型、日期型、邏輯型和備注型等比較簡單的數(shù)據(jù)類型。多媒體數(shù)據(jù)的存在形式以及重要問題多媒體數(shù)據(jù)可以以原始的、描述性的和指示性的數(shù)據(jù)形式存儲在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)量特別大，描述媒體的屬性比較復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)性的數(shù)據(jù)，如音頻和視像等使得多媒體數(shù)據(jù)的檢索問題成為最大的技術(shù)難點。如果用面向?qū)ο蟮哪Ｐ蛠矶x多媒體數(shù)據(jù)，那么就能使用面向?qū)ο蟮恼Z言，如C+，或使用面向?qū)ο蟮腟QL來管理多媒體數(shù)據(jù)庫。大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)v磁存儲系列新型的大容量磁帶、磁盤和活動式硬盤，容量已有小到幾十兆（MB），大到幾百個千兆（GB）。v光存儲系列光存儲系列的光盤包括CD、CD-R、CD-RW、DVD等。新一代的DVD光存儲技術(shù)將采

35、用新型存儲方案，國外的最高水平可將信息存儲點減小到6納米。MO是磁光盤，一般它的容量為640M和1.3G，其優(yōu)點是可快速反復(fù)擦寫、方便攜帶、價格低廉。v網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器存儲使服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲技術(shù)逐漸從直接外掛存儲（DAS）、存儲域網(wǎng)絡(luò)（SAN）發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）。 多媒體通信v多媒體技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)寬帶的興起和普及，更加縮短了人與人之間的距離.v多媒體通信涉及多媒體文件傳遞、網(wǎng)絡(luò)音視頻會議、多媒體實時對話、多媒體信息檢索等各方面，多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)融入人們的日常工作和生活中。網(wǎng)絡(luò)音視頻會議：v指結(jié)合了文本、聽覺、視覺多種媒體形式，提供實時交互的功能，可用于雙方或多方參與的多媒體通信方式。如遠

36、程會議、遠程培訓(xùn)、遠程醫(yī)療、遠程貿(mào)易、遠程監(jiān)控和協(xié)同工作等方面。v網(wǎng)絡(luò)視頻會議中能將聲音、圖像、文本等多種信息從一個地方傳送到另一個地方，使分布在各地的參會者如同身臨其境。參會者既能了解各個分會場的會議情況，包括看到各會場、發(fā)言者、實物和資料，聽到同步傳遞過來的聲音，也能通過多媒體通信方式發(fā)表演說、出示資料、傳真文件或者使用網(wǎng)絡(luò)的共享電子白板。多媒體實時對話：v指利用TCP/IP協(xié)議，在實時連接基礎(chǔ)上進行語音通信的IP電話。v早期的IP電話是指利用Internet互聯(lián)網(wǎng)（IP網(wǎng)）實現(xiàn)PC機到PC機之間的通話，隨著IP網(wǎng)和公共電話網(wǎng)的結(jié)合，IP電話已經(jīng)發(fā)展成能實現(xiàn)PC機到普通電話、普通電話到普通

37、電話之間的通話。多媒體信息檢索：v是多媒體通信中最普遍的應(yīng)用，通過如百度h t t p : / / w w w . b a i d u . c o m 、 谷 歌http:/等許多搜索引擎來實現(xiàn)Internet互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)、文檔、新聞、圖像、影視、音樂、等各種信息的檢索。而廣播電視、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合產(chǎn)生了交互式電視，更加擴展了多媒體信息檢索的途徑。多媒體應(yīng)用程序已活躍在許多領(lǐng)域中v如多媒體信息管理系統(tǒng)、多媒體課件、電子出版物、多媒體查詢以及工業(yè)控制系統(tǒng)等。v多媒體應(yīng)用程序的使用形式：人機交互界面可由圖、文、聲、像等共同組成，使得交互信號直觀、明了。人機交互采用鼠標點擊、手寫、和觸摸

38、等方式，更簡化了交互過程。 多媒體基本元素-文字文字是用二進制符號編碼，占用的存儲空間最少v西文代碼采用的是美國標準信息交換碼。（ASCII碼）v中文代碼按輸入、保存和輸出分別編制輸入碼、內(nèi)碼和輸出碼。文字文本的基本形式包括無格式和有格式：v無格式文本（純文本文件擴展名為TXT ）所有文字的大小固定，且形式相同，不具備排版功能。v有格式文本（文件擴展名因應(yīng)用程序而異）文字可顯示為各種字體、尺寸及色彩，文本可進行編排。ASCII碼碼美國國家標準信息交換碼美國國家標準信息交換碼計算機中常用的計算機中常用的128個基本字符個基本字符十進制數(shù)字十進制數(shù)字 09 （10）26個英文大寫字母個英文大寫字母

39、26個英文小寫字母個英文小寫字母（52）各種運算符號（各種運算符號（+、*、）（34）各種標點符號各種標點符號 （32）在在ASCII碼中，每個字符用碼中，每個字符用7位二進制代碼表示位二進制代碼表示音頻(Audio)是指聲波、語音和音樂等各種音響v計算機的音頻處理技術(shù)聲音采集、無失真數(shù)字化、壓縮解壓縮及聲音播放。v什么是聲音采集：是通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，可將模擬音頻信號數(shù)字化。v與采樣所得的數(shù)字聲音質(zhì)量有關(guān)的參數(shù)：采樣分辨率：即采樣位數(shù)，是指表示瞬間聲波幅度值的二進制數(shù)的位數(shù)。常采用8位或16位二進制數(shù)進行編碼，國際標準的語音采用8位二進制位編碼。采樣位數(shù)越多，分辨率越高，失真度越小，錄制

40、和回放的聲音就越真實。采樣速率：即采樣頻率，必須高于最高模擬音頻信號的2倍以上。如22.05KHz、44.1KHz、48KHz，采樣速率越高，音質(zhì)越真實，采樣頻率決定音質(zhì)清晰、悅耳、噪音的程度。數(shù)字音頻文件格式有:v波形文件 (WAV)中包含了模擬聲音的采樣數(shù)據(jù)。v樂器數(shù)字接口MIDI (mid、rmi)(Music Instruments Digital Interface)是各種電子樂器之間或電子樂器與電腦之間的統(tǒng)一交流協(xié)議?；蚶斫鉃殡娮雍铣善?、電腦音樂的統(tǒng)稱，包括協(xié)議、設(shè)備等等相關(guān)的含義。MIDI文件是以一系列指令來表示聲音的，這些指令能使合成音樂芯片表達出語音或演奏出樂曲。v壓縮音頻文

41、件(如MP2、MP3、MP4)是按一定方式壓縮而成，可降低原有文件的存儲空間，更加便于存儲和傳遞。播放時需要有解壓縮功能的播放器。靜態(tài)位圖（Bitmap）適用于圖像的處理v位圖的基本數(shù)據(jù)單位是像素由空間上離散且具有不同顏色和亮度的像素組成。16色位圖是用4個bit表示像素的。若用8個bit 可表示256種顏色（即28256）、24bit 位圖就可顯示具有1600多萬種顏色的真彩效果。組成位圖圖像的像素越多或表示每個像素的位數(shù)越多，則分辨率越高，圖像質(zhì)量越好，數(shù)據(jù)量越大。v位圖圖像文件的特點數(shù)據(jù)量比較大，且圖像質(zhì)量與分辨率有關(guān)。v位圖文件的常用格式：有BMP、DIB、TIF、GIF、JPEG、P

42、NG等。靜態(tài)矢量圖（Vector Graphic）適用于圖形處理v矢量圖的基本數(shù)據(jù)單位是幾何圖形如直線、曲線、圓或曲面等，是通過算法得到的。v矢量圖文件保存的內(nèi)容是一組描述點、線、面等幾何圖形的大小、形狀、及其位置、維數(shù)以及其他屬性的指令集合。通過讀取指令可將其轉(zhuǎn)換為輸出設(shè)備上顯示的圖形。v矢量圖文件的特點數(shù)據(jù)量比較小，圖形清晰度與顯示分辨率無關(guān)，但是計算圖形需要花費一定的時間。v矢量圖文件的常用格式有DxF、PIF、SLD、DRW、PHIGS、GKS、IGS等。動態(tài)視覺媒體動畫v動畫由人工或計算機生成的圖形序列構(gòu)成。v幀動畫由圖形或畫像序列構(gòu)成，序列中的每幅圖像稱為一個“幀”。二維動畫和三維

43、動畫的設(shè)計v二維動畫設(shè)計時只涉及平面v三維動畫圖像設(shè)計較具有真實感，如果注入真實色彩，效果將顯得更加逼真。v常見的動畫文件格式有：MOV、SWF等。動態(tài)視覺媒體影像視頻（Video）v是指每幀圖像為實時獲取的自然景物圖像v影像視頻有模擬和數(shù)碼兩種形式：傳統(tǒng)的視頻信號是模擬形式的計算機視頻是基于數(shù)字信號的v計算機具有實時處理視頻圖像的的前提：必須要安裝相匹配的多媒體硬件和軟件。v常見的視頻文件格式有：AVI、RM、RMVB等。影像視頻播放的幀速標準 v表6.1 常見媒體的播放幀速v媒 體幀速v數(shù) 碼15幀或16幀秒v電 影24幀秒vNTSC制 式 電 視30幀秒vPAL制 式25幀秒v計算機視頻

44、所產(chǎn)生的信號量很大，運動圖像每秒鐘的數(shù)據(jù)量=幀速單幀數(shù)據(jù)量。v如果一幅圖像的數(shù)據(jù)量為1MB，幀速為25幀秒，那么1秒鐘的視頻數(shù)據(jù)量為25MB。多媒體設(shè)備 v多媒體計算機基本設(shè)備在相關(guān)部件設(shè)計中突出了多媒體處理能力。v多媒體計算機附加設(shè)備多種多媒體功能卡（音頻/視頻卡、圖形卡、壓縮解壓縮卡、網(wǎng)絡(luò)卡、MIDI卡、調(diào)制解調(diào)卡）數(shù)字音頻/視頻輸入設(shè)備（數(shù)字照相機、數(shù)字攝像機、掃描儀、CD-ROM、DVD-ROM、可讀寫光盤驅(qū)動器等）模擬視頻輸入設(shè)備（錄像機、傳真機等）模擬音頻輸入輸出設(shè)備（話筒、激光唱盤、音響等）交互界面設(shè)備（鍵盤、鼠標、觸摸屏）網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備聲卡(音頻卡)是聲音處理和轉(zhuǎn)換的設(shè)備聲卡的

45、主要功能v錄制與播放：通過接在聲卡上的話筒錄制聲音，并以文件形式保存在計算機中，隨時可打開聲音文件進行播放。v編輯與合成處理：可以對聲音文件進行增加、刪除、合成、混合或特技效果處理，如：加速、減速、添加回音、倒放、淡入/淡出，往返及兩個聲道交叉放音等。1.設(shè)備連接：包括外部數(shù)字接收器、盒式錄音機、CD播放器、合成器音箱、游戲操縱盤等設(shè)備的連接。聲卡的性能決定了聲音采集的質(zhì)量，主要取決于v采樣分辨率：即采樣位數(shù)，有8、16、24、32位。16位較流行。采樣位數(shù)越大，分辨率越高，失真度越小，聲音越真實。v采樣速率：主流聲卡分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個等級, 采樣速率越高，音

46、質(zhì)越真實。采樣分辨率和采樣速率決定音頻卡的音質(zhì)清晰、悅耳、噪音的程度。v聲道數(shù)：有單聲道、雙聲道和多聲道等。常見的有8位單聲道、8位立體聲、16位立體聲、多通道16位立體聲、多通道24位立體聲(DVD音頻標準)。圖形顯示卡是控制計算機圖形輸出的設(shè)備主要功能v提供圖形函數(shù)的快速計算，提高顯示速度。v擁有顯存，用來存儲顯示芯片所處理的數(shù)據(jù)信息。v能進行圖案上色、顏色填充。1.支持光標、參數(shù)控制以及存儲器和I/O接口的增強特性。視頻卡是多媒體計算機中附加的處理圖像適配器v它工作在模擬視頻和數(shù)字視頻之間，能實現(xiàn)動態(tài)映像在計算機和模擬視頻設(shè)備之間的信號轉(zhuǎn)換和聯(lián)合工作。CD-ROM是指光盤及其驅(qū)動器vCD

47、-ROM驅(qū)動器的功能有收回托盤、彈出托盤、播放、停止以及音量控制等功能。用來讀出CD光盤數(shù)據(jù)，播放CD音樂或VCD影碟片。v按CDROM驅(qū)動器的傳輸速度可分為：32倍速、48倍速、52倍速等（數(shù)據(jù)傳輸率以150KB/S為一倍速）。光盤刻錄機是可寫入光盤的驅(qū)動器CD-RW表示光盤刻錄機，其作用：v可將數(shù)據(jù)刻錄在光盤上，可用來制作備份數(shù)據(jù)、制作電子相冊、制作CD和VCD等。vCD-RW同樣可讀取CD-ROM光盤。v較好的CD-RW還具有自排檔技術(shù)和智能變速功能能確保最佳的讀盤效果使播放影片時進退自如、反應(yīng)靈敏，并兼容各類MPEG2卡和軟件MPEG解壓。CD刻錄機和盤片分為2種：vCD-R（CD-R

48、ecordable）CD-R光盤可以一次性寫入，多次讀出。CD-R的數(shù)據(jù)格式和CD-ROM相同，普通CD-ROM驅(qū)動器和CD機都可以讀出CD-R所寫的盤片。vCD-RW（CD-ReWriteable）。CD-RW盤片可以重復(fù)寫入，由于CD-RW盤片的反射率較低，因此讀取也需要有大功率，20速以上的CD-ROM驅(qū)動器都能讀取CD-RW盤片。目前，只寫CD-R盤片的CD-R驅(qū)動器已被淘汰，新產(chǎn)品都是CD-RW刻錄機，可以寫CD-R和CD-RW兩種盤片DVDDVD是數(shù)字通用光盤是數(shù)字通用光盤Digital Versatile DiscDigital Versatile DiscvDVD-ROM是讀盤

49、能力很強的大容量高速光盤驅(qū)動器。vDVD-ROM集計算機技術(shù)、光學(xué)記錄技術(shù)和影視技術(shù)等為一體，采用了影視MPEG-2壓縮技術(shù)，可提供高清晰和高質(zhì)量的畫面，v運用了AC-3杜比數(shù)字環(huán)繞立體聲技術(shù)，主要用于播放多媒體軟件和影視節(jié)目。v由于DVD采用雙光頭和雙透鏡相互切換的機制，垂直擺放使用也無任何影響。DVD-ROM的主要功能v可讀取多種光盤。v支持每一張光盤上可放置多個節(jié)目。v支持多聲軌光盤，例如，可放置多種語言。v支持多種文字字幕。 v支持父母鎖定控制。v多角度觀賞選擇。v版權(quán)保護。v提供4:3或16:9的高品質(zhì)視頻圖像，并能配以多通道伴音。 v要實現(xiàn)DVD-ROM的這些功能，必須將所有數(shù)據(jù)按

50、一定的格式存放在DVD光盤上，必須用DVD播放機才能讀出這些數(shù)據(jù)，播放出高品質(zhì)的畫面和優(yōu)美動聽的音樂。視頻攝像頭是可視化的必備設(shè)備數(shù)碼攝像頭采用USB接口，安裝方便，數(shù)據(jù)傳輸非常迅速，足以保證視頻信號的需要。v目前選購數(shù)碼攝像頭的像素數(shù)都應(yīng)在30萬以上，基本上是最高解析度在640480像素以上的產(chǎn)品。v數(shù)碼攝像頭的分類：CCD成像效果好，但價格也較貴。CMOS價格低，反應(yīng)速度快，耗能低。圖6.5 攝像頭掃描儀v掃描儀是附加在計算機上的圖像錄入設(shè)備。內(nèi)部有一套光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以將把各種圖片信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，傳送并保存為計算機文件。如果配上文字識別軟件（如OCR），可以對用掃描儀錄入的各種文稿轉(zhuǎn)

51、換成可編輯的文字。v掃描儀有多種類型。按掃描原理可分為平板式、手持式和滾筒式掃描儀，按操作方式可分為手持式、臺式和滾筒式掃描儀，按色彩方式可分為灰度和彩色掃描儀，按掃描圖稿的介質(zhì)可分為反射式、透射式和多用途掃描儀。其中平板式掃描儀是市場主流產(chǎn)品。多媒體應(yīng)用v 多媒體應(yīng)用的卓越成效已經(jīng)深入人心，應(yīng)用范圍也將進一步擴大，大有含蓋所有領(lǐng)域之勢，具體所采用的形式因不同的領(lǐng)域而異。文字和數(shù)字處理快速便利的計算機文字和數(shù)字處理已大規(guī)模替代了手工作業(yè)v計算機文字處理幾乎包羅了各個層次的正規(guī)文件，例如批文、公函、合同、報刊、廣告和書籍等。非正規(guī)文件如書信、文稿、名片等。v計算機數(shù)字處理不僅用于尖端科學(xué)的計算，更廣泛地應(yīng)用于企業(yè)、商業(yè)、金融、交通、氣象等各行各業(yè)的管理和業(yè)務(wù)往來中。有聲信息已經(jīng)廣泛地用于宣傳、廣告、檔案、演講