多媒體技術(shù)和多媒體計(jì)算機(jī)
1.基本概念
媒體:指信息表示和傳播的載體。一般分為感覺媒體、表示媒體、顯示媒體、存儲(chǔ)媒體、傳輸媒體五類。
多媒體:指信息表示媒體的多樣化,例如文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻影像等。
早期的計(jì)算機(jī)只能處理文字信息,可以叫做單媒體計(jì)算機(jī)。種能夠綜合處理多種媒體的計(jì)算機(jī)就叫做多媒體計(jì)算機(jī)。多媒體計(jì)算機(jī)必須增加聲音、圖像等媒體的輸入輸出設(shè)備及軟件。
2.多媒體系統(tǒng)的主要特征
多媒體系統(tǒng)必須具備四個(gè)主要的特征:
(l)集成性。可以對文字、圖形、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等感覺媒體進(jìn)行綜合處理,達(dá)到各媒體的協(xié)調(diào)一致。
(2)交互性。可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流,便于對系統(tǒng)功能加以控制和干預(yù)。
(3)實(shí)時(shí)性。能使人的感官感覺到交流是連續(xù)的、及時(shí)的。
(4)數(shù)字化。系統(tǒng)處理的都是數(shù)字信息,而不是模擬信息。
2.2 通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
2.2.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)
1.數(shù)據(jù)通信模型
通信的基本功能就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)體之間的數(shù)據(jù)交換。
其中“信息源”是產(chǎn)生要發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備;
“發(fā)送器” 可以對發(fā)送信號(hào)進(jìn)行編碼或轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生能夠傳輸?shù)墓狻㈦娦盘?hào);
“接收器”將收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成目的站設(shè)備可以處理的信號(hào);
“接收端”是信號(hào)傳送的目的地設(shè)備;
“傳輸系統(tǒng)” 是連接信息源與接收端之間的復(fù)雜線路網(wǎng)絡(luò)。連接信息源與接收端的物理和邏輯設(shè)備稱為信道。
信號(hào):是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的物理表示形式。信號(hào)電平連續(xù)變化才叫做模擬信號(hào),以脈沖形式變化的叫做數(shù)字信號(hào)。傳送模擬信號(hào)的是模擬信道,傳送數(shù)字信號(hào)的是數(shù)字信道。
通信系統(tǒng)需要完成的任務(wù)如下:
(1)信號(hào)接口:產(chǎn)生或接收符合通信協(xié)議的信號(hào)。
(2)路由和尋址:為發(fā)出信號(hào)選擇到達(dá)目的地的路徑。
(3)呼叫和應(yīng)答:信號(hào)發(fā)送前先呼叫,接收方應(yīng)答后建立通信鏈路,這個(gè)過程叫握手。
(4)可*傳輸:采用各種措施保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。
2.數(shù)據(jù)通信的帶寬
(1)兩種通信系統(tǒng),即模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。
模擬通信系統(tǒng):傳遞的信號(hào)為模擬信號(hào),在時(shí)間和幅度取值上都是連續(xù)的。
數(shù)字通信系統(tǒng):傳遞的信號(hào)為數(shù)字信號(hào),在時(shí)間上是離散的,在幅度取值上是經(jīng)過量化的。
(2)模擬通信的帶寬。信號(hào)的帶寬就是頻帶的寬度,其單位是赫茲(HZ) .
傳輸介質(zhì)或通信設(shè)備的帶寬是指其允許通過的頻率范圍。
(3)數(shù)字通信的帶寬。它反映通信速度的快慢及信道容量的大小。數(shù)字通信中的帶寬是指信號(hào)的傳輸速率,或叫位率、比特率,其單位是b/s或bps(每秒位數(shù)) .
3.常用傳輸介質(zhì)
(1)雙絞線,
(2)同軸電纜,
(3)光纜。
(4)無線通信。
(5)微波通信。頻率在100MHZ-10GHZ的電磁波信號(hào)叫做微波信號(hào),其波長為3cm-3m.由于微波頻率高,因此頻帶較寬;方向性好,適合進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的通信。成本比電纜和光纜都低,適合衛(wèi)星通信和城市之間通信。但是微波信號(hào)沒有繞射功能,只能進(jìn)行可視傳播,而且它的傳輸誤碼率也比較高。
4.數(shù)據(jù)傳輸
(1)基帶傳輸。使用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù),終端設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖電信號(hào)時(shí),這種原始矩形脈沖信號(hào)固有的頻帶叫做基本頻帶,簡稱為基帶。在信道中直接傳輸基帶信號(hào)的方法,叫做基帶傳輸。基帶傳輸是一種最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。
(2)頻帶傳輸。利用模擬信道傳輸數(shù)字信號(hào)的方法稱為頻帶傳輸。在這樣的信道上傳輸數(shù)字信號(hào),必須先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào);在接收方還必須再將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),相應(yīng)的設(shè)備才能識(shí)別。
在頻帶傳輸過程中實(shí)現(xiàn)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備是調(diào)制解調(diào)器。把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過程叫做調(diào)制;將模擬信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)的過程叫做解調(diào)。
5.調(diào)制與解調(diào)
調(diào)制:把需要傳送的信號(hào)加載到另一種信號(hào)上,以便容易在給定的介質(zhì)中傳送的過程。這里所說的另一種信號(hào)叫做傳送信號(hào)的載波。
解調(diào):信號(hào)傳送到接收站以后,再把載波上加載的信號(hào)卸載下來的過程。
6.多路復(fù)用技術(shù)
傳輸信號(hào)要求的帶寬與傳輸介質(zhì)允許通過的帶寬是不一樣的,為了節(jié)省開銷,應(yīng)當(dāng)充分利用傳輸介質(zhì)的帶寬。在一條介質(zhì)上同時(shí)傳送多于一路以上信號(hào)的傳輸方式,叫做該介質(zhì)的多路復(fù)用。
7.數(shù)據(jù)交換技術(shù)
(1)專線連接。最簡單的數(shù)據(jù)通信形式,是在兩個(gè)站點(diǎn)之間直接用線路連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。因?yàn)槭菍S镁路連接兩個(gè)站點(diǎn),所以不會(huì)發(fā)生線路擁堵問題。但是如果兩個(gè)站點(diǎn)的距離較遠(yuǎn),或者需要進(jìn)行多站點(diǎn)之間的通信,直接的線路連接方式顯然是不合適的。解決專線連接占用線路太多的辦法,是設(shè)置交換機(jī)。
(2)電路交換。實(shí)際的電路交換是由交換機(jī)負(fù)責(zé)在兩個(gè)通信站點(diǎn)之間建立一條物理專用線路。這種由多臺(tái)交換機(jī)和它們的站點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)叫做交換網(wǎng)絡(luò)。各通信站點(diǎn)與各自的交換機(jī)是專線連接,各交換機(jī)之間也是專線連接。
(3)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。也叫做包交換,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換的原理是:把待傳送的數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)在結(jié)點(diǎn)機(jī)中,等到信道空閑時(shí)再根據(jù)優(yōu)先級(jí)別順序發(fā)送出去。只要存儲(chǔ)時(shí)間足夠長,就能夠?qū)⑿诺赖目臻e與忙碌狀態(tài)均勻化,從而壓縮信道和轉(zhuǎn)接設(shè)備的容量。這種交換方式不適合實(shí)時(shí)交換的信息傳輸,但是對于數(shù)據(jù)通信卻是非常合適的。
存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式可以分為報(bào)文交換和報(bào)文分組交換兩類。
① 報(bào)文交換。不論傳送數(shù)據(jù)的長度是多少,都把它作為一個(gè)邏輯單元,加上目的地址、源地址、控制信息,按規(guī)定格式打成一個(gè)包發(fā)送。這個(gè)數(shù)據(jù)包就叫做報(bào)文,這種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式就叫做報(bào)文交換。
② 報(bào)文分組交換。將一個(gè)長的報(bào)文分解為多個(gè)短小(一般不超過1000字節(jié)) 的組,叫做報(bào)文分組。