串讲7多媒体基础知识、分布式数据库.doc

串讲七 多媒体基础知识、网络与数据库（一）、多媒体基础知识多媒体技术知识点主要在上午试题中出现。这一章内容相对来说比较简单，关键在于概念和原理的理解，请大家注意。一、图形和图像（1）基本原理： 亮度、色调和饱和度亮度：表示光的明亮程度，它与被观察物体的发光强度和人类视觉系统的视敏功能有关。色调：反映的是颜色的种类，是决定颜色的基本特性。饱和度：指颜色的纯度，即掺入白光的程度，或者说是颜色的深浅程度。色调和饱和度通称为色度。 彩色空间在多媒体技术中，用得最多的是RGB彩色空间表示。而一般在彩色电视系统中，采用的是YUV彩色空间。另外，还有CIE XYZ、CIE LAB、CCIR601-2YCbCr彩色空间等。 图形图像文件图形是指用计算机绘制工具绘制的画面，包括直线、曲线，圆/圆弧，方框等成分。图形一般按各个成分的参数形式存储，可以对各个成分进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换，可以在绘图仪上将各个成分输出。图像是由输入设备捕捉的实际场景或以数字化形式存储的任意画面。图像可以用位图或矢量图形式存储。 位图也叫黑白图象，它是按图像点阵形式存储各像素的颜色编码或灰度级。位图适于表现含有大量细节的画面，并可直接、快速地显示或印出。其存储量大，一般需要压缩存储。 矢量图它用一组指令或参数来描述其中的各个成分，易于对各个成分进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换。矢量图适于描述由多种比较规则的图形元素构成的图形，但输出图像画面时将转换成位图形式。（2）图形图像的主要指标图形图像的主要指标有分辨率、色彩数、图形灰度。分辨率有屏幕分辨率和输出分辨率。前者用每英寸行数和列数表示，后者是以每英寸的像点数表示。图形图像的色彩数和灰度级则是用位来表示。其中真彩是24位。 （3）图形和图像文件格式： BMP：PC机上最常见的位图格式，尤其在Windows系统中使用特别广泛。 GIF：主要用于在不同平台上进行图像交换，是经过压缩的图形格式。GIF文件最大64MB，颜色数最多256色。 JPEG：文件压缩比较高，文件比较小。虽然它采用的是有损压缩算法，但对图形图像的损失影响并非很大。其色彩数最高可达到24位。 TIF：有压缩和非压缩两大类，是许多图像应用软件所支持的主要文件格式之一，其最高支持的色彩数可达16M。 PSD：Photoshop中的标准文件格式，专门为Photoshop而优化。 CDR：CorelDraw的文件格式。二、音频（1）基本概念模拟录音方式直接记录音频信号的波形，重放时用磁头拾取信号。数字声音是一个数据序列，是一种采样的声音，它是由模拟声音经采样、量化和编码后得到的。采样：将时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的信号。采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍。语音信号的采样频率为8kHz，音乐信号的采样频率应在40kHz以上。量化：把在幅度上连续取值的每一个样本转换为离散值表示，也成为A/D转换（模数转换）。量化后的样本是采用二进制数来表示，二进制数数位数的多少反映了量度声音波形幅度的精度，称为量化精度，也称为为量化分辨率。编码：选择某一种或者几种方法对它进行数据压缩，以减少数据量，再按照某种规定的格式将数据组织成为文件，便于计算机存储、处理和传输。在对音频数据进行压缩时，需要从语音质量、数据率和计算量3个方面来加以考虑。语音压缩编码从压缩方法来看，可分为3类。 波形编码：有脉冲编码调制（PCM）、自适应差分脉冲编码（ADPCM）和子带编码（SBC）。采用这种编码可获得高质量语音，而且通用性强，但压缩比低。 参数编码：有线性预测编码（LPC）和声码器。该方法的压缩比低，但质量又不高。 混合编码：综合前面两种方法的编码方法。既能达到高的压缩比，又能保证一定的质量。（2）波形声音未经压缩的数字音频的数据传输率如下计算：数据传输率(b/s)采样频率(Hz)量化位数(b)声道数波形声音经过数字化后所占用的存储空间如下计算： 声音信号数据量数据传输率持续时间/8(B) 大家请将326页例6.1看一下，我会讲解这道题。（3）语音、语言和音乐合成语音合成从合成采用的技术来讲可分为： 发音参数合成 声道模型参数合成 波形编辑合成如果从合成策略上又可分为： 频谱逼近 波形逼近实现计算机语音输出有两种方法：一.录音/重放；二.文-语转换；语言合成目前和仅处于文字到语音转换的层次上。文-语转换（TTS）是一种智能型的语音合成，需要建立语音参数数据库、发音规则库等。 音乐合成技术有两种：调频（FM）合成和波形表（Wave Table）合成（4）常见音频格式：名称扩展名特点缺点WAVEWAV完整记录声音的波形，不使用压缩文件太大MODMOD、ST3、XT、S3M、FAR和669等文件中不仅存放了乐谱，还存放了乐曲使用的各种音色样本。回放效果明确，音色种类永无止境。低音效果差MPEG-3MP3目前最流行的格式，压缩较大。有损压缩，音质不完美Real AudioRA压缩比高，失真度小有损压缩，音质并不好Create Musical FormatCMFCreative公司专用音乐格式。兼容性差CD AudioCDA唱片采用格式，记录的是波形流无法编辑、文件太大MIDIMID音乐工业的数据标准不能记录语音三、图像：（对 一 的深入讲解）（1）基本概念 分辨率：（1）显示分辨率指显示屏上能够显示出的象素数目。数目越多图像质量越好。（2）图像(显示)分辨率指组成一副图像的象素密度，用每英寸多少点(dpi)来表示图像的大小。分辨率越高图像越清晰。显示分辨率和图像分辨率的关系：（1）图像(显示)分辨率显示分辨率时，屏幕上只能显示部分图像（2）图像(显示)分辨率显示分辨率时，图像只占屏幕一部分。 图像深度：指存储每个象素所用的位数，也用于量度图像的色彩分辨率。如一副图像的图像深度为b位，则该图像的最多颜色数或灰度级为2b种。 真彩色：真彩色指组成一副彩色图像的每个象素值中，有R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色成为真彩色。 伪彩色：为了减少彩色图形的存储空间，在生成图像时，可对图像中的不同色彩进行采样，产生彩色查找表图像中每个象素的颜色是把象素值作为地址索引，以便在彩色查找表中查找这个象素的实际R、G、B分量。（2）图像的压缩编码：图像数据量估算：图像数据量图像的总象素图像深度/8（B）其中图像的总象素是图像的水平象素乘以垂直象素。例如，640480的256色图像，大小为：6404808/8300KB数据压缩分为两类：一类是无损压缩，另一类是有损压缩。 无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可以保证在数据的压缩和还原过程中图像信息没有损耗或失真。图像还原时可完全恢复。例如： 行程长度编码：某些图像往往有许多颜色相同的块，这时就不需要存储每一个象素的颜色值，而仅仅存储每一个象素值以及具有相同颜色的象素数目。具有同一颜色的连续象素的数目成为行程长度。 增量调制编码：在比较大的范围内，自然图像往往有颜色虽不完全一致，但变化不大的特点。除了轮廓特别明显的地方以外，大部分区域都具有这种特点。增量调制编码就是利用图像相邻象素值的相关性来压缩每个象素值的位数，以达到减少存储容量的目的。 霍夫曼编码：大多数图常常包含单色的大面积图块，而且某些颜色比其它颜色出现的更频繁。霍夫曼编码先对图像数据扫描一遍，计算出各种象素出现的概率，按概率的大小指定不同长度的唯一编码码字，由此得到一张图像的霍夫曼表。编码后的图像数据记录的是每个象素的码字。四、视频：（1）数字视频标准： 采样频率：电视图像采样标准为13.5MHz 分辨率：对于PAL和SECAM制式的亮度信号，每一扫描行采集864个样本点。对于NTSC制式的亮度信号，每一扫描行采集858个样本点。每一扫描行的有效样本点数均为720个。 数据量：规定每个样本都按8位数字化，即有256个等级。但实际上亮度信号占220级，色度信号占225级，其他位作同步和编码等控制使用。（2）视频压缩编码基本概念： 无损压缩与有损压缩：类似于静态图像的相关概念。 帧内和帧间压缩：帧内压缩称为空间压缩，当压缩一帧视频时，仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息。帧间压缩也称为时间压缩，它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩，即利用两帧之间信息变化很小的特点进行压缩。 对称和不对称编码：对称编码意味着压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间。对称算法适合实时压缩和传送视频。而不对称编码意味着压缩时需要花费大量的处理能力和时间，而解压缩时则能较好的实时回放，即以不同的速度进行压缩和解压缩。一般来说，压缩比解压缩时间要多得多。例题1：MPEG-I编码器输出视频的数据率大约为_C_。PAL制式下其图像亮度信号的分辨率为_A_，帧速为_B_。 （多媒体）(44)A128Kb/sB320Kb/sC1.5Mb/sD15Mb/s(45)A352288B576352C720576D1024720(46)A16帧/秒B25帧/秒C30帧/秒D50帧/秒例题2：在多媒体的音频处理中，由于人所敏感的声频最高为A赫兹（Hz），因此数字音频文件对音频的采样频率为B赫兹（Hz）。对一个双声道的立体声，保持1秒钟声音，其波形文件所需的字节数为C，这里假设每个采样点的量化位数为8位。MIDI文件是最常用的数字音频文件之一，MIDI是一种D，它是该领域国际上的一个E。 A： 50 10k 22k 44kB： 44.1k 20.05k 10k 88k C： 22050 88200 176400 44100 D： 语音数字接口 乐器数字接口 语音模拟接口 乐器模拟接口 E： 控制方式管理规范 通信标准 输入格式在音频处理中，采样频率是决定音频质量的一个重要因素，它决定了频率响应范围。对声音进行采样的三种标准以及采样频率分别为：语音效果（11kHz）、音乐效果（22kHz）、高保真效果（44.1kHz），目前声卡的最高采样率为44.1KHz。另外，一般人的听觉带宽为20Hz20kHz，人敏感的声频最高为22kHz。信号编码的位数是决定音频质量的另一个重要因素，它决定数字采样的可用动态范围和信噪比。16位声卡的采样位数就是16。声音文件的存储量等于采样频率采样位数声道数。如本题所求波形文件的字节数计算公式如下：44.1kHz8bit21秒=705.6Mbit/8=88.2MB=88200Byte答案A： B： C： D： E：例题3：多媒体应用需要对庞大的数据进行压缩，常见的压缩编码方法可分为两大类，一类是无损压缩法，另一类是有损压缩法，也称_(47)_。_(48)_属于无损压缩法。 (47) A. 熵编码B. 熵压缩法C. MPEG压缩法D. JPEG压缩法(48) A. MPEG压缩D.子带编码C. Huffman编码D. 模型编码 若每个像素具有 8 位的颜色深度，则可表示_(49)_种不同的颜色，若某个图像具有 640480 个像素点，其未压缩的原始数据需占用_(50)_字节的存储空间。 (49) A. 8B. 128C. 256D. 512(50) A. 1024B. 19200C. 38400D. 307200 声音的三要素为音调、音强和音色，其中音色是由混入基音的_(51)_决定的。若对声音以 22.05kHZ 的采样频率、8 位采样深度进行采样，则 10 分钟双声道立体声的存储量为_(52)_字节。 (51) A. 响度B. 泛音C. 高音D. 波形声音(52) A. 26460000B. 441000C. 216000000D. 108000000（二）、网络与数据库网络与数据库这部分的知识点主要出现在上午试题中，也有可能会在下午试题中出现，并且涉及到程序的编制。这部分包含三部分的内容：分布式数据库、Web与数据库和XML与数据库。其中我们主要讲前两部分。1、分布式数据库（1）分布式数据库的两个特点 ： 分布性 逻辑整体性（逻辑相关） （2）分布式数据库的参考体系结构：分布式数据库中与结点无关的模式（Site Independent Schema）(a) 全局模式（Global Schema）全局模式定义分布数据库中包含的所有的数据。用户通过全局模式使用分布式数据库，就好象数据库完全不是分布式的。它可用集中式数据库的方法定义（设计）。(b) 片段模式（Fragmentation Schema）在分布式数据库中，数据有多个拷贝驻留在不同的结点上。一般地，不会将全部数据都驻留在各个结点上，也不会将一个关系的所有数据分别驻留在不同的结点上，而是将一个全局关系划分成互不重叠的部分，称为片段（Fragments），以这些片段为单位分别驻留在各个结点上。片段模式定义这种片段。(c)分配模式（Allocation Schema）:片段的全局关系的逻辑划分，它可以被具体的分配到网络的一个或几个结点上。分配模式定义哪个片段被指定给（分配到）哪个或哪几个结点上，即片段(Fragment)到结点(Site)的映射。（3）数据分布的策略1) 分布透明性（Distribution Transparency） 数据库系统的一个重要目标是获得数据独立性。集中式数据库系统提供两种数据独立性：逻辑数据独立性和物理数据独立性。在分布式数据库系统中数据独立性称为分布透明性。参考模型中数据片段概念与数据分配概念的分离带来两种层次的分布透明性： 片段透明性（Fragmention Transparrency） 地点透明性（Location Transparency） 片段透明性是高层透明性。用户或应用程序在全局关系上工作，不必关心要访问的数据实际在哪个片段上。片段模式的改变不会影响用户的使用和引起应用程序的改变。 地点透明性是一种低层透明性。用户和应用程序工作在片段，但是用户并不需要知道片段是驻留在本地结点，还是驻留在远程结点。分配模式的改变（片段在网络结点间的移动）不会影响用户的使用和引起应用程序的改变。2）数据分片（如上一节介绍） （4）分布式数据库管理系统 分布式数据管理系统D-DBMS是建立管理和维护分布式数据库的一组软件。它由四部分组成：1）LDBMS。局部本地的数据库管理系统。其功能是建立和管理局部数据库，提供场地自治能力，执行局部应用及全局查询的子查询。2）GDBMS。全局数据库管理系统。主要功能是提供分布式透明性，协调全局事务的执行，协调各局部DBMSDBMS以完成全局应用，保证数据库的全局一致性，执行并发控制，实现更新同步，提供全局恢复功能。3）GDD。全局数据字典。存放全局概念模式、分片模式、分布模式的定义以及各模式之间映像的定义，存放有关用户存取权限的定义，以保证全局用户的合法权限和数据库的安全性，存放数据完整性约束条件的定义，其功能与集中式数据库的数据字典类似。4）CM。通信管理。在分布式数据库各场地之间传送消息和数据，完成通信功能。 （5）分布事务管理分布式事务的特性：同集中式数据库中的事务一样： (ACID)原子性、一致性、隔离性、持久性另外，它还有几个不同于数据库中的事务的特性：1）执行特性：分布式事务执行时被分解成多个子事务，因此每一个分布式事务必须创建一个控制进程，以协调各子事务的操作，协调数据及控制报文的收发，决定事务的提交与夭折2）操作特性：分布式事务必须加入大量的通信原语，负责控制进程和代理进程之间的数据传送，以及代理进程之间的数据传送。3）控制报文：分布式数据库系统除了要对数据进行存取外，还要对各子事务的操作进行协调，这样就有了大量的控制报文需要在网上传输。（6）分布式事务故障分布式数据库恢复原则恢复应遵循的原则如下：1）孤立和逐步推出事务的原则：对于不影响其它事务的可排除性局部故障，应令某个事务孤立地和逐步地退出，执行UNDO操作。2）成功结束事务原则：当故障发生时，应REDO所有完成的事务。3）夭折事务的原则：对于非局部性的不可排除的故障，应该利用数据库的备份来恢复，或者按反向顺序操作，对启动以来所做过的一切修改进行复原。两阶段提交协议：两阶段提交协议（2PC）保证了分布式事务提交的原子性，实现快速故障恢复，提高分布式数据库系统的可靠性。二阶段提交协议l 和三阶段提交协议（理解）2、Web与数据库 关键掌握ASP中与各种数据库的连接：用ASP连接DBF、DBC、MDB、Excel、SQL Server型数据库的方法：1）ASP的对象存取数据库方法在ASP中，用来存取数据库的对象统称ADO（Active Data Objects），主要含有三种对象：Connection、Recordset 、CommandConnection：负责打开或连接数据Recordset：负责存取数据表Command：负责对数据库执行行动查询命令2）连接各数据库的驱动程序 连接各数据库可以使用驱动程序，也可以使用数据源。ODBC链接适合数据库类型链接方式accessDriver=microsoft access driver(*.mdb);dbq=*.mdb;uid=admin;pwd=pass;dBase Driver=microsoft dbase driver(*.dbf);driverid=277;dbq=-;Oracle Driver=microsoft odbc for oracle;server=oraclesever.world;uid=admin;pwd=pass;MSSQL serverDriver=sql server;server=servername;database=dbname;uid=sa;pwd=pass;MS text Driver=microsoft text driver(*.txt; *.csv);dbq=-;extensions=asc,csv,tab,txt;Persist SecurityInfo=false;Visual FoxproDriver=microsoft Visual Foxpro driver;sourcetype=DBC;sourceDB=*.dbc;Exclusive=No