1.A[解析]RAM(RandomAccessMemory)的全名为随机存取存储器,用来存储和保存数据。RAM在任何时候都可以读写,通常作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存)。当电源关闭时RAM不能保留数据,如果需要保存数据,就必须将其写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。因此RAM属于易失性存储器。
2.D[解析]计算机只能直接识别和执行机器语言。利用汇编语言和高级程序设计语言编写的程序必须通过翻译程序翻译为机器语言后,方可在计算机上执行。
3.B[解析]CAI为计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction),CAD为计算机辅助设计(ComputerAidedDesign),CAT为计算机辅助测试(ComputerAidedTest),CAM为计算机辅助制造(ComputerAidedMake)。
4.C[解析]打印机属于输出设备,能把计算机输出的字符信息或者点阵图形打印出来。
5.A[解析]计算机按照其采用的逻辑元器件可划分为电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路四代。ENIAC是世界上第一台计算机,因此采用的逻辑器件是第一代计算机中普遍使用的电子管,它于1946年在美国的宾夕法尼亚大学研制成功,共耗用了18800个电子管和5000个继电器。
二、多项选择题
1.ABCD[解析]控制器在计算机指令的控制下工作。控制器负责对指令进行译码,并根据指令生成一系列时序控制信号,控制其他单元的工作。存储数据是存储器的功能,因此E选项错误。
2.ACDE[解析]计算机应用领域包括科学计算、数据处理、实时控制、计算机辅助系统、系统仿真、办公自动化、人工智能、计算机通信、计算机网络等,其中不包括创造发明。
3.BCD[解析]除了作为主存的只读存储器ROM和随机存取存储器RAM外,其他3项均为外存,即辅存。
三、判断题
1.×[解析]内存的大小为ROM与RAM的大小之和。
2.√[解析]略
3.×[解析]16位字长的计算机是指计算机一次可以处理16位的二进制数,而非十进制数。
4.×[解析]微机中的“BUS”一词是指计算机系统中的总线,是CPU与存储器及I/O设备之间传输数据或地址信号的公共信道。
5.×[解析]十六进制数是由0,1,2,…,9,A,B,C,D,E,F这16个数码组成。
计算机中每一条指令的执行是通过取指令—分析指令—产生一系列操作信号—控制计算机各部件工作—取下一条指令一系列过程来完成的,计算机从取出第一条指令开始,周而复始地按上述过程工作,直至程序中的指令全部执行完毕。第2章多媒体技术
第2章多媒体技术
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2.1多媒体及其关键技术
2.1.1多媒体概述
1.媒体的概念
所谓媒体就是表示和传输信息的载体,是文字、图形、动画、图像、声音和活动图像等形式,通常指广播、电视、电影和出版物等。从广义上讲,媒体每时每地都存在,而且每个人随时都在使用媒体,时而也在被当作媒体使用,即通过媒体获得信息或把信息保存起来。但是,这些媒体传播的信息大都是非数字的,而且是相互独立的。比如说,人们只能捧着报纸看报,拿着收音机听广播,坐在电视机前看电视,而不能边看报纸边看电视等。
2.多媒体的概念
多媒体不仅指多种媒体数据的融合,而且还指多项技术的融合和多项业务的集合。例如,不能处理包括伴音在内的电视图像的计算机,不能称为多媒体计算机。
3.多媒体的基本组成
多媒体技术来自不同的技术领域,所以组成形态及方法有不同的侧面,概括地可划分为偏硬件技术和偏软件技术两类。
用计算机把各种不同的电子媒体,如投影屏幕、视频光盘、录像机、CDROM、语音及音响合成器等,连接成一个相互作用的整体。这是侧重接口和硬件技术的多媒体。
以计算机为工具,应用数字化技术,以交互控制方式,把文本、图形、图像和声音集成为一体,将结果综合地、实时地表现出来,并通过多种不同媒体实现人机对话。这是侧重算法和软件技术的多媒体。
多媒体硬件系统的基本组成包括:
(1)具有CDROM,即除了必需的硬盘驱动器外,还必须有CDROM驱动器。这是多媒体计算机的重要标志。
(2)具有A/D和D/A转换功能,让语音的模拟信号和数字信号之间能相互转换,从而使多媒体硬件系统有高质量的数字音响功能。
(3)具有高清晰的彩色显示器,以便显示图形、图像、文字以及来自光盘的动画与影视节目。
(4)具有数据压缩与解压缩的硬件支持,这是处理图像和声音等大数据量信息所必需的条件。
4.多媒体的分类
多媒体常常按不同的要求和标准分类。一种常用的划分方法是把媒体划分为感知媒体、描述媒体、传输媒体和信息交换媒体。
5.多媒体技术
多媒体技术(MultimediaTechnology)是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和进行人机交互的技术。真正的多媒体技术所涉及的对象是计算机技术的产物,而其他的单纯实物,如电影、电视、音响等,均不属于多媒体技术的范畴。
6.多媒体技术的基本特性
(1)多样性
指集文字、文本、图形、图像、视频、语音等多种媒体信息于一体。
(2)交互性
多媒体的第二个关键特性是交互性。所谓交互就是通过各种媒体信息,使参与的各方(不论是发送方还是接收方)都可以进行编辑、控制和传递等操作。
(3)协同性
(4)实时性
所谓实时就是在人的感官系统允许的情况下,进行多媒体交互就像面对面(FaceToFace)一样,图像和声音都是连续的。例如,实时多媒体分布系统就是把计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性有机地结合在一起。
(5)集成性
多媒体技术是多种媒体的有机集成。它集文字、文本、图形、图像、视频、语音等多种媒体信息于一体。
2.1.2多媒体的关键技术
1.数据压缩技术
多媒体的关键技术主要包括数据压缩与解压缩、媒体同步、多媒体网络、超媒体等。其中以视频和音频数据的压缩与解压缩技术最为重要。
视频和音频信号的数据量大,同时要求传输速度要高,目前的微机还不能完全满足要求,因此,对多媒体数据必须进行实时的压缩与解压缩。
自从1948年出现PCM(脉冲编码调制)编码理论以来,编码技术已有了50年的历史,日趋成熟。目前主要有以下三大编码及压缩标准。
(1)JPEG(JoinPhotographicExpertGroup)标准
JPEG是1986年制定的主要针对静止图像的第一个图像压缩国际标准。该标准制定了有损和无损两种压缩编码方案,对单色和彩色图像的压缩比通常为10∶1和5∶1。JPEG广泛应用于多媒体CDROM、彩色图像传真、图文档案管理等方面。
(2)MPEG(MovingPictureExpertGroup)标准
MPEG即“活动图像专家组”,是国际标准化组织和国际电工委员会组成的一个专家组。现在已成为有关技术标准的代名词。
MPEG包括MPEGVideo、MPEGAudio、MPEGSystem3个部分。MPEG是针对CDROM式有线电视传播的全动态影像,它严格规定了分辨率、数据传输率和格式,其平均压缩比为50∶1。MPEG1的设计目标是达到CDROM的传输率和盒式录音机的图像质量。它适应于多媒体CDROM、硬盘、可读写光盘、局域网和其他通信通道。MPEG2的设计目标是在一条线路上传输更多的有线电视信号,它采用更高的数据传输率,以求达到更好的图像质量。MPEG4计划用于传输率低于每秒64K字节的实时图像。当前,世界上普遍对3个方面感兴趣:无线移动通信、交互式的计算机应用、音频数据和不断增加的各种应用的集成,MPEG4着力于把这3个方面的应用集成在一起,将提供一种允许交互性、高压缩和通用的可访问性的新的音频编码标准。MPEGSystem则是用于处理视频和音频数据的复合和同步的标准。
(3)H.216(又称为P64标准)
2.多媒体专用芯片技术
多媒体的专用芯片可分为两类:一类是固定功能的芯片,另一类是可编程数字信号处理器DSP芯片。
3.多媒体输入/输出技术
多媒体输入和输出技术包括媒体变换技术、识别技术、媒体理解技术和综合技术。
(1)媒体变换技术是指改变媒体的表现形式。
(2)媒体识别技术是对信息进行一对一的映像过程。
(3)媒体理解技术是对信息进行更进一步的分析处理和理解信息内容。
(4)媒体综合技术是把低维的信息表示映像成高维的模式空间的过程。
4.多媒体存储设备与技术
(1)多媒体存储设备是多媒体技术的有力保障,容量大、速度高、可靠、成本低廉是存储设备的主要性能指标。
(2)多媒体存储技术:多媒体信息的保存一方面依赖数据压缩技术,另一方面则要依靠存储技术。
5.多媒体系统软件技术
多媒体系统软件技术主要包括多媒体操作系统、多媒体编辑系统、多媒体数据库管理技术、多媒体信息的混合与重叠技术等。其中,多媒体操作系统应具有以下功能:
(1)具有声音文件格式;
(2)具有视频文件格式;
(3)有把硬件虚拟化的应用编程接口;
(4)有数据压缩和解压缩的功能;
(5)具有声像同步操作功能。
6.流媒体技术
目前,市场上主流的流媒体技术有3种,分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft公司的WindowsMedia和Apple公司的QuickTime。
流式传输技术又分为两种:一种是顺序流式传输,一种是实时流式传输。
2.2多媒体计算机及关键设备
2.2.1多媒体计算机概述
1.多媒体计算机
多媒体计算机(Multimediacomputer)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。
2.多媒体计算机的分类
从开发和生产厂商以及应用的角度出发,可以将多媒体计算机分成以下两大类。
(1)计算机电视
计算机制造厂商研制的计算机电视,采用微处理器作为CPU,其他设备还有VGA卡,CDROM、音响设备以及扩展的多窗口系统,有人说它的发展方向是TVKiller(电视杀手)。
(2)电视计算机
家电制造厂商研制的电视计算机,是把CPU放到家电中,通过编程控制管理电视机、音响,有人称它为“智能”电视——SmartTV。
3.多媒体计算机的特性
多媒体计算机的实质是将各种媒体上不同形式的信息数字化,然后用计算机对其进行组织、加工处理,最后将信息结果展现给人们。与传统计算机相比,多媒体计算机具有数字化、集成化、交互性和实时性4个突出的特点。
2.2.2多媒体计算机系统的组成
多媒体计算机系统是能对文本、声音、图形、图像、动画、视频图像等多种媒体进行获取、编辑、存储、处理、加工和表现的一种计算机系统。完整的多媒体计算机系统由两部分组成:多媒体计算机的硬件以及与多媒体计算机配套的软件。
1.硬件系统
(1)多媒体计算机的硬件组成
一个多媒体计算机(MPC)系统最基本的硬件是声频卡(简称声卡)、CDROM光盘机(CDROM)、视频卡,在个人计算机上加上声卡、视频卡和CDROM,就构成了目前人们所说的多媒体计算机。当然,在实际应用中,还应配置必要的其他硬件设备(如摄像机、扫描仪、触摸屏、打印机、影碟机、音响设备等)以及相应的软件,才能构成一个多媒体系统。
下面简单介绍一下组成多媒体计算机的声频卡、视频卡和CDROM。
①声频卡。声卡的种类很多,目前国内外市场上至少有上百种不同型号、不同性能和不同特点的声卡。声卡用来处理音频信息。它可以把话筒、唱机(包括激光唱机)、录音机、电子乐器等输入的声音信息进行模数转换、压缩处理,也可以把经过计算机处理的数字化的声音信号通过还原(解压缩)、数模转换后用扬声器放出或记录下来。声卡和多媒体计算机中所处理的数字化声音信息通常有多种不同的采样频率和量化精度可以选择,以适应不同应用场合的质量要求。采样频率越高,量化位数越多,质量越高。目前,相当于激光唱片质量那样的高质量要求的场合,采样频率为44KHz,量化精度为16位,数据速率为88.2KB/s。
MIDI是声卡功能的另一个重要组成部分。MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的缩写,它规定了不同的电子乐器和计算机连接的方案以及设备间数据传输的协议。通过MIDI可进行乐曲创作,以及提供多种乐器声音的效果。
②视频卡。视频卡处理的是静止或运动的图像信号,技术上难度较大,但发展相当迅速,主要有电视采集卡、JPEG/MPEG/H.261图像压缩卡、VGA到NTSC/PAL电视信号转换盒等。通过视频卡和由它组成的多媒体计算机,不仅可以对原有的图像进行操作(如放大、缩小、定格、着色、剪贴等),还可以对原有的图像进行降噪、制式转换(NTSC、PAL、SECAM等制式)、帧同步等处理,并能进行三维动画、特技效果等的使用与创作。解压卡对编码压缩后的视频或音频信号只有解压缩的功能,即只是将数字化的图像或声音信号还原为模拟信号,以便能用普通的电视机或音响设备播放出来。
另外,需要说明的是:视频卡与声卡必须有相应的软件系统,并能与计算机的硬件和软件相配合,才能进行各方面的多媒体技术的运用。
(2)多媒体计算机的硬件标准
1990年Microsoft等公司筹建了多媒体PC市场协会(MultimediaPCMarketingCouncil),并在1991年10月8日发表了第一代多媒体MPC的规格,在1993年5月接着发表了MPC2.0的技术规格,又在1996年发表了MPC4.0的技术规格。随着计算机技术的不断发展,MPC的标准也在提高。目前,普通MPC的配置已经完全超过了这一标准,并且还将迅速发展。MPC规定了多媒体PC机系统的最低要求,凡符合或超过这种规范的系统以及能在该系统上运行的软、硬件都可以用“MPC”去标识。今后计算机的新特性是:支持DVD、支持通用串行总线USB、内存规范为64MB~128MB、具有TV功能、全立体声、多监视器、集成化网络接口卡等。
2.软件系统
与多媒体计算机结合在一起的多媒体软件大致有以下几类。
(1)支持多媒体功能的操作系统
如Windows3.X、Windows95、Windows98、Windows2000、WindowsXP等。
(2)多媒体素材制作软件
它们用来完成声音录制编辑、图像扫描输入与处理、视频采集与压缩编码、动画制作与生成等。
常用的声音制作与编辑软件如下:
①Windows中的SoundRecorder程序为声音的录制与编辑提供了一个基本工具。
②CreativeWaveStudio是一个在Windows下用于录制、播放和编辑波形文件的应用软件程序,它有很强的功能,它支持Windows的MIDI。
③WindowsMultimediaDeveloperKit带有一个简单的编辑器WaveEdit,它可以实现一些简单的编辑操作。
(3)多媒体创作软件
多媒体创作软件是用来编制与生成各种多媒体应用软件的。多媒体创作软件是处理和统一管理文本、图形、声音、静态图像、视频图像和动画等多种媒体信息的一个或一套编辑、制作工具,也称多媒体开发平台。不同类型的开发平台有不同的功能特点,根据其创作特点可分为以下3种。
①基于描述语言或描述符号的创作工具。这类工具需提供一套脚本描述语言或描述符号,设计者用这些语句或符号像写程序那样组织、控制各种媒体元素的呈现、播放。为了便于创作,通常将脚本按页(Page)或卡片(Card)进行组织。常见的软件有Macintosh上的Hypercard(超卡)及Asymetrix公司的MultimediaToolBook。
②基于流程图的创作工具。在这类创作工具中,多媒体元素的相互作用及数据流程控制都在一个流程图中进行安排,即流程图为主干构造结构框图或过程。
基于流程图的创作工具简化了项目的组织,并使整个设计框架一目了然,因此这种编辑方式被称为VisualAuthoring,即可视化创作。这类软件常见的有IconAuthor、AuthorwareProfessional。