第1章信息技术概述

1、第一部分计算机网络第一部分 计算机网络v计算机网络定义、功能、分类v互联网含义、起源vIP地址、域名、MAC地址v互联网应用Internet的由来及发展v从ARPANET到NSFNET 70年代，美国国防部开始进行DARPA计划，开始架设高速且有弹性的网络，重点是当美、前苏两地间的网络如果断线时，资料仍可经由别的国家绕道，到达目的地。而这项计划的成果就是ARPANET。之后随冷战的解冻，ARPANET也慢慢开放给民间使用。但是美国基于军事安全上的考虑，另外成立了国家科学基金会（National Science Foundation），建立NSFNET，专门负责全球性民间的网络交流。这就是美国的

2、INTERNETInternet的由来及发展 1. Internet的含义，由来与发展 Internet: 中文译名为因特网，是由遍及全中文译名为因特网，是由遍及全世界，利用世界，利用TCP/IP通信协议所建立的各种通信协议所建立的各种各样的网络组成的一个国际互联网络，是各样的网络组成的一个国际互联网络，是网络的网络网络的网络。其最初的来源是美国国防部的一个军事网络。其最初的来源是美国国防部的一个军事网络。计算机网络的定义v计算机网络是将地理位置不同，且有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互相连接起来，且以功能完善的网络软件（包括网络通信协议、网络操作系统等）实现网络资源共享的系统。计

3、算机网络的功能v数据通信：计算机网络本身就是一种通信系统。v资源共享：硬件、软件、数据资源v分布式处理：多台计算机协同工作、并行处理v集中管理：MIS、OA系统，日常工作集中管理v负载平衡：任务可均匀分配v提高安全性与可靠性：减小故障率计算机网络的分类v局域网 (Local Area Network) 局域网的特点如下： 1.分布范围有限。 2.有较高的通信带宽，数据传输率高。 3.数据传输可靠，误码率低。 4.通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。 5.拓扑结构简单简洁。v广域网（ Wide Area Network ） 广域网最根本的特点是： 1. 分布范围广。 2.数据传输率低。 3.

4、可靠性不高。使用光纤较好。 4. 广域网常常借用传统的公共传输网（电话网等）来实现。因为单独建造一个广域网极其昂贵。 5. 拓扑结构较为复杂。v城域网（ Metropolitan Area Network ） 是规模介于局域网和广域网之间的一种较大范围的高速网络。网络的拓扑结构v星型v总线型v环型v树型v网状型v混合型v星型结构：集中式网络一个中心主节点和多个与之相连的计算机从节点组成，主节点可以从节点通信，而从节点之间必须通过主节点的转接才能通信。集线器v总线型结构：由各节点计算机挂线在一条被称为总线的公共线路上而构成的。v环形结构：网中各节点计算机由一条通信线路连接形成一个闭合环路。令牌环

5、v树形结构： 多级星形网络是由多个层次的星形网络纵向连接而成的，树的每个节点都是计算机或转换设备。集线器集线器交换机v网状结构： 分布式网络 网中无中心计算机 终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端终端节点节点节点节点节点节点节点节点v混合型结构： 以上各种网络结构交织使用Internet地址 IP地址是计算机的网络地址，用一串数字来表示。在Internet中，IP地址用于唯一指定某台计算机在网络上的位置（全世界唯一）。1、IP地址及其表示方法IP地址表示为： 网络号 主机号 （唯一） 网络号 ：标识网络 主机号： 表示这个网络中的某一台主机 寻址方法：先按照IP

6、地址中的网络号把网络找到，再按主机号把主机找到。事实上，IP地址指出了连接到某个网络上的某一台计算机。IP地址又和我们的学号很类似，如63061401XX2、各类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字节字节 将32bit的IP地址中的每8bit用等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点，即点分十进制记法。 例如10000000 00011011 00010000 00111111 记为3，显然简单、方便、直观。3. IP地址的分类 有的网络拥有很多主机，有的网络的主机很少，差异很大。(就像我们的班级有的班级人数众多，有的相对较少

7、.) 为了能对网络中主机的多与少进行区分，我们要对网络中的IP地址进行分类，分别是A类，B类，C类，D类和E类。 常用的IP地址为：A类，B类和C类。主机号段分别为3，2和1个字节长。（疑问：字节？）v1 字节（Byte）8位（bit）v32 位（bit） 4 字节（Byte） 网络号（8bit） 主机号 （24bit） 范围：55 （点分十进制记法） 00000001 00000000 00000000 00000000 01111111 11111111 11111111 11111111一、A类IP地址1.标识位：标识位：0网络号的数为：00000

8、00101111111（即1127）网络地址0和127保留用于特殊目的，故允许有126个A类网络2.主机号的数为：主机号的数为： 224 （理论上一个A类IP地址可以拥有的计算机数） A类IP地址适用于有大量主机的大型网络。例如IBM公司。一、B类IP地址网络号网络号（16bit） 主机号主机号 （16bit）范围：范围：55 （点分（点分十进制记法）十进制记法） 10000000 00000000 00000000 00000000 10111111 11111111 11111111 111111111.标识位：标识位：10网络号的数为：1000

9、0000 0000000010111111 11111111 （ 214 ）2.主机号的数为：主机号的数为： 216 =65536B类IP地址适用于有中型网络。例如一些大学和政府机构。一、C类IP地址网络号网络号（24bit） 主机号 （8bit）范围：范围：55 （点分十进制记法） 11000000 00000000 00000000 00000000 11011111 11111111 11111111 111111111.标识位：标识位：110网络号的数为：11000000 0000000011011111 11111111 （ 221 ）2.

10、主机号的数为：主机号的数为： 28 =256（理论上一个C类IP地址可以拥有的计算机数）C类IP地址适用于有小型网络。例如一些小公司和研究机构。四、对A、B和 C类IP地址的比较（重点）类别地址范围网络号主机号适用情况标识符网络地址空间A类5500000001111111100000000 00000000 0000000011111111 11111111 11111111大量主机大量主机的大型网的大型网络络B类5510100000 00000000101111 1111111100000000 000000

11、00 11111111 11111111中型网络中型网络C类223.255. 255.25511011000 00000000 0000000011011 11111111 111111110000000011111111小型网络小型网络小练习：小练习：请判断下面的IP地址是属于哪一类 1、（1） 31 （2） （3）23 2、（1）11000000 00010101 00000000 11111110（2）00000011 11101010 10101010 00010101vD类IP地址是多地址广播地址，不用来标

12、识网络。其地址范围为55。D类地址主要留给Internet体系结构委员会IAB使用。 vE类IP地址是实验性地址，保留在今后使用，其地址范围为55。目前大量使用的IP地址仅AC类3类。v我们很容易通过点分十进制来判定IP地址类型是属于D类或E类。五、D类和E类IP地址子网掩码vIP地址资源紧张，假设某一公司共有80台主机，分为四个部门，分别为开发部，生产部，售后服务部，销售部。每个部门二十台主机，如果申请四个C类IP地址，造成IP地址浪费。怎么办？v采用子网划分的方法。申请一个C类IP地址 然后划分成四个子

13、网子网掩码v在计算机网络技术中，经常见到“掩码（MASK ）”一词，它是由一系列的1、0组成的编码。通过与某一完整的地址进行逻辑运算（与、或、非等运算），从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。子网掩码子网掩码 ：子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示 例：例：（11111111.11111111.11111111.00000000） 有有24个个1表示网络位为表示网络位为24位，主机位为位，

14、主机位为8位，所以位，所以IP地址属于地址属于C类类 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。IP地址与子网掩码 在Windows 2000 Server中，如果给一个网卡指定IP地址，系统会自动填入一个默认的子网掩码。这是Windows 2000 Server为了节省用户输入时间自动产生的子网掩码。比如，局域网最常使用的IP地址“192.168.x.x”默认的

15、子网掩码是“”。一般情况下，IP地址使用默认子网掩码就可以了。本机的IP地址，子网掩码和默认网关信息可以通过DOS下执行ipconfig命令得到IPv6 VS IPv41.IPv6将IP地址长度增加到128位，扩展IP地址空间，以解决IPv4面临的IP地址不够分配的问题;2. IPv6对数据流进行标识，它将相关数据包作为数据流进行传输，从而有效满足多媒体应用对传输实时性的要求3.IPv6协议中定制了多种安全服务选项，以满足应用对数据保密性的特殊要求4.IPv6对IPv4的报头格式进行了简化。5.改进报头扩展和选项 域名是另一种网络地址，用字符表示。目的是为了方便用户记

16、忆和使用（不用记忆IP地址）。例如：武汉工程大学主机的域名是。 域名采用层次结构，而且与Internet的结构相对应。一个域名一般有35个子段，中间用“”隔开，每个子段有各自的意义。 目前互联网上的域名体系中共有三类顶级域名：类别顶级域名、地理顶级域名、新顶级域名。 第一类是一级域名，共有7个，也就是现在通常说的国际域名。 .com（用于商业公司）； .net（用于网络服务）； .org（用于组织协会等）； .gov（用于政府部门）； .edu（ 用于教育机构）; .mil（用于军事领域）； .int（用于国 际组织）。这类域名通常称为“国际域名”。 第二类是地理顶级域名，共有243个国家和地

17、区的代码，例如.CN代表中国，.UK代表英国。在顶级域名下还可设二级三级域名，例如北京的某机构可以选择如*的域名 第三类顶级域名，也就是所谓的“新顶级域名”，包含7类：biz, info，name，pro，aero, coop, museum。如aero需是航空业公司注册，museum需是博物馆，coop需是集体企业（非投资人控制，无须利润最大化）注册。MAC地址 除IP地址，域名地址外，与计算机相关的还有一个地址就是网卡的物理地址，即MAC地址vIP地址，域名称逻辑地区，由网络管理员分配。v IP地址是主机地址的数字表示，域名是主机地址的文字表示。v在广域网中使用逻辑地址来确定网络，网段和主

18、机，域名实现域名地址到IP地址的映射和转换。vMAC地址是用来在局域网中定位主机的物理地址，由专门组织统一管理分配，网卡生产商将其固定在网卡中。MAC地址是数据链路层地址v在局域网中，使用网卡的MAC地址来通信；各主机上的地址解析协议模块负责完成IP地址到MAC地址间的转换。 因特网接入服务提供者ISP （Internet Service Provider ）：Internet服务（包括连接和应用）提供者。 ISP的作用有： l 接纳用户入网 l 可以与Internet互连 l 拥有或间接拥有IP地址的分配权和域名管理权 l 提供各种应用服务 l 为用户的连接和应用提供技术支持和服务Inter

19、net接入方式企业内部网（Intranet)Intranet的定义Intranet是基于Internet技术的企业内部网，是Internet技术在企业局域网（LAN)或广域网（WAN)上的应用主要作用是实现企业内部的信息交互与共享，获取信息与提供信息；或者通地扩展Intranet方便快速地与商业伙伴进行企业外部的交流与合作。Intranet的基本思想 在企业内部网络上采用TCP/TP作为通信协议，利用Internet的WEB技术作为平台，通过防火墙把内部网络和Internet隔开。所熟悉的校园网就是比较典型的Intrant.要点：（1）Intranet是根据企业内部的需求而设置的，它的规模和功

20、能是根据企业经营和发展的需求确定的。（2）Intranet不是一个孤岛，它能方便地和外界连接，尤其是和 Internet地连接。（3）Intranet采用TCP/IP协议及相应的技术和工具，是一个开放的系统。（4）Intranet 根据企业的安全要求，设置相应的防火墙、安全代理等，以保护企业内部的信息，防止外界侵入。（5）Intranet广泛使用环球网WWW的工具，使企业员工和用户能方便地浏览和采掘企业内部的信息以及 Internet的丰富的信息资源。 2022-3-1746Internet 提供的信息服务远程登录服务Telnet（Remote Login）提供远程连接服务的终端仿真协议，可以

21、使本地计算机登录到Internet上的远程计算机上 文件传送服务FTP FTP允许用户在计算机之间传送文件，并且对所传送的文件类型也没有限制。 “下载”(Download) 和“上传”（Upload）。 提供了一种“匿名FTP服务”。即用户要登录到FTP服务器，通常以anonymous作为匿名用户名，以用户的E-mail地址作为口令进入。 2022-3-1747Internet 提供的信息服务电子邮件服务E-mail（Electronic Mail） 电子邮件地址一般由两部分组成：用户名和电子邮件域名。其中（）用户名就是用户在电子邮件服务器上的账号；（）电子邮件域名一般是机器的域名，一个完整的

22、电子邮件地址，由用户账号和电子邮件域名两部分组成，中间使用“”把两部分连接起来。 2022-3-1748Internet 提供的信息服务电子邮件服务E-mail（Electronic Mail） 用来收发电子邮件的应具备有以下几个基本的功能：（1）传送邮件（2）浏览信件：（3）存储信件（4）转发信件。2022-3-1749Internet 提供的信息服务4.电子公告板系统（BBS） BBS站为用户开辟一块展示“公告”信息的公用存储空间作为“公告板” 。 2022-3-1750Internet 提供的信息服务5. 万维网 WWW（World Wide Web）的中文译名为万维网。 WWW是由欧洲

23、粒子物理实验室开发的，采用的是超文本和多媒体技术，将不同文件通过关键字建立链接，提供一种交叉式查询方式（而不仅仅是传统的线性方式）。 2022-3-1751Internet 提供的信息服务5. 万维网 WWW服务器的数据文件是用HTML（Hyper Text Markup Language，超文本标注语言）语言来描述. 其中超文本链接用统一资源定位器（URL，Uniform Resource Locator）来表示。 2022-3-1752Internet 提供的信息服务6. 电子商务 7. Internet电话 （IP电话）8. 博客（微博）9. 其他丰富多彩的Internet服务 第二部分

24、多媒体技术Multimediav社会进步需要信息技术，而多媒体技术则是信息技术发展的必然产物。v多媒体技术研究的是文图声视这些信息的表达媒体与感受媒体在计算机系统中的综合应用。什么是媒体？v 媒体是信息的载体（Medium）信息的表达、存储和传递必须通过一些中间物质，常见的报纸、广播、电视节目、电影、磁盘和光盘等就是这样一种中间物质。确切地说，媒体是信息得以存储和传播的介质。v媒体的作用在于存储信息、表达信息、传送信息，以帮助人们进行相互沟通和交流。什么是多媒体？v多媒体就是指多种媒体方式的结合应用也就是对文本、音频、视频、图形、图像和动画等多种信息表达方式的有机综合。例如电影。v多媒体计算机

25、技术所涉及的多媒体是模仿人类的视觉、听觉和触觉，具体表现形式为文字、声音、图形、图像、动画和影像等。v有关多媒体的基本概念涉及计算机中的多媒体基本元素、多媒体信息处理技术、多媒体信息系统、多媒体系统应用。 要将分散的具有不同特征的各种信息读入计要将分散的具有不同特征的各种信息读入计算机进行整合，必须进行数字化。只有数字化后算机进行整合，必须进行数字化。只有数字化后计算机才能对各种媒体进行存储、加工、控制、计算机才能对各种媒体进行存储、加工、控制、编辑、交换、查询和检索。编辑、交换、查询和检索。 集成性是指将各种媒体信息如文本、声音、集成性是指将各种媒体信息如文本、声音、图像图形、视频等进行有机

26、的整合，是他们能够图像图形、视频等进行有机的整合，是他们能够在多任务系统下很好的协同工作。人机交互和建在多任务系统下很好的协同工作。人机交互和建里逻辑关系要求必须将各种媒体集成在一起。里逻辑关系要求必须将各种媒体集成在一起。 不但表现在信息载体的多样性，即不但能够不但表现在信息载体的多样性，即不但能够处理声音、文字、图形图像、视频动画，还要对处理声音、文字、图形图像、视频动画，还要对它们进行加工处理，产生新的信息。同时还要将它们进行加工处理，产生新的信息。同时还要将它们保存在不同的存储介质上，使信息的传递更它们保存在不同的存储介质上，使信息的传递更加方便快捷。加方便快捷。 交互性就是通过各种媒

27、体信息，使参与的各交互性就是通过各种媒体信息，使参与的各方都可以对媒体信息进行编辑、控制和传递。主方都可以对媒体信息进行编辑、控制和传递。主要是指人和机器的交互。要是指人和机器的交互。 非线性是指多媒体信息不是想以前一样，必非线性是指多媒体信息不是想以前一样，必须按照顺序一字字一行行的去读。而是超媒体的须按照顺序一字字一行行的去读。而是超媒体的网状结构，可以更灵活更具有变化性的将信息展网状结构，可以更灵活更具有变化性的将信息展现在使用者面前。现在使用者面前。什么是多媒体计算机？v多媒体计算机是指能够对声音、图像、视频等多媒体信息进行综合处理的计算机。v多媒体计算机由多媒体计算机硬件系统和多媒体

28、计算机软件系统两部分组成。v多媒体计算机具有高集成性、全数字化、高速度、交互性、高智能等特点多媒体的硬件平台多媒体的硬件平台多媒体的软件平台多媒体的软件平台Windows Linux素材加工软件素材加工软件素材采集软件素材采集软件多媒体集成软件多媒体集成软件多媒体应用软件多媒体应用软件操作系统软件操作系统软件Micromadie Authorware多媒体技术的发展趋势v流媒体技术：“流”是一种数据传输方式，使用这种方式时信息的接收者在没有接到完整信息前就能处理已经收到的信息。v智能多媒体技术：文字的识别和输入语音的识别的输入自然语言的理解和机器翻译图形的识别和理解机器人视觉和计算机视觉多媒体

29、技术的发展趋势v虚拟现实：通过综合应用计算机图像处理、模拟与仿真、传感、显示系统等技术和设备，以模拟仿真的方式，给用户提供一个真实反映操作对象变化与相互作用的三维图像环境，从而构成一个虚拟世界。v网络化：与宽带网络通信等技术相结合。多媒体计算机信息处理的关键技术主要涉及：v多媒体数据压缩和解压缩技术、v多媒体专用芯片技术、v多媒体数据库技术、v多媒体数据存储技术、v多媒体网络技术。多媒体数据的压缩和解压缩技术v音频、视频数字信号所包含的数据量相当大如一幅分辨率为640480的彩色图像，每个像素采用24bit编码，数据量约为7.37Mb/帧。1000MB硬盘只能存储约125幅上述分辨率的图像。若

30、按25帧/秒的速度播放，只能放40秒。要播放60分钟活动图像，需要90GB存储容量，相当于140张光盘，且要以184 Mb/s的速度传送数据。v数据压缩是多媒体计算机技术能达到使用阶段的理论和技术基础，多媒体技术的发展与数据压缩理论和技术的发展是紧密相关的。v解压缩使用压缩的多媒体信息前必须解压缩目前较流行的压缩技术有：v静态影像压缩标准JPEG技术v处理动态影像的MPEG压缩技术vDVI压缩技术v这三大压缩技术占据着当今视频压缩技术的主要地位。静态影像压缩标准JPEG技术vJPEG（Joint Photographic Experts Group）制定了第一套国际静态影像压缩标准JPEG格式

31、。vM-JPEG格式是单独对一帧进行压缩，基本上不考虑视频流中不同帧之间的变化，虽然图像质量好，但压缩效率低、文件量巨大、实时性差，而且不支持联网。v经过技术更新的JPEG 2000（ISO 15444），基本上是一个开放的标准，JPEG 2000标准既支持如打印机、扫描器、数码相机等传统的JPEG格式，又能应用于如网路传输，无线通讯，医疗影像等新兴应用领域。动态图像压缩标准MPEG技术v运动图像专家组（MPEG）制定了运动图像、声频及其混合信息的压缩、解压缩、处理和编码表示方面的国际标准。v多年来，MPEG-1、MPEG-2广泛应用于数字音频、视频等多媒体领域，如CD、VCD、DVD、电视、

32、视频点播、文档和Internet音乐等。v98年11月公布的MPEG-4标准主要用于64 kb/s以下的低速率音、视频编码，以适用窄带多媒体通信。vMPEG-4标准更加注重多媒体系统的交互性和灵活性，能确保通过多平台、多用户和多渠道广播网的媒体流具有协同工作的能力。因此，标准更适于交互式音、视频服务以及远程监控。数字视频交互DVI压缩技术vDVI（Digital Video Interactive）v是数字视频交互的vDVI是由Intel开发的活动视频图像压缩技术，尽管不是国际标准，但是由于应用广泛已成为了事实上的标准。多媒体专用芯片技术v数字多媒体信息的处理需要大量的、快速的运算。必须采用专

33、用芯片才能取得满意效果。 多媒体专用芯片技术v固定功能的芯片近来许多专用芯片是遵照国际标准压缩编码制作的，包括符合国际压缩编码标准的音频专用压缩芯片、多功能视频压缩芯片，为多媒体信息处理提供足够快的计算速度。多媒体专用芯片技术v可编程数字信号处理器由于采用多处理器并行技术，计算能力可望达到2BIPS，高档的专用多媒体处理器芯片不仅大大提高了音视频信号处理速度，而且在音频、视频数据编码时增加了特技效果。v除专用处理器芯片外的芯片多媒体系统还需要其他集成电路芯片的支持，如数/模（D/A）和模/数（A/D）转换器、音视频芯片、彩色空间变换器及时钟信号产生器等。多媒体数据库技术传统的数据库类型定义了数

34、值型、字符型、日期型、逻辑型和备注型等比较简单的数据类型。多媒体数据的存在形式以及重要问题多媒体数据可以以原始的、描述性的和指示性的数据形式存储在数据库中。数据量特别大，描述媒体的属性比较复杂的非结构性的数据，如音频和视像等使得多媒体数据的检索问题成为最大的技术难点。如果用面向对象的模型来定义多媒体数据，那么就能使用面向对象的语言，如C+，或使用面向对象的SQL来管理多媒体数据库。大容量数据存储技术v磁存储系列新型的大容量磁带、磁盘和活动式硬盘，容量已有小到几十兆（MB），大到几百个千兆（GB）。v光存储系列光存储系列的光盘包括CD、CD-R、CD-RW、DVD等。新一代的DVD光存储技术将采

35、用新型存储方案，国外的最高水平可将信息存储点减小到6纳米。MO是磁光盘，一般它的容量为640M和1.3G，其优点是可快速反复擦写、方便携带、价格低廉。v网络服务器存储使服务器数据存储技术逐渐从直接外挂存储（DAS）、存储域网络（SAN）发展到网络附加存储（NAS）。 多媒体通信v多媒体技术的发展和网络宽带的兴起和普及，更加缩短了人与人之间的距离.v多媒体通信涉及多媒体文件传递、网络音视频会议、多媒体实时对话、多媒体信息检索等各方面，多媒体网络应用已经融入人们的日常工作和生活中。网络音视频会议：v指结合了文本、听觉、视觉多种媒体形式，提供实时交互的功能，可用于双方或多方参与的多媒体通信方式。如远

36、程会议、远程培训、远程医疗、远程贸易、远程监控和协同工作等方面。v网络视频会议中能将声音、图像、文本等多种信息从一个地方传送到另一个地方，使分布在各地的参会者如同身临其境。参会者既能了解各个分会场的会议情况，包括看到各会场、发言者、实物和资料，听到同步传递过来的声音，也能通过多媒体通信方式发表演说、出示资料、传真文件或者使用网络的共享电子白板。多媒体实时对话：v指利用TCP/IP协议，在实时连接基础上进行语音通信的IP电话。v早期的IP电话是指利用Internet互联网（IP网）实现PC机到PC机之间的通话，随着IP网和公共电话网的结合，IP电话已经发展成能实现PC机到普通电话、普通电话到普通

37、电话之间的通话。多媒体信息检索：v是多媒体通信中最普遍的应用，通过如百度h t t p : / / w w w . b a i d u . c o m 、 谷 歌http:/等许多搜索引擎来实现Internet互联网中的数据、文档、新闻、图像、影视、音乐、等各种信息的检索。而广播电视、计算机网络和通信网络的结合产生了交互式电视，更加扩展了多媒体信息检索的途径。多媒体应用程序已活跃在许多领域中v如多媒体信息管理系统、多媒体课件、电子出版物、多媒体查询以及工业控制系统等。v多媒体应用程序的使用形式：人机交互界面可由图、文、声、像等共同组成，使得交互信号直观、明了。人机交互采用鼠标点击、手写、和触摸

38、等方式，更简化了交互过程。 多媒体基本元素-文字文字是用二进制符号编码，占用的存储空间最少v西文代码采用的是美国标准信息交换码。（ASCII码）v中文代码按输入、保存和输出分别编制输入码、内码和输出码。文字文本的基本形式包括无格式和有格式：v无格式文本（纯文本文件扩展名为TXT ）所有文字的大小固定，且形式相同，不具备排版功能。v有格式文本（文件扩展名因应用程序而异）文字可显示为各种字体、尺寸及色彩，文本可进行编排。ASCII码码美国国家标准信息交换码美国国家标准信息交换码计算机中常用的计算机中常用的128个基本字符个基本字符十进制数字十进制数字 09 （10）26个英文大写字母个英文大写字母

39、26个英文小写字母个英文小写字母（52）各种运算符号（各种运算符号（+、*、）（34）各种标点符号各种标点符号 （32）在在ASCII码中，每个字符用码中，每个字符用7位二进制代码表示位二进制代码表示音频(Audio)是指声波、语音和音乐等各种音响v计算机的音频处理技术声音采集、无失真数字化、压缩解压缩及声音播放。v什么是声音采集：是通过A/D模数转换处理，可将模拟音频信号数字化。v与采样所得的数字声音质量有关的参数：采样分辨率：即采样位数，是指表示瞬间声波幅度值的二进制数的位数。常采用8位或16位二进制数进行编码，国际标准的语音采用8位二进制位编码。采样位数越多，分辨率越高，失真度越小，录制

40、和回放的声音就越真实。采样速率：即采样频率，必须高于最高模拟音频信号的2倍以上。如22.05KHz、44.1KHz、48KHz，采样速率越高，音质越真实，采样频率决定音质清晰、悦耳、噪音的程度。数字音频文件格式有:v波形文件 (WAV)中包含了模拟声音的采样数据。v乐器数字接口MIDI (mid、rmi)(Music Instruments Digital Interface)是各种电子乐器之间或电子乐器与电脑之间的统一交流协议。或理解为电子合成器、电脑音乐的统称，包括协议、设备等等相关的含义。MIDI文件是以一系列指令来表示声音的，这些指令能使合成音乐芯片表达出语音或演奏出乐曲。v压缩音频文

41、件(如MP2、MP3、MP4)是按一定方式压缩而成，可降低原有文件的存储空间，更加便于存储和传递。播放时需要有解压缩功能的播放器。静态位图（Bitmap）适用于图像的处理v位图的基本数据单位是像素由空间上离散且具有不同颜色和亮度的像素组成。16色位图是用4个bit表示像素的。若用8个bit 可表示256种颜色（即28256）、24bit 位图就可显示具有1600多万种颜色的真彩效果。组成位图图像的像素越多或表示每个像素的位数越多，则分辨率越高，图像质量越好，数据量越大。v位图图像文件的特点数据量比较大，且图像质量与分辨率有关。v位图文件的常用格式：有BMP、DIB、TIF、GIF、JPEG、P

42、NG等。静态矢量图（Vector Graphic）适用于图形处理v矢量图的基本数据单位是几何图形如直线、曲线、圆或曲面等，是通过算法得到的。v矢量图文件保存的内容是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状、及其位置、维数以及其他属性的指令集合。通过读取指令可将其转换为输出设备上显示的图形。v矢量图文件的特点数据量比较小，图形清晰度与显示分辨率无关，但是计算图形需要花费一定的时间。v矢量图文件的常用格式有DxF、PIF、SLD、DRW、PHIGS、GKS、IGS等。动态视觉媒体动画v动画由人工或计算机生成的图形序列构成。v帧动画由图形或画像序列构成，序列中的每幅图像称为一个“帧”。二维动画和三维

43、动画的设计v二维动画设计时只涉及平面v三维动画图像设计较具有真实感，如果注入真实色彩，效果将显得更加逼真。v常见的动画文件格式有：MOV、SWF等。动态视觉媒体影像视频（Video）v是指每帧图像为实时获取的自然景物图像v影像视频有模拟和数码两种形式：传统的视频信号是模拟形式的计算机视频是基于数字信号的v计算机具有实时处理视频图像的的前提：必须要安装相匹配的多媒体硬件和软件。v常见的视频文件格式有：AVI、RM、RMVB等。影像视频播放的帧速标准 v表6.1 常见媒体的播放帧速v媒 体帧速v数 码15帧或16帧秒v电 影24帧秒vNTSC制 式 电 视30帧秒vPAL制 式25帧秒v计算机视频

44、所产生的信号量很大，运动图像每秒钟的数据量=帧速单帧数据量。v如果一幅图像的数据量为1MB，帧速为25帧秒，那么1秒钟的视频数据量为25MB。多媒体设备 v多媒体计算机基本设备在相关部件设计中突出了多媒体处理能力。v多媒体计算机附加设备多种多媒体功能卡（音频/视频卡、图形卡、压缩解压缩卡、网络卡、MIDI卡、调制解调卡）数字音频/视频输入设备（数字照相机、数字摄像机、扫描仪、CD-ROM、DVD-ROM、可读写光盘驱动器等）模拟视频输入设备（录像机、传真机等）模拟音频输入输出设备（话筒、激光唱盘、音响等）交互界面设备（键盘、鼠标、触摸屏）网络和通信设备声卡(音频卡)是声音处理和转换的设备声卡的

45、主要功能v录制与播放：通过接在声卡上的话筒录制声音，并以文件形式保存在计算机中，随时可打开声音文件进行播放。v编辑与合成处理：可以对声音文件进行增加、删除、合成、混合或特技效果处理，如：加速、减速、添加回音、倒放、淡入/淡出，往返及两个声道交叉放音等。1.设备连接：包括外部数字接收器、盒式录音机、CD播放器、合成器音箱、游戏操纵盘等设备的连接。声卡的性能决定了声音采集的质量，主要取决于v采样分辨率：即采样位数，有8、16、24、32位。16位较流行。采样位数越大，分辨率越高，失真度越小，声音越真实。v采样速率：主流声卡分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级, 采样速率越高，音

46、质越真实。采样分辨率和采样速率决定音频卡的音质清晰、悦耳、噪音的程度。v声道数：有单声道、双声道和多声道等。常见的有8位单声道、8位立体声、16位立体声、多通道16位立体声、多通道24位立体声(DVD音频标准)。图形显示卡是控制计算机图形输出的设备主要功能v提供图形函数的快速计算，提高显示速度。v拥有显存，用来存储显示芯片所处理的数据信息。v能进行图案上色、颜色填充。1.支持光标、参数控制以及存储器和I/O接口的增强特性。视频卡是多媒体计算机中附加的处理图像适配器v它工作在模拟视频和数字视频之间，能实现动态映像在计算机和模拟视频设备之间的信号转换和联合工作。CD-ROM是指光盘及其驱动器vCD

47、-ROM驱动器的功能有收回托盘、弹出托盘、播放、停止以及音量控制等功能。用来读出CD光盘数据，播放CD音乐或VCD影碟片。v按CDROM驱动器的传输速度可分为：32倍速、48倍速、52倍速等（数据传输率以150KB/S为一倍速）。光盘刻录机是可写入光盘的驱动器CD-RW表示光盘刻录机，其作用：v可将数据刻录在光盘上，可用来制作备份数据、制作电子相册、制作CD和VCD等。vCD-RW同样可读取CD-ROM光盘。v较好的CD-RW还具有自排档技术和智能变速功能能确保最佳的读盘效果使播放影片时进退自如、反应灵敏，并兼容各类MPEG2卡和软件MPEG解压。CD刻录机和盘片分为2种：vCD-R（CD-R

48、ecordable）CD-R光盘可以一次性写入，多次读出。CD-R的数据格式和CD-ROM相同，普通CD-ROM驱动器和CD机都可以读出CD-R所写的盘片。vCD-RW（CD-ReWriteable）。CD-RW盘片可以重复写入，由于CD-RW盘片的反射率较低，因此读取也需要有大功率，20速以上的CD-ROM驱动器都能读取CD-RW盘片。目前，只写CD-R盘片的CD-R驱动器已被淘汰，新产品都是CD-RW刻录机，可以写CD-R和CD-RW两种盘片DVDDVD是数字通用光盘是数字通用光盘Digital Versatile DiscDigital Versatile DiscvDVD-ROM是读盘

49、能力很强的大容量高速光盘驱动器。vDVD-ROM集计算机技术、光学记录技术和影视技术等为一体，采用了影视MPEG-2压缩技术，可提供高清晰和高质量的画面，v运用了AC-3杜比数字环绕立体声技术，主要用于播放多媒体软件和影视节目。v由于DVD采用双光头和双透镜相互切换的机制，垂直摆放使用也无任何影响。DVD-ROM的主要功能v可读取多种光盘。v支持每一张光盘上可放置多个节目。v支持多声轨光盘，例如，可放置多种语言。v支持多种文字字幕。 v支持父母锁定控制。v多角度观赏选择。v版权保护。v提供4:3或16:9的高品质视频图像，并能配以多通道伴音。 v要实现DVD-ROM的这些功能，必须将所有数据按

50、一定的格式存放在DVD光盘上，必须用DVD播放机才能读出这些数据，播放出高品质的画面和优美动听的音乐。视频摄像头是可视化的必备设备数码摄像头采用USB接口，安装方便，数据传输非常迅速，足以保证视频信号的需要。v目前选购数码摄像头的像素数都应在30万以上，基本上是最高解析度在640480像素以上的产品。v数码摄像头的分类：CCD成像效果好，但价格也较贵。CMOS价格低，反应速度快，耗能低。图6.5 摄像头扫描仪v扫描仪是附加在计算机上的图像录入设备。内部有一套光电转换系统，可以将把各种图片信息转换成数字图像，传送并保存为计算机文件。如果配上文字识别软件（如OCR），可以对用扫描仪录入的各种文稿转

51、换成可编辑的文字。v扫描仪有多种类型。按扫描原理可分为平板式、手持式和滚筒式扫描仪，按操作方式可分为手持式、台式和滚筒式扫描仪，按色彩方式可分为灰度和彩色扫描仪，按扫描图稿的介质可分为反射式、透射式和多用途扫描仪。其中平板式扫描仪是市场主流产品。多媒体应用v 多媒体应用的卓越成效已经深入人心，应用范围也将进一步扩大，大有含盖所有领域之势，具体所采用的形式因不同的领域而异。文字和数字处理快速便利的计算机文字和数字处理已大规模替代了手工作业v计算机文字处理几乎包罗了各个层次的正规文件，例如批文、公函、合同、报刊、广告和书籍等。非正规文件如书信、文稿、名片等。v计算机数字处理不仅用于尖端科学的计算，更广泛地应用于企业、商业、金融、交通、气象等各行各业的管理和业务往来中。有声信息已经广泛地用于宣传、广告、档案、演讲