(6) 可存放大量数据的配置等 1.3.2 MPC系统与技术标准 一、MPC系统体系结构
多媒体计算机系统由硬件系统和软件系统组成。其中硬件系统主要包括计算机主要配置 和各种外部设备以及与各种外部设备的控制接口卡(其中包括多媒体实时压缩和解压缩电路)软件系统包括多媒体驱动软件、多媒体操作系统、多媒体数据处理软件、多媒体创作工具软 件和多媒体应用软件。
多媒体计算机系统组成结构 多媒体应用软件 多媒体创作软件 多媒体数据处理软件 多媒体操作系统 多媒体驱动软件 多媒体计算机硬件 多媒体外围设备 第八层 第七层 第六层 第五层 第四层 第二层 第一层 硬件系统 软件系统 多媒体输入/输出控制卡及接口 第三层 1．多媒体硬件系统的组成
多媒体硬件系统是由计算机传统硬件设备、光盘存储器(CD-ROM)、音频输入/输出和处理设 备、视频输入/输出和处理设备等选择性组合而成，其基本框图如下图所示。
声卡由声源获取声音，并进行模拟/数字转换或压缩，而后存入计算机中进行处理。声卡还可以把经过计算机处理的数字化声音通过解压缩、数字/模拟转换后，送到输出设备进行播放或录制。
视频卡采集来自输入设备的视频信号，并完成由模拟量到数字量的转换、压缩，以
数字化形式存入计算机中，数字视频可在计算机中进行播放。
2．MPC的软件系统 多媒体软件系统包括：
⑴多媒体系统软件：多媒体驱动软件和多媒体操作系统
⑵多媒体支持软件(开发工具)：多媒体数据处理软件和多媒体创作软件 ⑶多媒体应用系统
二、MPC系统技术标准
多媒体计算机技术的发展经历了三个阶段：启蒙、标准化和普及应用 1.3.3 MPC对系统工作环境的要求和发展趋势 1．MPC对硬件系统的要求
? 在配置MPC时应该具备大容量的硬盘；
? 具有快速数据处理和传输能力的CPU和PCI总线；
? 建立更大的高速缓存区以提高微机的运行速度，内存一般在128M以上； ? 高分辨率的图形、图像显示。图形显示卡要有高的分辨率和存储容量；
? 高质量的声卡和音响设备。为了声音的采集和回放具有较好的音质，应该采用具有
44.1kHz采样频率和16位采样位数的声卡。
2．MPC对总线结构的要求
? 总线结构的发展是与CPU的发展相连的，其目的是为了让数据传输与CPU的速度
相匹配。目前PC机大多使用PCI总线。
? 1992年Intel开始设计PCI总线，并于1993年4月正式发布其标准。 PCI总线的优点：
PCI具有严格的规范，保证了它有良好 的兼容性； 即插即用特性；
PCI总线提供更高的速度，支持从32位到64位； PCI总线适用于各种平台，支持多处理器。 3．MPC对软件系统的要求 (1)多媒体操作系统
? 实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制机制 ? 多媒体设备的驱动和控制 ? 图形和声像功能的用户接口 (2)多媒体数据库及其管理系统
? 多媒体数据的特点 ? 面向对象数据库的研究 ? 多媒体数据库的数据模型 ? 多媒体数据库检索与查询
(3)各种多媒体制作的软件工具、应用开发环境
? 多媒体素材制作软件
? 文本编辑
? 图形与图像处理 ? 音频编辑
? 视频编缉 ? 动画编辑
? 多媒体著作工具
? Authorware ? Director
? 多媒体软件编程技术
1.3.4 多媒体计算机常用存储设备 1．激光存储器
? 光盘存储技术是继磁存储之后最重要的新型数据存储技术。 ? 光存储技术是通过激光在记录介质上进行 读写数据的存储技术。其基本原理是：改变一个
存储单元的某种性质(如反射率等)，使其性质的变化反映被存储的二进制数0、1。在读取数据时，光电检测器检测出光强和光极性的变化，从而读出存储在介质上的数据。 (1)CD-ROM
? 光存储系统由光盘驱动器和光盘盘片组成
（2）CD-ROM的技术指标
衡量一个光盘系统特性的主要技术指标包括存储容量、数据传输率、平均存取时间、接口标准等。
① 存储容量 存储容量是指能存储在光盘中的信息容量。目前光盘常用的容量为650MB。 ② 数据传输率 数据传输率一般是指单位时间内光盘驱动器读取出的数据量。该数值与光盘转速和存储密度有关。双倍四倍八倍光驱的数据传输率为300kbps、600kbps、1.2mbps。 ③平均访问时间 又称平均寻道时间，是指CD—ROM光驱的激光头从原来位置移动到一个新指定的目标(光盘的数据扇区)位置并开始读取该扇区上的数据这个过程中所花费的时间。一般说来，四速及更高速度光驱的平均访问时间至少应低于250ms。 ④ CPU占用时间
CD—ROM光驱在维持一定的转速和数据传输速率时所占用CPU的时间。
? 按照光盘系统的读写能力，常用的光存储器件可分为三类：只读型、一次写入型、
可重写型。
? 只读型(CD-ROM) CD-ROM光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从
CD-ROM读取信息，而不能往盘上写信息。
? 一次写光盘系统(CD-WROM) 一次写多次读光盘系统中的光盘，用户可对其做一
次写入内容，以后成为只读光盘。
? 可重写型(Rewriteable或Erasable) 可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。 (3)．CD-ROM盘的规格
根据光盘的信息存储标准，CD-ROM盘的规格和用途如下。
CD-DA(CD-Digital Audio)，是数字激光唱盘，用来存储音乐歌曲等。它的信息存放标准是根据国际标准化组织(1SO)黄皮书(Yellow Book)定义的。 PHILIPS & SONY共同提出
容量 — 74 min (44.1kHz / 16bit / Stereo) 传输 —176400 Byte /s (172.3KB /s)
CD-ROM 主要用于作为计算机的辅助存储器。由导入区、节目区、导出区组成。 PHILIPS & SONY共同制定, 1988年正式公布, 命名为ISO9660标准 容量 :650MB／74 min 基本传输速率:150KB/s
激 光 驱 动 器 —CD-ROM 2x : 2倍于基本传输速率 CD-ROM 4x : 4倍于基本传输速率 CD-ROM 52x : 52倍于基本传输速率 CD-I(CD-Interactive)在CD-ROM规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。绿皮书定义的。采用MPEG压缩算法，与VCD格式兼容。 CD交互式标准，用于家用音响电器 CD-ROM/XA(Extended Architecture) CD-ROM/XA扩充了对数字音频信号的编码。它是CD-ROM和CD-I之间的“桥梁”型产品，实现了将声音、视像和文字等资料同时存放在光盘片的同一轨上。 CD-V(CD-Video)，常称为VCD视频光盘，用来记录数字视频数据。VCD采用CD-ROM/XA格式和MPEG-1标准保存视频和音频信息。
MPEG-1标准：MPEG-1诞生于1991年，主要是为了适应在数字存储媒体如CD-ROM上有效地存取广播视频信号而制定的标准。CD－ROM驱动器的数据传输率不会低于150KB/s＝1.2Mb/s（单倍速），而容量不会低于650MB，MPEG－1算法就是针对这个速率开发的。 MPEG-1标准的压缩比可高达1:200。 MPEG-1已被广泛采用，如VCD或小影碟的发行等，其播放质量可以达到家用录像机的水平。
MPEG-2标准：MPEG-2标准诞生于1993年。它是在MPEG-1标准的基础上发展起来的，对MPEG-1标准进行了扩充。MPEG-2能使图像能恢复到广播级质量，高清晰视频光盘DVD就是采用的这种标准。目前发展十分迅速，成为这一领域的主流趋势。
? DVD驱动器（Disital Video Disc ）
1995年，索尼、东芝两家公司共同制定了DVD格式标准。它的用途是存放数字影像。
主要特点是：采用MPEG—2压缩标准，能够提供高清晰度的数字影像以及高品质的音响效果，播放时间长达135分钟，其各项指标均明显高于VCD。 由于采用了数据存储的新标准，DVD存储的信息量为4．7 GB、8．5 GB、9．4 GB甚至是17 GB。
? 光盘刻录机CD—R和CD—RW
CD—R是使用有限次写只读光盘的刻录机，而CD—RW是可擦写式光盘刻录机。
? CD-R （Compact Disc-Recordable），CD-R驱动器被称为“光盘刻录机”，通过光盘刻
录机可将大量的多媒体信息写到CD-R可记录式光盘上。CD-R光盘可以一次写入、多次读取数据。
CD—R有两项速度指标：刻录速度和读取速度，后者大。
CD-RW （Compact Disc-Rewriteable）“可擦写光盘刻录机”。CD—RW有三项速度指标：刻录速度、复写速度和读取速度。复写是指对盘片上原有数据抹除，再写入数据，故复写速度小。
CD-RW 的工作原理是利用不同温度的相变原理来实现CD-RW盘片的反复擦写功能。因为染料层的结晶/非结晶过程是一可逆反应，故盘片内的数据可以反复擦写。 小结：
? CD-ROM用于存放电脑软件 ? CD-DA用于数字音乐的存放
? CD-ROM/XA用于多媒体电子出版物 ? CD-I用于交互式光盘 ? VCD用于VCD电影。 2．活动存储器
大容量活动存储设备按性能分为3类：活动式硬盘、可写光盘及闪盘类。
（1）外挂活动式硬盘
接口采用USB 2．0／1．1标准，容量从5GB到200GB，支持多种操作系统，并可实现即插即用。 （2）闪盘
所谓闪盘是一种小体积的移动存储装置，其原理在于将数据储存于内建的闪存中，并利用USB接口
（3）可读／写光盘
可读／写光盘可作为大容量活动存储设备，作备份保存、携带都很方便。 3．新型存储模式
? NAS(Network Attached Storage)称为网络附加存储，被定义为特殊的专用数据存
储服务器。NAS可用于任何网络环境中，主要特点是：独立于操作平台，各种类型文件共享，主服务器和客户端可非常方便地从NAS上读取任意格式的数据。 ? SAN(Storage Area Network)存储局域网，是以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓
扑结构，通过高速率的光通道直接连接，提供SAN内结点间的多路数据交换。数据存储管理集中且在相对独立的存储局域网内。最终，SAN将实现在多种操作系统下最大限度的数据共享和数据优化管理，以及系统的无缝扩充。
1.3.5 多媒体技术的应用
就目前而言，多媒体技术已在商业教育培训、电视会议、声像演示等方面得到了充分应用。 多媒体技术的发展方向：
1多媒体通信网络环境的研究和建立将使多媒体从单机单点向分布、协同多媒体环境发展，在世界范围内建立一个可全球自由交互的通信网。 对该网络及其设备的研究和网上分布应用与信息服务研究将是热点。
2利用图像理解、语音识别、全文检索等技术，研究多媒体基于内容的处理、开发能进行基于内容的处理系统是多媒体信息管理的重要方向。
3多媒体标准仍是研究的重点：各类标准的研究将有利于产品规范化，应用更方便。它是实现多媒体信息交换和大规模产业化的关键所在。
4多媒体技术与相邻技术相结合，提供了完善的人机交互环境。多媒体仿真智能多媒体等新技术层出不穷，扩大了原有技术领域的内涵，并创造新的概念。
5多媒体技术与外围技术构造的虚拟现实研究仍在继续进展。多媒体虚拟现实与可视化技术需要相互补充，并与语音、图像识别、智能接口等技术相结合，建立高层次虚拟现实系统。