第2章-多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

多媒體通信北京科技大學(xué)楊揚(yáng)第2章多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成概述常用的I/O設(shè)備存儲設(shè)備及存儲技術(shù)USB設(shè)備數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備1、概述多媒體計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境2、常用的I/O設(shè)備多媒體I/O設(shè)備可粗略的分為三類：輸入設(shè)備輸出設(shè)備通信設(shè)備2.1輸入設(shè)備－手寫板使用鍵盤輸入漢字是電腦在我國廣泛普及的障礙之一，而中文手寫輸入設(shè)備的出現(xiàn)使得克服這一障礙有了希望。例如漢王筆，主要由一塊手寫板和一支筆組成。使用時(shí)可直接連到串口上。漢王筆可識別1300多個簡繁體字、識別率達(dá)98％。另外，現(xiàn)在還涌現(xiàn)了許多其它品牌的產(chǎn)品。2.1輸入設(shè)備－圖像掃描儀掃描儀是一種圖像輸入設(shè)備，它可以將圖像輸入到計(jì)算機(jī)里。

掃描儀的主要性能指標(biāo)如下：

分辨率--掃描儀對圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)能力用分辨率來衡量，分辨率通常用每英寸掃描圖像上所含有的像素點(diǎn)的個數(shù)表示，記做dpi(dotperinch)?；叶?/p>

色彩度--

色彩數(shù)表示彩色掃描儀所能產(chǎn)生的顏色范圍，通常用表示每個像素點(diǎn)上顏色的數(shù)據(jù)位數(shù)(bit)表示。速度

幅面2.1輸入設(shè)備－觸摸屏觸摸屏(TouchScreen)是一種定位設(shè)備，當(dāng)用戶用手指或其它設(shè)備觸摸安裝在計(jì)算機(jī)顯示器前面的觸摸屏?xí)r，所摸到的位置(以坐標(biāo)形式)被觸摸屏控制器檢測到，并通過串行口或其它接口(如鍵盤)送到CPU，從而確定用戶所輸入的信息。

觸摸屏系統(tǒng)一般由兩部分組成：觸摸屏控制卡和觸摸檢測裝置。

觸摸屏根據(jù)所用的介質(zhì)以及工作原理，可分為電阻式、電容式、紅外線式和聲表面波式多種。2.1輸入設(shè)備－視頻捕捉卡這種卡是將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換后(捕獲下來)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或者以文件形式存儲在計(jì)算機(jī)中，在Windows平臺下，大多數(shù)轉(zhuǎn)換卡將生成AVI文件。它有以下幾個特征:

視頻捕獲卡是否有Overlay(疊加)功能--將計(jì)算機(jī)的VGA信號與視頻信號疊加，然后把疊加后的信號在顯示器上顯示。用于對連續(xù)圖像進(jìn)行處理產(chǎn)生特技效果支持的輸入視頻標(biāo)準(zhǔn)、視頻源和圖形文件格式

與VGA卡的兼容性

視頻卡是否采用了硬件壓縮2.2輸出設(shè)備－CRT顯示器CRT(CathodeRayTube)是由德國人布勞恩發(fā)明，因而一般也稱為布勞恩管。一般稱為CRT顯示器的是一種在計(jì)算機(jī)輸出顯示或圖像信息系統(tǒng)中使用的電視監(jiān)視器。

CRT顯示器的種類是根據(jù)所使用的CRT的種類分類的,有存儲型、隨機(jī)掃描型(XY型)，以及光柵掃描型(家庭用電視機(jī)就是這種方式)等2.2輸出設(shè)備－液晶顯示器(LCD)LCD是一種低電壓、低功耗器件，可直接由MOS-IC驅(qū)動，因此器件和驅(qū)動系統(tǒng)之間的配合較好。其優(yōu)點(diǎn)是平面型，結(jié)構(gòu)簡單，其顯示面也可任意加工制作。使用壽命比較長，目前已知道具有五萬小時(shí)以上的壽命。液晶顯示器是在一定電壓下（僅為數(shù)伏）使液晶的分子改變排列方式，由于分子的再排列，使液晶及其玻璃構(gòu)成的顯示屏的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，顯示出不同顏色，也就是說液晶顯示器是一種液晶利用光調(diào)制的受光型顯示器件。2.2輸出設(shè)備－等離子顯示器(PDP)等離子體顯示器又稱電漿顯示器，是繼CRT、LCD后的最新一代顯示器，其特點(diǎn)是厚度極薄，分辨率佳。

等離子體顯示技術(shù)（PlasmaDisplay）的基本原理是這樣的：顯示屏上排列有上千個密封的小低壓氣體室（一般都是氙氣和氖氣的混合物），電流激發(fā)氣體，使其發(fā)出肉眼看不見的紫外光，這種紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍(lán)三色熒光體，它們再發(fā)出我們在顯示器上所看到的可見光。2.2輸出設(shè)備－背投電視背投(RearProjector)是相對于正投而言的是觀察者和投影機(jī)位于背投屏幕的兩側(cè)，將投影機(jī)安裝在機(jī)身內(nèi)的底部，從投影機(jī)投射出來的光照射到半透明的背投屏幕時(shí)會有部分光透過，觀察者看到的是透射出來的光。圖像的放大是由光源和屏幕之間的反光鏡使光線彎折來實(shí)現(xiàn)的。2.2輸出設(shè)備－顯卡顯卡的主要作用是對圖形函數(shù)進(jìn)行加速當(dāng)用戶使用Windows操作系統(tǒng)后，CPU已經(jīng)無法對眾多的圖形函數(shù)進(jìn)行處理，而最根本的解決方法就是圖形加速卡。圖形加速卡擁有自己的圖形函數(shù)加速器和顯存，這些都是專門用來執(zhí)行圖形加速任務(wù)，因此就可以大大減少CPU所必須處理的圖形函數(shù)

作為顯示卡的重要組成部分，顯存也一直隨著加速芯片的發(fā)展而逐步改變著。2.2輸出設(shè)備－顯卡顯存容量與分辨率的關(guān)系：所需顯存＝圖形分辨率×色彩精度/8顯存帶寬＝運(yùn)行頻率×數(shù)據(jù)帶寬/8顯存的速度：一般以ns為單位。常見的顯存有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns和2.5ns

2.2輸出設(shè)備－打印機(jī)打印機(jī)是一種最傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備。目前市場上的打印機(jī)主要分為擊打式和非擊打式兩大類。擊打式以點(diǎn)陣針擊式打印機(jī)(DotMatrixPrinter)為主，非擊打式以激光打印機(jī)(LaserJetsPrinter)和噴墨式打印機(jī)(InkJetsPrinter)為主。高檔彩色打印機(jī)是可打印彩色圖形和文字的噴墨和激光打印機(jī)，圖像輸出質(zhì)量已達(dá)到照片級：

熱升華打印機(jī)熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)固態(tài)噴墨打印機(jī)2.3通信設(shè)備－調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器的英文是Modem(Module與Demodule的縮寫)，其作用是利用模擬信號傳輸線路傳輸數(shù)字信號。

在Windows環(huán)境下，Modem的配置對上網(wǎng)速度有很大的影響2.3通信設(shè)備－網(wǎng)卡網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中最基本的部件之一，又稱為網(wǎng)絡(luò)卡或網(wǎng)絡(luò)接口卡，英文簡稱NIC(NetworkInterfaceCard)。它的主要工作原理為整理計(jì)算機(jī)上發(fā)往網(wǎng)線上的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分解為適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包之后向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送出去。它還負(fù)責(zé)網(wǎng)線上傳過來的數(shù)據(jù)。網(wǎng)卡按其傳輸速度來分可分為10M網(wǎng)卡、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡以及千兆(1000M)網(wǎng)卡。按主板上的總線類型來分，又可分為ISA、VESA、EISA、PCI等接口類型。3、存儲設(shè)備及存儲技術(shù)對多媒體終端來說，存儲設(shè)備的發(fā)展趨勢是更大容量和更高速度硬盤生產(chǎn)商通過一種稱為反鐵磁耦合介質(zhì)(AFC)的硬盤涂層，使每個硬盤盤片上能夠存放更多的數(shù)據(jù)。這種硬盤涂層中使用了被IBM稱之為“仙塵”的釕元素。現(xiàn)在的大多數(shù)硬盤的存儲密度為每平方英寸20GB，AFC硬盤的存儲密度最終將能夠達(dá)到這一數(shù)字的5倍--一塊400GB的硬盤與普通80GB的硬盤體積大致相當(dāng)在硬盤容量不斷擴(kuò)大的同時(shí)，半導(dǎo)體存儲技術(shù)也在不斷地推陳出新---相變存儲器3、存儲設(shè)備及存儲技術(shù)數(shù)據(jù)存儲市場的發(fā)展，使得以服務(wù)器為中心的數(shù)據(jù)存儲模式逐漸向以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)存儲模式轉(zhuǎn)化。目前幾種主流的存儲技術(shù)：

NAS(NetworkAttachedStorage,網(wǎng)絡(luò)附加存儲)SAN(StorageAreaNetwork，存儲局域網(wǎng))DAS(Direct-AttachedStorage，直接附加存儲）

IP存儲光存儲虛擬存儲4、USB設(shè)備USB（UniversalSerialBus）即通用串行總線，是由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和NorthernTelecom等公司為簡化PC與外設(shè)之間的互連而共同研究開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)化連接器，它支持各種PC與外設(shè)之間的連接，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)字多媒體集成。

USB接口的主要特點(diǎn)是：即插即用、可熱插拔并具有自動配置能力。用戶只要簡單地將外設(shè)連接到USB總線中，PC就能自動識別和配置USB設(shè)備，而且?guī)捀螅黾油庠O(shè)時(shí)無需在PC內(nèi)添加接口卡，多個USB集線器可相互傳送數(shù)據(jù)，使PC可以用全新的方式控制外設(shè)。USB連接線USB鼠標(biāo)USB主要有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：使用方便速度快連接靈活獨(dú)立供電支持多媒體低成本4.1USB的硬件結(jié)構(gòu)USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游（Downstream）設(shè)備提供電源，對于高速且需要高帶寬的外設(shè)，USB以全速12Mbps的傳輸數(shù)據(jù)；對于低速外設(shè)，USB則以1.5Mbps的傳輸速率來傳輸數(shù)據(jù)。USB總線會根據(jù)外設(shè)情況在兩種傳輸模式中自動地動態(tài)轉(zhuǎn)換。USB系統(tǒng)采用級聯(lián)星型拓?fù)洌撏負(fù)溆扇齻€基本部分組成：主機(jī)（Host）、集線器（Hub）和功能設(shè)備（Funcs）。4.2USB的軟件結(jié)構(gòu)USB總線接口：處理電氣層與協(xié)議層的互連

USB系統(tǒng)：用主控制器管理主機(jī)與USB設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸主控制器驅(qū)動程序（HCD）USB設(shè)備類驅(qū)動程序(USBD)

USB設(shè)備驅(qū)動程序

USB系統(tǒng)促進(jìn)客戶和功能間的數(shù)據(jù)傳輸，并作為USB設(shè)備的規(guī)范接口的一個控制點(diǎn)。USB系統(tǒng)提供緩沖區(qū)管理能力并允許數(shù)據(jù)傳輸同步于客戶和功能的需求。

USB客戶軟件

4.3USB的數(shù)據(jù)流傳輸主控制器負(fù)責(zé)主機(jī)和USB設(shè)備間數(shù)據(jù)流的傳輸。

USB支持四種基本的數(shù)據(jù)傳輸模式：控制傳輸、等時(shí)傳輸、中斷傳輸及數(shù)據(jù)塊傳輸。控制傳輸：外設(shè)與主機(jī)之間各種控制、狀態(tài)、配置等信息的傳輸?shù)葧r(shí)傳輸：周期性、時(shí)延和帶寬有限、數(shù)傳率不變的外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸中斷傳輸：數(shù)據(jù)量小、無周期性、對響應(yīng)時(shí)間敏感的外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)塊傳輸：數(shù)據(jù)量很大的外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸4.4USB的應(yīng)用計(jì)算機(jī)支持USB---安裝USB連接卡讓W(xué)indows系統(tǒng)支持USB---安裝USB驅(qū)動程序讓計(jì)算機(jī)連接更多的USB設(shè)備---安裝USB集線器4.5USB的產(chǎn)品滿足USB要求的外設(shè)有調(diào)制解調(diào)器、鍵盤、鼠標(biāo)、光驅(qū)、游戲手柄、軟驅(qū)、掃描儀、音箱等。USB產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬U盤。U盤即USB盤的簡稱，是閃存的一種，因此也叫閃存盤，是移動存儲設(shè)備之一。其最大的特點(diǎn)是：小巧便與攜帶、存儲容量大、價(jià)格便宜。一般的U盤容量有64M、128M、256M、512M、