多媒体计算机硬件及软件系统结构

第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,1.多媒体个人计算机MPC的技术标准MPC联盟规定多媒体计算机包括五个部件：个人计算机（PC）、只读光盘驱动器（CD-ROM）、声卡、Windows操作系统和一组音箱或耳机等组成。并对CPU、存储器容量和屏幕显示功能等给出了最低要求的功能标准。目前已有三个MPC标准，MPC1、MPC2、MPC3，有关具体的标准配置参考书上的内容。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,2.MPC兼容性的两个关键问题（P174）（1）如何能使应用软件和工具软件在各种操作系统和硬件支撑平台上操作运行；（2）数据交换兼容性问题。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,3.MPC平台标准与开发者、销售商和用户的关系（P174）（1）对计算机应用开发者来说，MPC是开发先进的多媒体应用系统的标准；（2）对用户来说，MPC是建立能支持多媒体应用的PC机系统或者已有的PC机系统升级为多媒体PC机系统的指南；（3）对销售商来说，MPC是一个组织的标志，这个组织的宗旨是尽可能使PC机的用户拥有多媒体功能。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,4.MPC的升级方法和原则（P177,179）获得MPC的途径有两种：一种是直接购买MPC机，另一种是购买多媒体升级套件，使原有的普通PC机升级为MPC。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,5.MPC的功能（P181）（1）对音频信号的处理能力（2）图形功能（3）图像处理功能（4）视频处理功能,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,5.MPC的基本特征是：(1)系统内部的信息数字化(2)可在不同类型信息间建立逻辑关系(3)具备实时交互和反馈的控制能力(4)能够产生、存储和传播多媒体数字信息,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,6.数字视频交互式多媒体计算机系统DVIDVI(DigitalVideoInteractive),是Intel公司推出的支持对多媒体信息进行处理及表现的一个集成环境。该产品采用了PLV(ProductLevelVideo)视频压缩编码算法；设计了两个专用芯片（82750PB像素处理器及82750DB显示处理器）；设计制造了三块门阵电路：82750LH主机接口门阵、82750LVVRAM/SCSI/capture接口门阵、82750LA音频子系统接口门阵；首次设计了视频音频引擎(AVE-AudioVideoEngine)；开发了多媒体计算机软件系统：AVSS(AudioVideoSub-System)和AVK(AudioVideoKernel)。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,7.DVI系统主要在以下几个方面取得了实质性的突破：（P186-193）（1）一种全数字化的方法（2）视频压缩（3）声音压缩（4）合成图形,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,8.II型DVI系统ActionMedia750II系统结构的主要组成部分（P186-193）（1）视频子系统（2）彩色键连子系统（3）音频子系统（4）DVI总线（5）获取子系统（6）CD-ROM子系统（7）主机接口,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,9.DVI-II型比DVI-I型主要的改进主要有以下几点：性能指标高使用了三个专用的门阵列电路将多块处理板集成为一块处理板,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,10.DVI-型比DVI-型主要的改进体现在什么地方？钟玉琢老师：改进在：基本原理相同。区别在：型没有三个门阵，有三个板卡，型只有一个板卡；用的是82750PA，用的是82750PB，速度上提高了，原来是10M，现在是20M。体积小，速度高，软件上更丰富，性能提高。不仅可以用在DOS下，还可以用在WINDOWS环境下。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,型DVI系统的核心是视频算法和显示引擎，它们是由82750PB像素处理器，8275DB显示处理器和静止图像压缩编码和解码压缩算法。同时还要完成把最后得到的位映射转换成在监视器能够显示的模拟的RGB信号。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,型DVI系统的视频子系统：视频子系统的关键技术是视频处理和显示引擎，它们是由82750PB像素处理器，8275DB显示处理器以及VRAM组成。,第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构,型DVI系统的音频子系统：音频子系统由数字到模拟的转换硬件以及模拟滤波器所组成。它执行音频信号的压缩编码和解码，数字信号到模拟信号的转换，最后送到外部的音频放大器及音响系统进行播放。,5.3将多媒体和通讯功能集成到CPU芯片中的集成设计原则（P211-213）,集成的含义是指：在原有计算机体系结构结构中，如何增加下述新的功能，其设计原则是：（1）采用国际标准的设计原则（2）多媒体和通信功能的单独解决变成集中解决（3）体系结构设计和算法相结合（4）把多媒体和通信技术作到CPU芯片中,5.3.4MMX技术能够加速的最根本原因（P241）,MMX技术采用SIMD（单指令多数据流）结构正好能够在一条指令中并行执行多数据流相同的操作，这就是MMX技术能够加速的最根本原因。,IntelMMX的核心技术（P241）,（1）增加了新的数据类型；（2）扩充了饱和型运算方式；（3）扩充了57条新指令；（4）与IA结构的全兼容性。,MMX开发工具和编程技巧（P248）,建议采用下述工具和方法：（1）采用在高级语言中嵌入MMX指令的方法。（2）采用Intel公司提供的MMX标准函数库。（3）采用数据流描述方法。,第五章习题解答,DVI系统如何解决计算机综合处理声、文、图信息的问题？（1）选用PLV（ProductLevelVideo）视频压缩算法。（2）设计了两个芯片和三个专用的门阵电路。两个芯片是：82750像素处理器芯片（82750PA和82750PB）82750显示处理器芯片（82750DA和82750DB）三个专用的门阵电路是：82750LH主机接口门阵82750LVVRAM/SCSI/Capture接口门阵82750LA音频子系统接口门阵接口门阵（3）提出新的概念AVE视频音频引擎。（4）设计实现了DOS环境下的AVSS（AudioVideoSubsystem）软件Windows环境下的AVK（AudioVideoKernel）软件。,第五章习题解答,详述Intel/IBM公司研制的DVI多媒体计算机系统成功和失败的经验教训，理想的系统如何设计实现。解答见论述DVI,第六章超文本和超媒体,1、超文本的三个要素（P255）节点、链和网络。,第六章超文本和超媒体,2、超文本的特点：（P255）（1）多种媒体信息（2）网络结构形式（3）交互特性,第六章超文本和超媒体,3、超文本系统的特性（P256）（1）多媒体化：节点可含有文本、图形、图象、动画、声音和视频等；（2）网络结构：使信息的表达方式接近现实世界，按人们的思维习惯方式组织信息；（3）交互性：多媒体化和网络结构反映了信息的静态结构特征，而交互性是浏览超文本时，最为重要的动态特征,第六章超文本和超媒体,超文本和超媒体的两个基本模型1、Campbell和Goodman模型2、Dexter模型,第六章超文本和超媒体,4、超文本与超媒体系统的三层理论模型（P259）（1）数据库层（2）超文本抽象机层（3）用户接口层,第六章超文本和超媒体,5、节点（P261）超文本是由节点和链构成的信息网络。节点是表达信息的单位，是围绕一个特殊主题组织起来和数据集合。节点的内容可是文本、图形、图像、动画、音频、视频等，也可以是一般计算机程序。,第六章超文本和超媒体,6、链的结构（P262）链的一般结构可分为三个部分：链源、链宿及链的属性。链源：一个链的起始端称为链源。链源是导致节点信息迁移的原因，可以是热字、热区、图元、媒体对象或节点等。链宿：链宿是链的目的所在。一般超文本链的链宿都是节点。链的属性：链的属性决定链的类型，它是链的主要特性。,第六章超文本和超媒体,7、超文本系统与操作工具（P264-265）（1）编辑器（2）编译器（3）阅读器（4）导航工具,第六章超文本和超媒体,8、超文本与超媒体发展的前景（P267）（1）由超文本向超媒体发展（2）由超媒体向智能超媒体发展（3）由超媒体向协作超媒体发展,超文本和超媒体系统中的数据库层与传统的数据库有什么不同？,答：超文本和超媒体系统中的数据库层是模型中的最低层，比普通的数据库管理系统更为简单，用于处理所有信息存储中的传输问题。如存储分配管理、缓冲区调度、存储控制等等，其基本功能是对节点和链等的基本信息进行存储、管理和访问，并保证这些操作对于高层的超文本抽象机层来说是透明的，即无论高层访问的信息是存储在本地或远地，是存储在一台计算机中还是存储中多台计算机中，数据库层都能保证正确的存储。超文本和超媒体系统中的数据库由于具有多媒体数据所以信息量很大，因此用到大容量的存储技术，如大容量的磁盘、光盘等。而传统的数据库信息量没有那么大，而且信息量比较单一，一般都是文档或数据等。但是在超文本和超媒体的数据库层的设计中也用到了大量的传统数据库的思想方法。,超文本和超媒体的组成要素与操作工具有哪些？,答：超文本和超媒体的组成要素是由节点、链和网络等组成。其中节点可分为表现型用于记录各种媒体信息，另一种是组织型用于组织并记录节点间的联结关系。节点可归纳为以下基本类型：文本节点、图形节点、图形节点、音频节点、视频节点、混合媒体节点、按钮节点、组织型节点和推理型节点。链：链由三部分组成，即链源、链缩和链的属性。而链的种类可分为：基本结构链、（基本链、交叉检索链、节点内注释链）、推理链、隐型链等。网络：即超文本和超媒体的数据库由声、文、图各类节点和链组成网络。超文本和超媒体的操作工具主要有：编辑器、编译器、阅读器、导航工具等，而导航工具又可分为：导航图、查询系统、线索、遍历、书签等。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-1多媒体电子出版物的优点（P269）（1）存储容量大，一张光盘可以存储几百本长篇小说；（2）媒体种类多，可以集成文本、图形、图像、动画、视频和音频等多媒体信息；（3）运输与携带方便，检索迅速：可长期保存，不会出现纸面出版物那样变色、发霉、虫蛀和粉化等现象；（4）及时传播，经由计算机网络可立即发行到国内外各地；（5）价格低廉，单位成本是普通图书的几分之一，甚至几百分之一。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-2视频会议系统的分类（P280）根据通信节点的数量，视频会议系统可分为：（1）点对点视频会议系统；（2）多点视频会议系统。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-3视频会议系统的组成（P281）视频会议系统主要由视频会议终端、多点控制器、信道（网络）及控制管理软件组成。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-4视频会议系统终端的主要功能（P281）视频会议系统终端的主要功能是：完成视频信号的采集、编辑处理及显示输出、音频信号的采集、编辑处理及输出、视频音频数字信号的压缩编码和解码，最后将符合国际标准的压缩码流经线路接口送到信道，或从信道上将标准压缩码流经线路接口送到终端中。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-5多点控制单元（MCU）的主要功能（P281）多点控制单元（multipointcontrolunit，简称MCU）是视频会议系统的关键设备，它的主要功能是对视频、语音及数据信号进行切换。例如它会把传送到MCU某会场发言者的图象信号切换到所有会场。对于语音信号，若同时有几个发言，可以对它们进行混合处理，选出最高的音频信号，切换到其他会场。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-5A信道（网络）的主要功能信道（网络）的主要功能是：保证视频音频数据压缩码流安全在信道上传输到视频会议系统的终端。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-5B控制管理软件（P282）控制管理软件主要是视频会议系统的标准，其中最著名的标准是H.320系列和T.120系列建议。H系列的建议和标准是专门针对交互式电视会议业务而制定的，而T系列是针对其他媒体的管理功能做出规定，两种协议的结合将使多媒体会议系统的通信有更完善的依据。H.320系列标准包括了视频、音视的压缩和解压缩，静止图像，多点会议，加密及一些改进的特性。T.120是国际电信联盟通信标准部开发的系列国际标准，此标准是为多媒体会议系统中发送数据而制定的。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-6MCU的主要组成部分（P281）MCU的主要组成部分是：网络接口单元、呼叫控制单元、多路复用和解复用单元、音频处理器、视频处理器、数据处理器、控制处理器、密钥处理分发器几呼叫控制处理器。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-7满足视频会议系统需求的核心问题（P282）视频会议系统的服务质量（qualityofservice，简称QOS）是满足视频会议系统需求的核心问题。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-8视频会议系统的服务质量（QOS）管理（P303）所谓QOS管理，是指计算机和网络系统采用一定的方法，满足用户应用的服务请求，并保证QOS的过程。在这一过程中计算机和网络系统的资源将用户应用的服务请求映射成一些预先定义的QOS参数，进而与系统和网络的资源对应起来，通过资源的分配和调度，满足用户的应用需求，这一过程叫QOS协商。QOS协商有时可能不成功，原因是系统和网络无法完全满足带宽、延迟和正确率的要求，这时通常又要进行QOS的重协商，以确定是否允许降低QOS。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-9多媒体数据的存储问题（P315-316）（1）巨大的数据量（2）存储技术（3）多媒体对象存储（4）多媒体文档检索,第七章多媒体计算机的应用技术,7-10目前多媒体数据的管理中可供数据存储的方法（P319）（1）对现有关系数据库管理系统（RDBMS）进行扩展，用二进制对象的方式支持各种多媒体对象。（2）把关系数据库中基本二进制对象扩展为继承和类的概念。支持这些特性的数据库管理系统提供对象程序设计前端扩展或C+支持。（3）将数据库和应用程序转换为面向对象的数据库，并使用C+或SQL这样的面向对象的语言进行开发。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-11多媒体数据库体系结构（P322-323）（1）组合型多媒体数据库结构；（2）集中型多媒体数据库结构；（3）客户/服务器型多媒体数据库结构；（4）多媒体数据层次结构。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-12基于内容检索的特点（P324-325）（1）从媒体内容中提取信息线索。（2）提取特征的方法多种多样。（3）人机交互进行。（4）基于内容的检索是一种近似匹配。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-13基于内容检索需要解决的关键技术（P327）（1）多媒体特征提取和匹配；（2）相似检索技术。,第七章多媒体计算机的应用技术,7-1多媒体电子出版物的优点（P269）（1）存储容量大，一张光盘可以存储几百本长篇小说；（2）媒体种类多，可以集成文本、图形、图像、动画、视频和音频等多媒体信息；（3）运输与携带方便，检索迅速：可长期保存，不会出现纸面出版物那样变色、发霉、虫蛀和粉化等现象