多媒体技术与应用讲稿(2014-6)第7章多媒体计算机系统7.1多媒体计算机系统概述。7.1.1多媒体硬件系统·7.1.2多媒体软件系统7.2多媒体数据存储·7.2.1光存储设备·7.2.2移动存储设备·7.2.3网络存储模式7.3多媒体功能卡·7.3.1声音卡。7.3.2视频卡7.4多媒体信息I/O设备·7.4.1信息获取设备·7.4.2输出设备●7.4.3触摸屏7.1多媒体计算机系统概述多媒体计算机系统：指把多种媒体技术综合应用到计算机中，实现信息输入、信息处理、信息输出等综合性处理，使各种信息建立起联系，并实现交互性的计算机系统。多媒体计算机系统一般是由多媒体硬件系统和多媒体软件系统组成，多媒体应用软件第四层多媒体开发工具软件第三层多媒体软件系统多媒体操作系统第二层媒体设备驱动程序多媒体外围设备第一层多媒体硬件系统基本计算机硬件7.1.1多媒体硬件系统
多媒体技术与应用讲稿 （2014-6） 第 7 章 多媒体计算机系统 7.1 多媒体计算机系统概述 ⚫ 7.1.1 多媒体硬件系统 ⚫ 7.1.2 多媒体软件系统 7.2 多媒体数据存储 ⚫ 7.2.1 光存储设备 ⚫ 7.2.2 移动存储设备 ⚫ 7.2.3 网络存储模式 7.3 多媒体功能卡 ⚫ 7.3.1 声音卡 ⚫ 7.3.2 视频卡 7.4 多媒体信息 I/O 设备 ⚫ 7.4.1 信息获取设备 ⚫ 7.4.2 输出设备 ⚫ 7.4.3 触摸屏 7.1 多媒体计算机系统概述 多媒体计算机系统：指把多种媒体技术综合应用到计算机中，实现信息输入、信息处理、信 息输出等综合性处理，使各种信息建立起联系，并实现交互性的计算机系统。多媒体计算机 系统一般是由多媒体硬件系统和多媒体软件系统组成。 多媒体应用软件 第四层 多媒体开发工具软件 第三层 多媒体操作系统 媒体设备驱动程序 第二层 多媒体软件系统 多媒体外围设备 基本计算机硬件 第一层 多媒体硬件系统 7.1.1 多媒体硬件系统
信息输出电视机打EP机显示器数码时日扫描仪摄像机视频采集卡i话微像机算o09视盘机年机t耳机角虫换屏主机音箱风落和通信设备光存储设备磁带存储存储设部录象机摄象机扬声器MIC视频卡声音卡键盘硬盘软驱鼠标PC机CD-ROM触摸屏VGACRT1.输入设备：I（1）音频处理部分：负责对各种形式的音频素材识别、合成、转换等处理。（2）视频处理部分：负责各种视频素材采集、编辑，对机器速度、存储要求较高，需要的硬件设备有实时图像采集卡、录像机、摄像机、ID和IV等。（3）图像处理部分：负责各种格式的图像素材采集、编辑加工、处理，需要的硬件V有静态图像采集卡、数字化仪、数码相机、触摸屏、扫描仪等。2.计算机主机：MPCMultimediaPersonalComputer多媒体个人计算机符合MPC标准的具有多媒体功能的个人计算机MPC基本硬件构成：多媒体PC机=PC机+CD-ROM驱动器+声卡
1．输入设备： ➢ （1）音频处理部分：负责对各种形式的音频素材识别、合成、转换等处理。 ➢ （2）视频处理部分：负责各种视频素材采集、编辑，对机器速度、存储要求较高， 需要的硬件设备有实时图像采集卡、录像机、摄像机、ID 和 IV 等。 ➢ （3）图像处理部分：负责各种格式的图像素材采集、编辑加工、处理，需要的硬件 有静态图像采集卡、数字化仪、数码相机、触摸屏、扫描仪等。 2.计算机主机： MPC —— Multimedia Personal Computer 多媒体个人计算机 符合 MPC 标准的具有多媒体功能的个人计算机 MPC 基本硬件构成： 多媒体 PC 机 = PC 机 + CD-ROM 驱动器 + 声卡
MPC1+MPC2+MPC3MPC4+CPU-80386+80486Pentiun75Pentiurn133+内存?2MB4MB8MB16MB软盘1.44MB+1.44MB1.44MB1.44MB+硬盘?30MB160MB+850MB+1.6GB+<1XCD-ROM+2X4X10X+声卡8位?16位16位16位3图像?16位彩色16位彩色24位彩色432位真彩色?分辨率640×480640×480800×600*1280×1024操作系统?Windows2.xWindows3.x+Windows95Windows953输出设备：微机上常用的输出设备有显示器、打印机、绘图机、音箱等。显示器可以用来实时显示图像、文本等，但是不能长期保存数据。而像打印机、绘图仪等可以长期保存数据。4.存储设备常用的存储设备有硬盘、光盘、磁带、移动存储等。多媒体信息可以用刻录机刻录成光盘保存。目前硬盘（IDE硬盘、SCSI硬盘、SATA硬盘、SAS硬盘等）的容量已极大提高，1TB的硬盘已经出现，并且硬盘的转速也有很大的提升，常用的有7200转，而10000转的硬盘技术也很成熟。7.1.2多媒体软件系统用户多媒体应用软件多媒体支持工具软件多媒体操作系统多媒体设备驱区动软件多媒体硬件设备多媒体设备驱动软件1.设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，相当于是硬件的接口，操作系统只能通过这个接口才能控制硬件设备工作。通过驱动程序完成对设备的初始化、设备的打开、关闭、执行内部程序等功能。驱动程序最为广泛的分类是用户模式驱动程序和内核模式驱动程序。（1）用户模式驱动程序①虚拟设备驱动程序（VDD)）：该驱动程序用于仿真16位MS-DOS应用程序。它们把
3 输出设备： 微机上常用的输出设备有显示器、打印机、绘图机、音箱等。显示器可以用来实时显示 图像、文本等，但是不能长期保存数据。而像打印机、绘图仪等可以长期保存数据。 4．存储设备 常用的存储设备有硬盘、光盘、磁带、移动存储等。多媒体信息可以用刻录机刻录成 光盘保存。目前硬盘（IDE 硬盘、SCSI 硬盘、SATA 硬盘、SAS 硬盘等）的容量已极大提高， 1TB 的硬盘已经出现，并且硬盘的转速也有很大的提升，常用的有 7200 转，而 10000 转的 硬盘技术也很成熟。 7.1.2 多媒体软件系统 1．多媒体设备驱动软件 设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，相当于是硬件的接口，操作 系统只能通过这个接口才能控制硬件设备工作。通过驱动程序完成对设备的初始化、设备的 打开、关闭、执行内部程序等功能。 驱动程序最为广泛的分类是用户模式驱动程序和内核模式驱动程序。 （1）用户模式驱动程序 ① 虚拟设备驱动程序（VDD)）：该驱动程序用于仿真 16 位 MS-DOS 应用程序。它们把
MS-DOS应用程序认为是I/O端口的引用并捕获住，并且将它们转译成原生的WindowI/O函数，然后，通过这些函数传递到实际的设备驱动程序中。②打印机驱动程序（PrinterDriver）：是把与设备无关的图形请求转译成与打印机相关的命令。（2）内核模式的驱动程序①文件系统驱动程序（FileSystemDriver）：指接受针对文件的请求，然后，通过向大容量存储设备或网络设备驱动程序发送它们自己的、更为显式的请求，以此来满足所接收到的I/O请求。②即插即用驱动程序（PlugandPlayDriver）：它与硬件一起工作，并且与Windows电源管理器和即插即用管理器结合起来。它们包含了大容量存储设备、视频适配器、输入设备和网络适配器的驱动程序。③非即插即用驱动程序（Non-PlugandPlayDriver）：它为用户模式的程序提供了访问内核模式的服务和驱动程序的途径，并不与PnP（PlayandPlay）管理器或电源管理器结合在一起。这种驱动程序的例子有网络API和协议驱动程序。2.多媒体操作系统操作系统（OperatingSystem，OS）是管理计算机系统资源的最重要的系统软件之一，主要进行CPU管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理等，操作系统一方面改善人机界面，另一方面为其他应用软件提供支持，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用。自前比较常用的多媒体功能的操作系统主要有通用的多媒体操作系统、BeOS多媒体操作系统、CD-I实时光盘操作系统和手机上的多媒体操作系统。（1）通用的多媒体操作系统通用的多媒体操作系统中，如WindowsNT/XP/2000/2003等主要适用于多媒体个人计算机，Linux、Unix适用于对稳定性、可靠性、处理性要求较高的企业用户和特殊用户，Macintosh是广泛用于苹果机的多媒体操作系统。目前普遍运行在PC上的Windows的多媒体操作系统包含的多媒体方面功能主要如下。①多媒体数据的编辑②对多媒体设备的支持③支持多媒体同步④支持多媒体通信（2）BeOS操作系统1996年11月，Be.Inc公司首次推出能在Mac上运行的操作系统，这就是BeOS。BeOS是专门用于多媒体处理的多媒体操作系统，它采用先进的64位文件系统，支持多处理器，其多媒体性能异常优越。BeOS操作系统的多媒体功能：①全图形结构使得BeOS是真正具有图形界面的操作系统，对提高稳定性和运行效率都很有帮助。②BeOS拥有众多功能强大的多媒体软件。其中有MediaPlayer、CDBurner、CDPlayer、MIDIPlayer等。③BeOS使用了64位先进的文件系统，使多媒体制作更高效。④BeOS能够支持多处理器，能使计算机进行高负荷工作，提高工作效率。③完备的网络功能。BeOS能够提供WWW、FTP、E-mail、Telnet等网络服务。（3）CD-I实时光盘操作系统CD-I实时光盘操作系统CD-RTOS（CompactDisc-RealTimeOperatingSystem）是指在特定的交互式多媒体系统中使用的操作系统。CD-I（Compact Disc-Interactive）系统是由
MS-DOS 应用程序认为是 I/O 端口的引用并捕获住，并且将它们转译成原生的 Window I/O 函数，然后，通过这些函数传递到实际的设备驱动程序中。 ② 打印机驱动程序（Printer Driver）：是把与设备无关的图形请求转译成与打印机相关的命 令。 （2）内核模式的驱动程序 ① 文件系统驱动程序（File System Driver）：指接受针对文件的请求，然后，通过向大容量 存储设备或网络设备驱动程序发送它们自己的、更为显式的请求，以此来满足所接收到的 I/O 请求。 ② 即插即用驱动程序（Plug and Play Driver）：它与硬件一起工作，并且与 Windows 电源管 理器和即插即用管理器结合起来。它们包含了大容量存储设备、视频适配器、输入设备和网 络适配器的驱动程序。 ③ 非即插即用驱动程序（Non-Plug and Play Driver）：它为用户模式的程序提供了访问内核 模式的服务和驱动程序的途径，并不与 PnP（Play and Play）管理器或电源管理器结合在一 起。这种驱动程序的例子有网络 API 和协议驱动程序。 2．多媒体操作系统 操作系统（Operating System，OS）是管理计算机系统资源的最重要的系统软件之一， 主要进行 CPU 管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理等，操作系统一方面改善 人机界面，另一方面为其他应用软件提供支持，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用。 目前比较常用的多媒体功能的操作系统主要有通用的多媒体操作系统、BeOS 多媒体操 作系统、CD-I 实时光盘操作系统和手机上的多媒体操作系统。 （1）通用的多媒体操作系统 通用的多媒体操作系统中，如 Windows NT/XP/2000/2003 等主要适用于多媒体个人计算 机，Linux、Unix 适用于对稳定性、可靠性、处理性要求较高的企业用户和特殊用户，Macintosh 是广泛用于苹果机的多媒体操作系统。目前普遍运行在 PC 上的 Windows 的多媒体操作系统 包含的多媒体方面功能主要如下。 ① 多媒体数据的编辑 ② 对多媒体设备的支持 ③ 支持多媒体同步 ④ 支持多媒体通信 （2）BeOS 操作系统 1996 年 11 月，Be. Inc 公司首次推出能在 Mac 上运行的操作系统，这就是 BeOS。BeOS 是专门用于多媒体处理的多媒体操作系统，它采用先进的 64 位文件系统，支持多处理器， 其多媒体性能异常优越。 BeOS 操作系统的多媒体功能： ① 全图形结构使得 BeOS 是真正具有图形界面的操作系统，对提高稳定性和运行效率都很 有帮助。 ② BeOS 拥有众多功能强大的多媒体软件。其中有 Media Player、CD Burner、CDPlayer、 MIDIPlayer 等。 ③ BeOS 使用了 64 位先进的文件系统，使多媒体制作更高效。 ④ BeOS 能够支持多处理器，能使计算机进行高负荷工作，提高工作效率。 ⑤ 完备的网络功能。BeOS 能够提供 WWW、FTP、E-mail、Telnet 等网络服务。 （3）CD-I 实时光盘操作系统 CD-I 实时光盘操作系统 CD-RTOS（Compact Disc-Real Time Operating System）是指在 特定的交互式多媒体系统中使用的操作系统。CD-I（Compact Disc-Interactive）系统是由
Philips和Sony公司设计制造的光盘交互式多媒体计算机系统。CD-RTOS系统结构主要由四部分组成：①系统相关库。库中含有用户所必需的库程序，如高级存取和数据同步程序，以及数学函数、I/O和其他程序，这些程序最重要的是同步程序。②CD-RTOS核。它能够处理多任务，如任务控制、进程通信、存储器管理中断处理、系统服务请求、II/O调用、任务同步等，是CD-I的心脏。③管理程序。管理程序主要包括光盘文件管理模块（CD-FM)、用户通信管理模块（UCM）非易失RAM文件管理模块（NRF）、流式文件管理模块（PFM)。这些管理程序支持CD-I视频处理设备、定位设备、CD-I音频处理设备，以及盘的I/O和确定盘的最佳存取方案。这些程序的上层是和硬件无关的，而下层是和各种设备驱动程序相连接。④设备驱动程序。设备驱动程序包括键盘、定位设备、音频子系统、视频子系统、光盘播放机等驱动程序。（4）智能手机多媒体操作系统目前，智能手机的操作系统主要有Symbian、WindowsMobile、PALM、BlackBerry、linux。而全球智能手机中使用最多的是Symbian操作系统。①Symbian操作系统是由摩托罗拉、西门子、诺基亚等几家大型移动通信设备商共同研发的。它的特点主要表现在通信方面较有优势，占有系统资源不大，耗电量也相对较小，占用机器的储存空间也较少，但在掌上电脑功能方面则表现较为逊色，功能也没那么丰富，而且第三方支持的软件并不是非常多。②WindowsMobile系列操作系统包括PocketPC、SmartPhone以及PocketPCPhone三大平台体系。PocketPC主要用于不具备手机功能的掌上电脑，而SmartPhone和PocketPCPhone则主要为智能手机提供操作系统。③PALM是3Com公司开发的一种32位的嵌入式操作系统，基于PALM操作系统编写的应用程序所占的空间很小，通常只有几十KB，所以基于PALM操作系统的掌上电脑虽然只有几兆内存却可以运行众多的应用程序。黑莓（BlackBerry）是美国市场占有率第一的智能手机，这得益于它的制造商RIM（ResearchinMotion）较早地进入移动市场并且开发出适应美国市场的邮件系统。因为BlackBerry的宽大的屏幕和便于输入的QWERTY键盘，所以BlackBerry一直是移动电邮的“巨无霸”。③目前采用Linux操作系统的手机越来越多，该系统具有稳定、可靠、安全等优点，有强大的网络功能，Linux手机操作系统可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务。不过几乎每一部手机的操作系统都是厂家自己开发的，Linux并没有一个统一的平台。3.多媒体支持工具软件多媒体支持工具软件是集成处理和统一管理文本、图形、静态图像、视频图像、动画、声音等多种媒体信息的一套编辑、制作工具，也称多媒体开发平台。目前，常用的多媒体支持工具软件包括以下3类：（1）多媒体素材制作软件（2）多媒体著作工具软件常用的著作工具软件有Authorware、Frontpage、Powerpoint、WindowsMovieMaker等，都具有良好的编程集成环境。（3）多媒体编程语言常用的多媒体编程语言有VisualBasic、VisualC++及Delphi等。4.多媒体应用软件（1）多媒体压缩与解压工具（2）多媒体播放软件（3）图片浏览器
Philips 和 Sony 公司设计制造的光盘交互式多媒体计算机系统。 CD-RTOS 系统结构主要由四部分组成： ① 系统相关库。库中含有用户所必需的库程序，如高级存取和数据同步程序，以及数学函 数、I/O 和其他程序，这些程序最重要的是同步程序。 ② CD-RTOS 核。它能够处理多任务，如任务控制、进程通信、存储器管理中断处理、系统 服务请求、II/O 调用、任务同步等，是 CD-I 的心脏。 ③ 管理程序。管理程序主要包括光盘文件管理模块（CD-FM）、用户通信管理模块（UCM）、 非易失 RAM 文件管理模块（NRF）、流式文件管理模块（PFM）。这些管理程序支持 CD-I 视频处理设备、定位设备、CD-I 音频处理设备，以及盘的 I/O 和确定盘的最佳存取方案。 这些程序的上层是和硬件无关的，而下层是和各种设备驱动程序相连接。 ④ 设备驱动程序。设备驱动程序包括键盘、定位设备、音频子系统、视频子系统、光盘播 放机等驱动程序。 （4）智能手机多媒体操作系统 目前，智能手机的操作系统主要有 Symbian、Windows Mobile、PALM、BlackBerry、linux。 而全球智能手机中使用最多的是 Symbian 操作系统。 ① Symbian 操作系统是由摩托罗拉、西门子、诺基亚等几家大型移动通信设备商共同研发 的。它的特点主要表现在通信方面较有优势，占有系统资源不大，耗电量也相对较小，占用 机器的储存空间也较少，但在掌上电脑功能方面则表现较为逊色，功能也没那么丰富，而且 第三方支持的软件并不是非常多。 ②Windows Mobile 系列操作系统包括 Pocket PC、SmartPhone 以及 Pocket PC Phone 三大平 台体系。Pocket PC 主要用于不具备手机功能的掌上电脑，而 SmartPhone 和 Pocket PC Phone 则主要为智能手机提供操作系统。 ③ PALM 是 3Com 公司开发的一种 32 位的嵌入式操作系统，基于 PALM 操作系统编写的 应用程序所占的空间很小，通常只有几十 KB，所以基于 PALM 操作系统的掌上电脑虽然只 有几兆内存却可以运行众多的应用程序。 ④ 黑莓（BlackBerry）是美国市场占有率第一的智能手机，这得益于它的制造商 RIM （Research in Motion）较早地进入移动市场并且开发出适应美国市场的邮件系统。因为 BlackBerry 的宽大的屏幕和便于输入的 QWERTY 键盘，所以 BlackBerry 一直是移动电邮的 “巨无霸”。 ⑤ 目前采用 Linux 操作系统的手机越来越多，该系统具有稳定、可靠、安全等优点，有强 大的网络功能，Linux 手机操作系统可实现 WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail 等服务。 不过几乎每一部手机的操作系统都是厂家自己开发的，Linux 并没有一个统一的平台。 3．多媒体支持工具软件 多媒体支持工具软件是集成处理和统一管理文本、图形、静态图像、视频图像、动画、 声音等多种媒体信息的一套编辑、制作工具，也称多媒体开发平台。 目前，常用的多媒体支持工具软件包括以下 3 类： （1）多媒体素材制作软件 （2）多媒体著作工具软件 常用的著作工具软件有 Authorware、Frontpage、Powerpoint、 Windows Movie Maker 等，都具有良好的编程集成环境。 （3）多媒体编程语言 常用的多媒体编程语言有 Visual Basic、Visual C++及 Delphi 等。 4．多媒体应用软件 （1）多媒体压缩与解压工具 （2）多媒体播放软件 （3）图片浏览器