【毕业学位论文】(Word原稿)ID3 navigation database design 将MP3索引文件和路径文件组织起来-软件工程

要： 在使用 的播放器或者 的播放器 我们知道 ，在播放影音文件时都必须首先“告诉”播放器我们要播放那一个 文件 , 通常我们会把要播放的 件名告诉播放器 ,然后播放器再根据我们所提供的文件名 去 到相应的目录中去搜索 , 读取文件并进行播放 , 那 么播放器是通过什么 方式来 知道 她 读 取文件的文件路径呢 ？播放器可以通过我们所提供的文件 名在相应的索引文件中 来找到要播放的 件 的路径 。为了满足用户的不同需求，我们可能 要将这些文件按 歌曲名 ) , 辑名）、 唱者）、派） , 年号 ) 进行分类。例如 :歌曲一生有你当按专辑分时它属于专辑 一生有你，按演唱者分它又属于 “ 水木年华 ” 组合。而事实上我们的 行分类的文件，也就是说我们从“水木年华” 组合所唱的歌曲中可以找到歌曲一生有你、同样也可以在“一生有你 ” 专辑中看到歌曲一生有你。现在的 性 名命名的 索引 文件中存储 属性 分类 文件 的 。 但是用户在向 贝 不会主动地去把 那么 必须依据一定的文件信息自动地把 件按属性分类添加到各个索引文件中去 , 然后再把索引文件的内容显示给用户 , 当用户选择索引文件中的某条记录后 , 程序会自动在相应的索引文件中搜索此记录 , 然后依据索引文件与路径文件的映射关系来查找此记录所对应的 件的路径 , 通过查找返回的路径 , 播放器就可以播放用户选择的 曲了 . 本文采 用 索引文件和路径文件组织起来 , 依据 件中存放的 息对 件进行分类并将文件索引存储在 为 户使用 件提供更加方便 , 快捷的服务 . 关键字： 索引文件 、 路径文件 , 算法 C we we to to be we of so to to to of in we To we by if it by it ,if it by it In we MP of In we of be is to p3 to of by MP P3 P3 to to of to it be on MP of to a of be in on of of to P3 to on P3 be D3 D3 P3 of in D3 MP P3 of 1 章 绪论 随着世界数码化进程的加快我们身边精致的数码玩具也在不断更新，从像素不断提升的数码相机到功能不断出新的手机，无不体现了现代科技的精致与完美。其中， 为数码产品的先驱相信大家应该很熟悉，由于网上 今已是最流行，普及率也最高的数码产品了。在 对视觉、听觉上的全面享受的渴求直接导致了今天 诞生。 自前年法国爱可视公司推出收款产品以来， 一直被看成是 域的升级产品，现了 “ 随身听 ” 到 “ 随身看 ” 的升级，将终结 代。当法国爱可视公司的 003年首次进入中国的时候，中国的 此举将 人们开始熟悉这一概念，并且还促使了中国 是数码市场上显示， 售依然热卖，而 颇得冷清。主因是 市场仍在 “ 培育期 ” ，目前最主要的问题是价格仍然很贵，普及起来是有一定难度。而且目前为 源网站相当，但是网站内容建设混乱、影片品质良莠不齐、收费机制不健全等直接影响到 据业内人士分析，随着 成本问题将很快得到解决，价格瓶颈有望被打破，加上宽带网络的进一步普及、规范， 告显示 ,由于存储介质硬盘与闪存等零部件价格的不断下滑及 端制造厂商数目的不断增多，竞争加剧， 2007年全球 50美元左右，这将引发 球市场的起飞 . 如今微星公司正在研发自己的下一代 品，凭借其卓越的技术和更加人性化的设计 一定 会在竞争激烈的 。 要在 竞争 激烈 的数码市场中赢得胜利 ，就需要不断对产品进行技术改进使其在同类产品中突显 出自身 的优势。 随着世界数码化进程的加快 , 成为我们身边不可缺少的 电子 娱乐 产品 . 但由于存放在 的 曲的格式标准里并没有特别定义保存曲目相关信息的结构，使得用户在对 本课题的研究内容就是针对以上问题提出的一种解决方案 . 目背景介绍 介 观察目前消费性电子（ 展， 身听凭借技术成熟、平民价格（现在 256要 300元不到）等优势，因此在 且不论是 复播放、词曲同步及录音等多元化方针，或者是 幕、蓝牙（ 设计的集成，都让 身听更加如虎添翼。然而，随着出货量的与日剧增， 身听未来势必会遇到市场饱和、毛 利下降等问题，而且只能用于听音乐，还未将影像部分纳入其中，使得 上型多媒体播放器）概念应运而生。 念 是 名思义， 放器是一个能够播放 可以叫做 人视频播放器）也可以叫做 携式媒体播放器）。现在对 然不少厂商都将它定义为多媒体影音播放器，但它除了听看电 影的基本功能外还支持音乐播放、浏览图片，甚至部分产品还可以上网。但为了强调便携的特征，我们在这里所讨论的 放视频为准则，它们可以通过 394 端口传输文件，很方便地将视频文件下载到设备中进行播放，而且应当自带 满足随时播放视频的需要。 优点很多，它能够直接播放高品质视频、音频，也可以浏览图片以及作为移动硬盘、数字银行使用；更有产品还具备一些十分新颖、实用的功能，例如爱可视 可以将来自 视等设备的信号以 基超威力即将推出的 放器支持 以在无线环境普及后发挥出更多作用。而且现在我们所见的到 多数都带有视频转制等专业的视频功能，并具备非常齐全的视频输入 /输出端口，因此它们携带的视频文件能够在很多场合中播放，尽管这对一些仅在旅行途中使用播放器的用户没有更多的实际意义，但对于一些经常做视频演示的用户则十分有用，因为 构和硬件组成 构 : 合 般 要负责视频解码和编码；而 取，以及使用接口、周边组件的掌控等事务。另外，某些功能模块还要增加特殊的芯片，例如 本都具有处理器，液晶显示屏， 存储设备三大基本原件。这三件也直接影响了我们对 面就 一一 介绍： 硬件组成 : 从原理上说， 是从硬件性能来说，两者相差甚远，主要是因为视频播放功能， 要求 高的处理能力，而且要有一定的系统内存， 码器开发者就使用主频为 400见 求芯片具有很高的计算性能，很多 丽的操作界面也会消耗不少的系统资源， 仅仅是视频数据和图像数据的处理器，现在的 实现形形式式的功能，例如，数码伴侣，视频采集， 所以 要集成多方面的功能。 处理器 ： 要强大处理 器作为 仅要内建视频编 /译码芯片，做为模拟与数字两种信号间转换之用。另外，用来接视频译码器与 及 示器的驱动电路等等，最主要的是对 解码和播放。 由于 心芯片的制作，工艺水平要求过高，所以一般的 商都无能为力，这些核心一般由有传统芯片大家制作，如 ，甚至 推出了 用处理芯片 阶段 完整软硬件方案。其中， 移动娱乐设备的芯片巨头，而 式平台的芯片巨头，由于 步早，所以现在大多是 是采用 芯片方案占领绝大部分的市场分额 。 液晶显示屏 ：液晶显示器主要考虑三个重点因素，分别是色彩表现力和液晶屏尺寸及分辨率。 存储设备： 日前， 用微硬盘 (如 闪存卡 (如 储影音文件，由于 频文件比 频文件体积要大得多，虽然闪存卡在防震上有优势，但容量有限，即使插上扩展卡也只有 1G，只能放两部 ，这样也使二次投入大大增加，微硬盘式容量动辄几十 G，可存储几十甚至上百部电影，拉开了和 防震方面也基本达到我们要求，不过一般发热、耗电较大。 件格式介绍 成的，帧是 全称应为 频文件， 汉语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准， 准中的声音部分，也叫 根据压缩质量和编码复 杂程度划分为三层，即 分别对应 三种声音文件，并根据不同的用途，使用不同层次的编码。 频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高， 压缩率分别为 4:1 和6:1，而 压缩率则高达 10:1，也就是说，一分钟 质的音乐，未经压缩需要 10经过 缩编码后只有 1右。不过 音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度， 取了“感官编码技术 ”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的 件，并使压缩后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。 件结构 件大体分为三部分： 如下图所示： 图 念 息指的是包含在 乐文件中的其它相关信息，包括歌曲（音乐）名称、演唱（奏）者，专辑名称等信息。 , 目前使用的主 要是 种格式 . 绍 一种信息格式，它存放在 件的末尾，用 16 进制的编辑器打开一个看其末尾的 128个顺序存放字节，数据结构定义如下： 标签头必须是 则认为没有标签 , 0 标题 , 0 作者 , 0 专集 , 出品年代 , 0 备注 , 类型 . 图 有任何标识将其分开，比如 标题信息不足 30个字节，则使用 0补足，否则将造成信息错误。 分 对照表如下： 0= 1= 含了作者，作曲，专辑等信息，长度不固定，扩展了 信息量。 系列的帧，个数由文件大小和帧长决定 每个 长度可能不固定，也可能 固定，由位率 定 每个 分为帧头和数据实体两部分 帧头记录了 位率，采样率，版本等信息，每个帧之间相互独立 含了作者，作曲，专辑等信息，长度为 128 0 0 0 0 = 3= 4= 5= 6= 绍 现在一共有 4个版本，但流行的播放软件一般只支持第 3 版，既 于 录在 只好记录在 件的首部了 (如果有一天 发布不知道该记录在哪里 )。也正是由于这个原因，对 操作比 慢。而且 构比 结构要复杂得多，但比前者全面且可以伸缩和扩展。 下面就介绍一下 个 标签都一个标签头和若干个标签帧或一个扩展标签头组成。关于曲目的信息如标题、作者等都存放在不同的标签帧中，扩展标签头和标签帧并不是必要的，但每个标签至少要有一个标签帧。标签头和标签帧一起顺序存放在 件的首部。 1 标签头 在文件的首部顺序记录 10个字节的 部。 A 数据结构如下： 必须为 则认为标签不存在 版本号 记录 3 副版本号此版本记录为 0 存放标志的字节，这个版本只定义了三位，稍后详细解说 标签大小，包括标签头的 10 个字节和所有的标签帧的大小 B 标志字节 标志字节一般为 0，定义如下： a 表示是否使用 b 表示是否有 扩展头部，一般没有 ，所以一般也不设置 c 表示是否为测试标签 C 标签大小 一共四个字节，但每个字节只用 7 位，最高位不使用恒为 0。所以格式如下 0计算大小时要将 0 去掉，得到一个 28 位的二进制数，就是标签大小 计算公式如下： (&00(&00(&00(&02 标签帧 每个标签帧都有一个 10 个字节的帧头和至少一个字节的不固定长度的内容组成。它们也是顺序存放在文件中，和标签头和其它的标签帧也没有特殊的字符分隔。得到一个完整的帧的内容只有从帧头中的到内容大小后才能读出，读取时要注意大小，不要将其它帧的内容或帧头读入。 帧头的定义如下： 用四个字符标识一个帧，说明其内容，稍后有常用的标识对照表 帧内容的大小，不包括帧头，不得小于 1 存放标志，只定义了 6 位，稍后详细解说 A 帧标识 用四个字符标识一个帧，说明一个帧的内容含义，常用的对照如下： 题 表示内容为这首歌的标题 者 表示内容为这首歌的作者 集 表示内容为这首歌的专集 轨 格式： N/为专集中的第 首， 为 代 是用 表示的数字 型 直接用字符串表示 注 格式： 备注内容 ，其中 B 大小 这个可没有标签 头的算法那么麻烦，每个字节的 8 位全用，格式如下 法如下： *0 *0 *0 C 标志 只定义了 6 位，另外的 10位为 0，但大部分的情况下 16位都为 0就可以了。格式如下： a 标签保护标志，设置时认为此帧作废 b 文件保护标志，设置时认为此帧作废 c 只读标志，设置时认为此帧不能修改 i 压缩标志，设置时一个字节存放两个 表示数字 j 加密标志 k 组标志，设置时说明此帧和其它的某帧是一组 值得注意的是 保存和读取帧内容的时候会在内容前面加个 0，并把这个字节计算在帧内容的大小中 . 分介绍 每个 有一个帧头 度是 432,帧头后面可能有两个字节的 验，这两个字节的是否存在决定于 息的第 16 0 则帧头后面无校验， 为 1 则有校验 ,校验值长度为 2 个字节 ，紧跟在 面 ，接着就是帧的实体数据了，格式如下： 度由帧头计算得出 A 帧头 式如下： 每帧的播放时间：无论帧长是多少，每帧的播放时间都是 26 C 数据帧大小 : (= 144 : 72) * ) + 128000 , 44100 , 1 (144 * 128000) / 44100 + 1 = 417 分长度是否变化决定于 否变化，一首 曲，它有三个版本： 9696 千比特位每秒）、 12892特位速率），表明了音乐每秒的数据量， 越高，音质越好，文件也越大， 准规定，不变的 件称作 多数 ，而变化的 件称作 个 长度都可能是变化的。下面是 不同点： 定位率的 大小也是固定的（公式如上所述），只要知道文件总长度，和帧长即可由播放每帧需 26算得出 放的总时间，也可通 过计数帧的个数控制快进、快退慢放等操作。 司推出的算法，所以在 会有“ 个关键字 ,它存放在 件中的第一个有效 ，它标识了这个 件是 。同时第一个 存放了 件的 总个数，这就很容易获得了播放总时间，同时还有 100 个字节存放了播放总时间的 100 个时间分段的 设 4 分钟的曲， 240S，分成 100 段，每两个相邻 时间差就是 以通过这个 要前后处理少数的 能快速找出我们需要快进的 目理论意义 用添加在 件里的 签信息来组建一个 存所有的 息 , 用户通过 提供的 UI(可以很方便的对 件进行分类 , 查找 , 检索 , 查看 件的管理和使用 . 因此 , 现实工作学习中有着很大的实际意义 . 要研究内容 “便捷”已成为这个社会最为热门的话题，更成为很多行业最有价值的主题。 随着世界数码化进程的加快 ， 曲已 成为我们身边不可缺少的娱乐 . 但由 于 式标准里并没有特别定义保存曲目相关信息的结构，使得用户在对 本课题的研究内容就是针对以上问题提出的一种解决方案，即通过提取添加在 签信息来建立一个动态的 在 I (, 通过 件进行分类 , 查找 , 检索 , 查看 . 从而在很大程度上减轻了用户管理 件时的工作量 , 方便了用户对 件的管理和使用 . 因此 , 现实工作生活中有着很大的实际意义 . 要开发工具 发语言 C+ 介绍 C+语言是一种应用较广的面向对象的程序设计语言，使用它可以实现面向对象的程序设计。面向对象的设计与面向过程的设计是有很大区别的，面向对象的程序设计是在面向过程的程序设 计的基础上一个质的飞跃。要学会面向对象的程序设计，首先要学会一种面向对象的语言，即要学会用 要先有 C+的基础，而学习 C+语言首先要认识它面向对象的特性和实现面向对象的方法。 C+是一种面向对象的程序设计语言 当你首次学习 C+时，总会碰到一些在 ：类、对象、抽象、封装、继承、多态性、虚函数等等。这些概念是 C+所具有，下面简单的介绍一下 C+对面向对象程序设计方法的支持和实现。 1、 C+支持数据封装 支持数据封装就是支持数据抽象。在 C+中，类是支持数据封装的工具， 对象则是数据封装的实现。面向过程的程序设计方法与面向对象的程序设计方法在对待数据和函数关系上是不同的，在面向对象的程序设计中，将数据和对该数据进行合法操作的函数封装在一起作为一个类的定义，数据将被隐藏在封装体中，该封装体通过操作接口与外界交换信息。对象被说明具有一个给定类的变量，类类似于 这种结构中包含数据，而不包含函数。 C+中的类是数据和函数的封装体。在 C+中，结构可作为一种特殊的类，它虽然可以包含函数，但是它没有私有或保护的成员。 2、 C+类中包含私有、公有 和保护成员 C+类中可定义三种不同访控制权限的成员。一种是私有 (员，只有在类中说明的函数才能访问该类的私有成员，而在该类外的函数不可以访问私有成员；另一种是公有 (员，类外面也可访问公有成员，成为该类的接口；还有一种是保护(员，这种成员只有该类的派生类可以访问，其余的在这个类外不能访问。 3、 C+中通过发关消息来处理对象 C+中是通过向对象发关消息来处理对象的，每个对象根据所接收到的消息的性质来决定需要采取的行动，以响应这个消息。响应这些消息是一系 列的方法，方法是在类定义中使用函数来定义的，使用一种类似于函数调用的机制把消息发送到一个对象上。 4、 C+中允许友元破坏封装性 类中的私有成员一般是不允许该类外面的任何函数访问的，但是友元便可打破这条禁令，它可以访问该类的私有成员 (包含数据成员和成员函数 )。友元可以是在类外定义的函数，也可以是在类外定义的整个类，前者称友元函数，后者称为友元类。友元打破了类的封装性，它是 C+另一个面向对象的重要牲。 5、 C+允许函数名和运算符重载 C+支持多态性， C+允许一个相同的标识符或运算符代表多个不同实现的函 数，这就称标识符或运算符的重载，用户可以根据需要定义标识符重载或运算符重载。 6、 C+支持继承性 C+中可以允许单继承和多继承。一个类可以根据需要生成派生类。派生类继承了基类的所有方法，另外派生类自身还可以定义所需要的不包含在父类中的新方法。一个子类的每个对象包含有从父类那里继承来的数据成员以及自己所特有的数据成员。 7、 C+支持动态联编 C+中可以定义虚函数，通过定义虚函数来支持动态联编。 以上是所讲的是 C+对面向对象程序设计中的一些主要特征的支持。 C+程序的实现 C+源程序的实现与其它 高级语言源程序实现的原理是一样的。一般都要经过编辑、编译、运行。其中最要的是编译过程， C+是以编译方式实现的高级语言。 C+程序的实现，必须要使用某种 C+语言的编译器对程序进行编译。编译器的功能是将程序的源代码转换成为机器代码的形式，称为目标代码；然后，再使目标代码进行连接，生成可执行文件。该过程可分为三个子过程：预处理过程、编译过程 (词法分析、语法分析、符号表、错误处理程序、生成目标代码 )、连接过程。 发平台 + 绍 + 本是当前国内 比较流行的一种 C+编译系统 , 该项目所使用的编译器就是 + 2 章 系统需求分析 统可行性论证 可行性分析是系统分析阶段的第二项活动，是对系统进行全面、概括的分析，在初步分析的基础上，明确了公司存在的主要问题和建立新系统的初步设想，进一步对系统目标、涉及范围等因数进行分析研究。按照软件工程的原理和方法，采用科学的软件工程技术和手段，可以降低软件的开发风险 , 提高软件的开发质量 . 现从经济可行性、技术可行性和操作可行性三方面来进行研究。 术可行性 : 本项目的主要功能是通过提取 的 件 ,管理的数据内容具有较强的关联性，涉及的计算过程不是很复杂 , 数据容量不是非常的大 , 因此，在现有的技术条件下 , 可以完全建立一个独立的 据库来管理 件 ， 数来完成 , 数据库的建立也有相关的资料可以参考 , 同时还有指导老师和公司工程师的指导 . 济可行性 : 经济可行性是对项目开发所需的资源 , 开发、运行和维护费用进行估算，对项目开发成功后可能取得的社会及经济效益进行估计。该项目为 件提供大量的服务 ， 减轻了用户管理大量的 件的负担，项目开发成功后带来的效益远远高于项目的开发、维护费用。此外，公司主管部门的大力支持使得该项目的开发建设在经济上十分可行。 作可行性 : 项目采用的解决方案是 , 为用户提供非常友好的、操作简单的用户界面 , 精小的数据库的功 能 。 这方面的技术有 很多 资源 ，所以能够实现预定的项目方案 。 统需求分析 项目的的系统需求描述 : 随着世界数码化进程的加快 , 但由 于 得用户在对 本课题的研究内容就是针对以上问题提出的一种解决方案，即通过提取添加在 在 件信息库的基础上为用户提供一个 , 通过 件进行分类 , 查找 , 检索 , 查看 . 从而在很大程度上减轻了用户管理 件时的工作量 , 方便了用户对 件的管理和使用 . 因此 , 现实工作生活中有着很大的实际意义 . 第 3 章 系统方案设计 统概述 随着世界数码化进程的加快 , 但由 于 相关信息的结构， 使得用户在对 行管理时变得非常地困难和复杂 . 本课题的研 究内容就是针对以上问题 提出 的 一种解决 方案 ，即通过提取 添加在 的 息来建立一个的 , 存放 的 息文件 ( 组成 , 在I ( , 用户通过 能可以很方便的对 件进行分类 , 查找 , 检索 , 查看 . 同时系统会自动的将这些信息保存在 ,以备用户下次查询使用 . 从而在很大程度上减轻了用户管理件时的工作量 , 方便了用户对 件的管理和使用 . 因此 , 现实工作生活中有着很大的实际意义 . 体设计思想 用户在使用 文件的时候总是选择自己感兴趣的 曲 , 可以依据用户的兴趣 和爱好 将 曲按 种选择方式分类组织 . 存的只是 件的路径 . 例如 , 用户通过 供的 ( 功能选择某个 , 系统会 对 织存放在 如果按 类 , 用户比较 喜欢 听刘德华的歌 , 的 引文件里存储有所有 “ 刘德华 ” 的 径 , 用户通过 引文件可以找到刘德华的所有歌曲 . A 系统 首先在 磁盘 中建立 六个文件 , 是由这六个文件 组成的 , 其中包括 五个索引文件 : 一个路径文件 : 文件建立后 , 系统会自动地把用于管理文件的文件头信息 ( 写进文件中 , 但文件中并没有用于存放 息的记录 . 用户可以通过 供的 ( 功能选择 某个 , 系统将会把指定的 签信息提取出来 , 通过对提取的 息进行分析 , 根据 性 , 将文件路径 保存在 相对应的索引文件 ( 中 , 件的路径信息保存在 件 中 , 这样 , 建立了关联关系 . 在用户查询这些信息的时候系统将会把 这些信息通过 馈给用户 , 以方便用户对 件的操作 , 快速地找到自己需要的 曲 . B 在 每个索引文件 ( 中 , 属性 值 相同的歌曲的将会保存在一起 , 这样可以提高文件的查询速度 . 例如 , 有两首 曲的出版日期都在 2006 年 , 那么 , 在 引文件中 , 这两首歌曲的路径的存放位置是相邻的 . 当用户需要查询出版日期是 2006 年的歌曲时 , 就可以快速地从 引文件中找到所有符合要求的文件的路径信息 . C 当 某 一首 曲的 息 分类 保存在 五 个索引文件 ( 中时 , 如果把相应的歌曲的路径在每个索引文件路径中重复存储一次 , 将要消耗太多的磁盘空间 , 因此将 文件路径的单独地组织