•2019年一级造价工程师《工程计价》寒假作业.pdf

1、用 UDP 中的源和目标端 口以及包长度域。由 TFTP 使用的包标记（TID）在这里被用做端口，因此 TID 必须介于 0 到 65,535 之间。对它的初始化我们在后面讨论。TFTP 头中包括两上字节的操作码，这个码 指出了包的类型下面我们看看大体上的 TFTP 包格式。 初始连接初始连接 初始连接时候需要发出 WRQ（Write request 请求写入远程系统）或 RRQ（Read request 请求读取远程系统） ， 收到一个确定应答， 一个确定可以写出的包或应该读取的第一块数据。 通常确认包包括要确认的包的包号， 每个数据包都与一个块号相对应， 读请求块号从 1 开始 而且是连续

2、的。因此对于写入请求的确定是一个比较特殊的情况，因此它的包的包号是 0。 如果收到的包是一个错误的包，则这个请求被拒绝。创建连接时，通信双方随机选择一个 TID， 因此是随机选择的， 因此两次选择同一个 ID 的可能性就很小了。 每个包包括两个 TID， 发送者 ID 和接收者 ID。这些 ID 用于在 UDP 通信时选择端口，请求主机选择 ID 的方法上 面已经说过了，在第一次请求的时候它会将请求发到 TID 69，也就是服务器的 69 端口上。 应答时，服务器使用一个选择好的 TID 作为源 TID，并用上一个包中的 TID 作为目的 ID 进 行发送。这两个被选择的 ID 在随后的通信中

3、会被一直使用。下例是一个写入的例子，其中 WRQ，ACK 和 DATA 代表写入请求，确认和数据。 1. 主机 A 向主机 B 发出 WRQ，其中端口为 69 2. B 机向 A 机发出 ACK，块号为 0，包括 B 和 A 的 TID 此时连接建立， 第一个数据包以序列号 1 从主机开始发出。 以后两台主机要保证以开始 时确定的 TID 进行通信。如果源 ID 与原来确定的 ID 不一样，这个包会被认识为发送到了 错误的地址而被抛弃。错误的包是被发送到正确端口的，但是包本身有错误。设想发送方发 出一个请求，这个请求在网络的那个设备中被复制成两个包，接收方先后接收到两个包。接 收方会认为为这是

4、两个独立的请求，会返回两个应答。当这两个应答其中之一被接收到时， 连接已经建立。第二个应答再到达时，这个包会被抛弃，而不会因为接收到第二个应答包而 导致第一个建立的连接失败。 TFTP 包包 - | Local Medium | Internet | Datagram | TFTP Opcode | - TFTP 支持五种类型的包，分别如下： opcode operation 1 .Read request （RRQ） 2 .Write request （WRQ） 3 .Data （DATA） 4 .Acknowledgment （ACK） 5 .Error （ERROR） 包头中包括了这个包

5、所指定的操作码。 RRQ/WRQ 包如下： 2 bytes string 1 byte string 1 byte - | Opcode | Filename | 0 | Mode | 0 | - RRQ 和 WRQ 包（代码分别为 1 和 2）的格式如上所示。文件名是 NETASCII 码字符， 以 0 结束。 而 MODE 域包括了字符串“netascii“，“octet“或“mail“，名称不分大小写。接收 到 NETASCII 格式数据的主机必须将数据转换为本地格式。OCTET 模式用于传输文件，这 种文件在源机上以 8 位格式存储。 假设每个机器都存在一个 8 位的格式， 这样的假设

6、是最一 般的。比如 DEC-20，这是一种 36 位机，我们可以假设它是 4 个 8 位外加另外 4 位而构成。 如果机器收到 OCTET 格式文件，返回时必须与原来文件完全一样。在使用 MAIL 模式时， 用户可以在 FILE 处使用接收人地址，这个地址可以是用户名或用户名主机的形式，如果 是后一种形式，允许主机使用电子邮件传输此文件。如果使用 MAIL 类型，包必须以 WRQ 开始， 否则它与 NETASCII 完全一样。 我们的讨论建立在发送方和接收方都在相同模式的情 况下，但是双方可以以不同的模式进行传输。例如一个机器可以是一台存储服务器，这样一 台服务器需要将 NETASCII 格式

7、转换为自己的格式。 另外， 我们可以设想 DEC-20 这种机器， 它使用 36 位字长， 用户这边可以使用特殊的机制一次读取 36 位， 而服务器却可以仍然使用 8 位格式。在这两种情况下，我们看到了两台机器使用不同格式的情况。可以在两台主机间 定义其它的传输方式，但是定义要小心，因为这种传输方式不为人知，而且也没有权威机构 为其指定名称或定义它的模式。 DATA 包如下： 2 bytes 2 bytes n bytes - | Opcode | Block # | Data | - DATA 包数据在数据包中传输，其格式如上图所示。数据包的 OP 码为 3，它还包括有 一个数据块号和数据。

8、数据块号域从 1 开始编码，每个数据块加 1，这样接收方可以确定这 个包是新数据还是已经接收过的数据。 数据域从 0 字节到 512 字节。 如果数据域是 512 字节 则它不是最后一个包，如果小于 512 字节则表示这个包是最后一个包。除了 ACK 和用于中 断的包外，其它的包均得到确认。发出新的数据包等于确认上次的包。WRQ 和 DATA 包由 ACK 或 ERROR 数据包确认，而 RRQ 数据包由 DATA 或 ERROR 数据包确认。 下图即是一个 ACK 包，操作码为 4。其中的包号为要确认的数据包的包号。 ACK 包如下： 2 bytes 2 bytes - | Opcode |

9、 Block # | - WRQ 数据包被 ACK 数据包确认，WRQ 数据包的包号为 0。 ERROR 包如下： 2 bytes 2 bytes string 1 byte - | Opcode | ErrorCode | ErrMsg | 0 | - 一个 ERROR 包，它的操作码是 5，它的格式如上所示。此包可以被其它任何类型的包 确认。错误码指定错误的类型。错误的值和错误的意义在附录中。错误信息是供程序员使用 的。 正常终止正常终止 传输的结束由 DATA 数据标记，其包括 0-511 个字符。这个包可以被其它数据包确认。 接收方在发出对最后数据包的确认后可以断开连接，当然，适当的等

10、待是比较好的，如果最 后的确定包丢失可以再次传输。 如果发出确认后仍然收到最后数据包， 可以确定最后的确认 丢失。发送最后一个 DATA 包的主机必须等待对此包的确认或超时。如果响应是 ACK，传 输完成。 如果发送方超时并不准备重新发送并且接收方有问题或网络有问题时， 发送也正常 结束。当然实现时也可以是非正常结束，但无论如何连接都将被关闭。 早终结早终结 如果请求不能被满足，或者在传输中发生错误，需要发送 ERROR 包。这仅是一种传输 友好的方式，这种包不会被确认也不会被重新传输，因此这种包可能永远不会被接收到。因 此需要用超时来侦测错误。 其它：其它： 读文件的初始连接 1. 主机 A

11、 发 RRQ 到 A，包括源=A 的 ID 和目的=69 2. 主机 B 发送 DATA，其中包号=1，这个包被传送到 A，源=B 的 ID，目的=A 的 ID 错误码 Value Meaning 0 未定义，请参阅错误信息（如果提示这种信息的话） 1 文件未找到 2 访问非法 3 磁盘满或超过分配的配额 4 非法的 TFTP 操作 5 未知的传输 ID 6 文件已经存在 7 没有类似的用户 安全问题安全问题 因为 TFTP 没有安全控制机制，因此安全问题应该多加考虑。通常 TFTP 允许下载数据 而不允许上传数据。本实验我们实现的 TFTP 允许下载数据也允许上传数据。那么就让我们 通过神舟

12、 IV 号开发板太网硬件平台认识一下 TFTP 协议，实现一个通过 TFTP 升级神舟 IV 号开发板固件的实例。 ? 硬件设计硬件设计 神舟IV号开发板的处理器STM32F107内部以太网模块与外部PHY芯片采用RMII接口的 连接图如下所示：采用RMII接口比MII接口可以节约近一半管脚资源。 图表 3 STM32F107 以太网 RMII 连接图 神舟 IV 号开发板采用高性价比的 DM9161A 作为 10M/100M 以太网 PHY 芯片，采用 RMII 接口与连接，标准 RJ45 接口，支持平行交叉网线自适应。其原理图如所示。 图表 4 以太网接口原理图 DM9161A 是一款在嵌

13、入式系统中应用的极为普遍的以太网 PHY 芯片。DM9161A 符合 IEEE802.3.10BASE-T/100BASE-TX 协议，符合 ANSIX3T12TP-PMD1995 标准，集成 10BASE-T,100BASE-TX 收发器，支持 MII/RMII 接口，支持中继模式和节点模式转换，支 持全工和半工模式转换，含可触发中断的 MII/RMII 管理接口，支持低功耗模式，采用 0.35 纳米 COMS 工艺，3.3V 供电， 48-pin PQFP 小封装（11cm）。 ? 软件设计软件设计 本实验实现的功能是： 在神舟本实验实现的功能是： 在神舟 IV 号开发板上实现号开发板上实

14、现 HTTP 协议的服务端， 并在此基础上 实现一个支持升级的特定网页。用户首先通过 协议的服务端， 并在此基础上 实现一个支持升级的特定网页。用户首先通过 HTTP 浏览器打开设备中的特定网页，输入 用户名和密码之后，就可以将新的固件上传到设备。也可以通过 浏览器打开设备中的特定网页，输入 用户名和密码之后，就可以将新的固件上传到设备。也可以通过 TFTP 协议新的固件上传 到设备。此时神舟 协议新的固件上传 到设备。此时神舟 IV 号开发板将接收到的新固件写入处理器的号开发板将接收到的新固件写入处理器的 FLASH 里运行。里运行。 软件部分我们分为六部分六部分来讲解，第一部分 Lwip

15、协议栈相关知识。第二部分主要介绍 网络数据包在软件处理中的流向。 第三部分介绍网络以及系统的初始化。 第四部分介绍实现 HTTP 协议的网页应用程序。第五部分介绍实现 TFTP 协议应用程序。最后第六部分介绍实 现升级处理器的 FLASH 的相关程序。 第一部分第一部分Lwip协议栈相关知识。协议栈相关知识。 Lwip协议栈相关知识设计的涉及Lwip协议的实现以及底层TCPIP相关知识和API应用 程序接口部分等，相关知识请参考附件TCP/IP 协议栈LwIP的设计与实现。该附件描述 了LwIP的设计与实现。描述了在协议栈实现中以及像内存与缓冲管理这样的子系统中使用 的算法和数据结构。本文还包

16、括LwIP的参考手册以及使用LwIP的代码例子。 第二部分主要介绍网络数据包的流向。第二部分主要介绍网络数据包的流向。 首先我们从 main 函数看起，首先是初始化按键 2 然后检测按键 2 是否被按下： 如果按键 2 没有被按下则检测地 址处的代码是否合法，如果合法则运行带代码；如果不合法则点亮 LED3 指示灯提示异常。 检测 0X08010000 地址处的代码是否合法的原理是， Cortex-M3 的固件第一个字 （32 位） 必须是堆栈指针的地址，而堆栈是可读可写的，所以其地址必须指向 RAM 也就是指向 0x20000000-0x20010000 这段地址。 如果按键 2 被按下则运

17、行“IAP over Ethernet”的固件，然后初始化网口以及 LwIp 协议 栈 以及 实现 HTTP 协议的网页应用程序和实现 TFTP 协议应用程序等待来自网络的数据， 将其解析后存入对应的 FLASH 地址处： main 函数主要完成然后是- -最后 是。真正解析处理网络数据包是在 mian 函数中调用 “System_Periodic_Handle();”来处理的。 与前面的实验不同的是：前面的几个以太网实现均使用的是以太网中断的方式；而本 实验使用的是在 Main 函数的 while 循环中查询的方式。其查询代码即是 Main 函数中的“/* check if any pack

18、et received */ if (ETH_GetRxPktSize()!=0)” LwIP_Pkt_Handle()函数调用了 ethernetif_input 函数 ethernetif_input ()函数中的“p = low_level_input(netif);”将数据接收存入 pbuf 中，然后 （move received packet into a new pbuf）的“err = netif-input(p, netif);” 最终调用了位于 “etharp.c”文件中的函数“err_t ethernet_input(struct pbuf *p, struct netif

19、 *netif)” 负责解析 通知协议栈。 也就是说最终调用了位于“etharp.c”文件中的函数“err_t ethernet_input(struct pbuf *p, struct netif *netif)”后返回，最后 mian 函数周期调用的“System_Periodic_Handle();”函数便 会解析处理 pbuf 中的网络数据。 第三部分介绍网络以及系统的初始化。第三部分介绍网络以及系统的初始化。 以太网 GPIO 管脚配置，由于是 RMII 接口使用的管脚与 MII 有所不同： 以太网配置，包括相关的时钟、MAC 参数以及 DMA 等等： DHCP协议（Dynamic

20、Host Configuration Protocol）是设备自动获取IP地址的一种协议， 神舟四号也支持DHCP协议，DHCP协议动态IP分配的配置在文件 Utilitieslwip-1.3.1srcincludelwipopt.h文件的第523行至533行 当设置为“#define LWIP_DHCP 1“时， 将启动动态IP分配的功能， 当动态IP分配失败时 才使用静态IP地址；当设置为“#define LWIP_DHCP 0“时，将关闭动态IP分配的功能，直接 使用静态IP地址。 神舟四号开发板的出厂IP地址为192.168.1.6，用户可以根据自己的实际环境修改用户期 望的地址。关于

21、静态IP地址的设置在文件Projectsrcnetconf.c文件中中有两处地方涉及静态 IP，第一处在第118行至122行LwIP_Init函数里： 以上地址是在关闭动态IP分配的功能（即“#define LWIP_DHCP 0“）时，直接使用上 述IP地址 第二处在在Projectsrcnetconf.c文件中的第333行至335行Display_Periodic_Handle函数 里 以上地址当启动动态 IP 分配的功能（即“#define LWIP_DHCP 1“） ，但是动态 IP 地址 分配超时失败时使用上述 IP 地址，您可以安装您的要求修改 IP 地址，修改后需要重新编译 软件

22、工程并重新下载到神舟四号开发板上才能生效。 第四部分介绍实现第四部分介绍实现 HTTP 的的 WEB 服务器应用程序服务器应用程序 实现 HTTP 的应用的相关程序位于“httpserver.c”文件中，首先是头文件引用与函数声 明等等： 然后是 HTTP 初始化，申请资源并向协议栈注册函数，通过 pcb = tcp_new();-8800学习网址： 7.2.4 厂房、仓库、公共建筑的外墙应在每层的适当位置设置可供消防救援人员进入的窗 口。 12.关于大型商业综合体消防设施施工前需具备的基本条件的说法中，错误的是（） A.消防工程设计文件经建设单位批准 B.消防设施设备及材料有符合市场准入制度

23、的有效证明及产品出厂合格证书 C.施工现场的水、电能够满足连续施工的要求 D.与消防设施相关的基础、预埋件和预置孔洞等符合设计要求 【答案】A 13.某在建工程，单体体积为 35000m ,设计建筑高度为 23.5m,临时用房建筑面积为 1200 ，设置了临时室内、外消防给水系统。该建设工程施工现场临时消防设施设置的做法中，不 符合现行国家消防技术标准要求的是() A.临时室外消防给水干管的管径采用 DN 100 B.设置了两根室内临时消防竖管 C.每个室内消火栓处只设置接口，未设置消防水带和消防水枪 D.在建工程临时室外消防用水量全按火灾延续时间 1.00h 确定 【答案】D 【解析】室内消

24、火栓快速接口及消防软管设置的基本要求。施工现场作为在建工程，如果 完全按照建成工程来要求室内消火栓的设置是不太合理的，结合施工现场特点，每个室内消火 栓处只设接口，不设消防水带、消防水枪，是综合考虑初起火灾的扑救及管理性和经济性要求 的结果，但要做好保护措施。综合考虑，设置临时室内消防给水系统的在建工程，各结构层均 应设置室内消火栓接口及消防软管接口，并应符合下列要求： 1）在建工程的室内消火栓接口及软管接口应设置在位置明显且易于操作的部位。 2）消火栓接口的前端应设置截止阀。 3）消火栓接口或软管接口的间距，多层建筑不大于 50m ，高层建筑不大于 30m。 建设工程施工现场消防安全技术规范

25、 GB50720-2011 5.3.6 在建工程的临时室外消防用水量不应小于表 5.3.6 的规定 优质教育成功之路 全国统一报名咨询电话：400-861-8800学习网址： 14.下列设备和设施中，属于临时高压消防给水系统构成必需的设备设施是（） A.消防稳压泵 B.消防水泵 C.消防水池 D.市政管网 【答案】B 15.关于高层办公楼疏散楼梯设置的说法中，错误的是() A.疏散楼梯间内不得设置烧水间、可燃材料储存室、垃圾道 B.疏散楼梯间内不得设有影响疏散的凸出物或其他障碍物 C.疏散楼梯间必须靠外墙设置并开设外窗 D.公共建筑的疏散楼梯间不得敷设可燃气体管道 【答案】C 16.某七氟丙烷

26、气体火火系统防护区的灭火剂储存容器，在 20时容器内压力为 2. 5MPa， 50时的容器内压力为 4.2MPa， 对该防护区灭火剂输送管道采用气压强度试验代替水压强度试 验时，最小试验压力应为（） Mpa A. 4.83B. 3.75C. 4.62D. 6.3 【答案】A4.2*1.15=4.83 【解析】气体灭火系统施工及验收规范 GB50263-2007 管道强度试验和气密性试验方法 E.1.1水压强度试验压力应按下列规定取值： 1对高压二氧化碳灭火系统，应取 15.0 MPa；对低压二氧化碳灭火系统，应取 4.0 MPa。 2对 IG 541 混合气体灭火系统，应取 13.0 MPa。

27、 3对卤代烷 1301 灭火系统和七氟丙烷灭火系统，应取 1.5 倍系统最大工作压力，系统最 大工作压力可按表 E 取值。 优质教育成功之路 全国统一报名咨询电话：400-861-8800学习网址： E.1.2进行水压强度试验时，以不大于 0.5 MPa/s 的升压速率缓慢升压至试验压力，保 压 5 min，检查管道各处无渗漏，无变形为合格。 E.1.3当水压强度试验条件不具备时，可采用气压强度试验代替。气压强度试验压力取 值：二氧化碳灭火系统取 80 %水压强度试验压力，IG 541 混合气体灭火系统取 10.5 MPa，卤 代烷 1301 灭火系统和七氟丙烷灭火系统取 1.15 倍最大工作

28、压力。 E.1.4气压强度试验应遵守下列规定： 试验前，必须用加压介质进行预试验，预试验压力宜为 0.2 MPa。 试验时，应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的 50 %时，如未发现异状或泄漏，继 续按试验压力的 10 %逐级升压，每级稳压 3 min，直至试验压力。保压检查管道各处无变形， 无泄漏为合格。 E.1.5灭火剂输送管道经水压强度试验合格后还应进行气密性试验，经气压强度试验合 格且在试验后未拆卸过的管道可不进行气密性试验。 E.1.6灭火剂输送管道在水压强度试验合格后，或气密性试验前，应进行吹扫。吹扫管 道可采用压缩空气或氮气，吹扫时，管道末端的气体流速不应小于 20 m/s，

29、采用白布检查，直 至无铁锈、尘土、水渍及其他异物出现。 E.1.7气密性试验压力应按下列规定取值： 1对灭火剂输送管道，应取水压强度试验压力的 2/3。 2对气动管道，应取驱动气体储存压力。 E.1.8进行气密性试验时，应以不大于 0.5 MPa/s 的升压速率缓慢升压至试验压力，关 断试验气源 3 min 内压力降不超过试验压力的 10 %为合格。 E.1.9气压强度试验和气密性试验必须采取有效的安全措施。加压介质可采用空气或氮 气。气动管道试验时应采取防止误喷射的措施。 优质教育成功之路 全国统一报名咨询电话：400-861-8800学习网址： 17.干式自动喷水灭火系统和预作用自动喷水灭

30、火系统的配水管道上应设(） A.压力开关B.报警阀组C.快速排气阀D.过滤器 【答案】C 18.关于气体灭火系统维护管理周期检查项目的说法，错误的是() A.每日应检查低压二氧化碳储存装置的运行情况和储存装置间的设备状态 B.每月应检查预制灭火系统的设备状态和运行状况 C.每年应对选定的防护区进行 1 次模拟启动试验 D.每月应检查低压二氧化碳灭火系统储存装置的液位计 【答案】C 【解析】气体灭火系统施工及验收规范 GB50263-2007 8 维护管理 8.0.1气体灭火系统投入使用时，应具备下列文件，并应有电子备份档案，永久储存： 系统及其主要组件的使用、维护说明书。 系统工作流程图和操作

31、规程。 系统维护检查记录表。 值班员守则和运行日志。 8.0.2气体灭火系统应由经过专门培训，并经考试合格的专职人负责定期检查和维护。 8.0.3应按检查类别规定对气体灭火系统进行检查，并按本规范表 F 做好检查记录。检 查中发现的问题应及时处理。 8.0.4与气体灭火系统配套的火灾自动报警系统的维护管理应按现行国家标准火灾自 动报警系统施工及验收规范GB 50116 执行。 优质教育成功之路 全国统一报名咨询电话：400-861-8800学习网址： 8.0.5每日应对低压二氧化碳储存装置的运行情况、储存装置间的设备状态进行检查并 记录。 8.0.6每月检查应符合下列要求： 1 低压二氧化碳灭

32、火系统储存装置的液位计检查，灭火剂损失 10 %时应及时补充。 2 高压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷管网灭火系统及 IG541 灭火系统等系统的检查内容及 要求应符合下列规定： 1）灭火剂储存容器及容器阀、单向阀、连接管、集流管、安全泄放装置、选择阀、阀驱 动装置、喷嘴、信号反馈装置、检漏装置、减压装置等全部系统组件应无碰撞变形及其他机械 性损伤，表面应无锈蚀，保护涂层应完好，铭牌和标志牌应清晰，手动操作装置的防护罩、铅 封和安全标志应完整。 2）灭火剂和驱动气体储存容器内的压力，不得小于设计储存压力的 90 %。 3预制灭火系统的设备状态和运行状况应正常。 8.0.7每季度应对气体灭火系统进行

33、 1 次全面检查，并应符合下列规定： 1 可燃物的种类、分布情况，防护区的开口情况，应符合设计规定。 2 储存装置间的设备、灭火剂输送管道和支、吊架的固定，应无松动。 3 连接管应无变形、裂纹及老化。必要时，送法定质量检验机构进行检测或更换。 4 各喷嘴孔口应无堵塞。 5 对高压二氧化碳储存容器逐个进行称重检查，灭火剂净重不得小于设计储存量的 90 %。 6 灭火剂输送管道有损伤与堵塞现象时，应按本规范第 E.1 节的规定进行严密性试验和吹 扫。 8.0.8每年应按本规范第 E.2 节的规定，对每个防护区进行 1 次模拟启动试验，并应按 本规范第 7.4.2 条规定进行 1 次模拟喷气试验。

34、8.0.9低压二氧化碳灭火剂储存容器的维护管理应按压力容器安全技术监察规程执 行；钢瓶的维护管理应按气瓶安全监察规程执行。灭火剂输送管道耐压试验周期应按压 力管道安全管理与监察规定执行。 19.进行区域火灾风险评估时，在明确火灾风险评估目的和内容的基础上.应进行信息采 集，重点收集与区域安全相关的信息。下列信息中，不属于区域火灾风险评估时应重点采集的 信息是() A.区域内人口概况 优质教育成功之路 全国统一报名咨询电话：400-861-8800学习网址： B.区域的环保概况 C.消防安全规章制度 D.区域内经济概况 【答案】B 20.在防排烟系统中，系统组件在正常工作状态下的启闭状态是不同的

35、，关于防排烟系统 组件启闭状态的说法中，不正确的是() A.加压送风口既有常开式，也有常闭式 B.排烟防火阀及排烟阀平时均呈开启状态 C.排烟防火阀及排烟阀平时均呈关闭状态 D.自垂百叶式加压送风口平时呈开启状态 【答案】B 21.下列建筑防排烟系统周期性检查维护项目中，不属于每月检查项目的是（） A 风机流量压力性能测试 B 排烟风机手动启停 C 挡烟垂壁启动复位 D 排烟风机自动启动 【答案】A 22.下列避难走道的防火检查结果中，不符合现行国家消防技术标准的是（） A 避难走道采用耐火极限 3.0第四章 多媒体技术 多媒体技术概述 一 4.1 多媒体技术概述 多媒体技术就是把声、图、文、

36、视频等媒体通过计算机集成在一起的技术。即通过计算机把 文本、图形、图像、声音、动画和视频等多种媒体综合起来，使之建立起逻辑连接，并对它们进 行采样量化、编码压缩、编辑修改、存储传输和重建显示等处理。 4.1.1 多媒体技术的概念 1. 媒体 媒体，又称为媒介或媒质，它是信息表示和传输的载体。在现实世界中，媒体就是人们用于 传播和表示各种信息的手段，如报纸、杂志、电视机、收音机等。而在计算机领域中，媒体 (Medium) 有两层含义：一是指用来存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器等； 二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等。多媒体技术中的媒体一般是指后 者。 根据国际

37、电信联盟的定义，媒体包含感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体和传输媒体 五种。 （ 1 ）感觉煤体 (Perception Medium) 感觉媒体是指直接作用于人的感觉器官，使人产生直接感觉的媒体，如引起听觉反应的声音、引起视觉 反应的图像等。感觉媒体一般包括自然界的各种声音以及人类的各种语言、文字、音乐、图形、图像和动画 等。 （ 2 ）表示媒体 (Representation Medium) 表示媒体是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地研究和编制出的信息编码。根据各类信息的特性， 表示媒体有多种编码方式，如语音编码（ PCM ）、文本编码（ ASCII ）、静止图像编码（ JPEG

38、）和运动 图像编码（ MPEG ）等。 （ 3 ）表现媒体 (Presentation Medium) 表现媒体是指用于获取和显示的设备，也称为显示媒体。表现媒体又分为输入显示媒体和输 出显示媒体。输入显示媒体有键盘、鼠标、光笔、数字化仪、扫描仪、麦克风、摄像机等，输出 显示媒体有显示器、音箱、打印机、投影仪等。 （ 4 ）存储媒体 (Storage Medium) 存储媒体又称存储介质，指的是用于存储数据的物理设备，如硬盘、软盘、 U 盘、光盘、磁 带、半导体芯片等。 （ 5 ）传输媒体 (Transmission Medium) 传输媒体指的是传输数据的物理设备，如各种电缆、导线、光缆等。

39、 2. 媒体元素 媒体元素是指多媒体应用中可以显示给用户的媒体组成元素，目前主要包括文本、图形、图 像、动画、音频、视频等。 3. 多媒体、多媒体技术 “ 多媒体”一词译自 20 世纪 80 年代初创造的英文单词“ multimedia” ，它最早出现于美国 麻省理工学院 (MIT) 提交给国防部的一个项目计划报告中。所谓的多媒体，是指融合两种或两种 以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体。多媒体技术是利用计算机技术同时对多种媒 体（文字、数值、声音、图形和图像等）进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。 它包含了计算机软硬件技术、信号的数字化处理技术、音频视频处理技术、图像压缩处理

40、技 术、现代通信技术、人工智能和模式识别技术，是正在不断发展和完善的多学科综合应用技术。 在这里有以下几点需要明确： （ 1 ）多媒体是信息交流和传播的媒体，从这个意义上来说，多媒体和电视、报纸、杂志等 媒体的功能相同。 （ 2 ）多媒体是人机交互式媒体。因为计算机的一个重要特性是“交互性”，使用它比较容 易实现人机交互的功能。 （ 3 ）多媒体信息都是以数字的形式存储和传输的，而不是以模拟信号的形式传输的。 （ 4 ）传播信息的媒体种类很多，如文字、图形、电视、图像、声音、动画等。虽然融合了 任何两种以上媒体的就可以称为多媒体，但通常认为多媒体中的连续媒体 ( 音频和视频 ) 是人与 机器交

41、互的最自然的媒体。 然而，人们所谈到的多媒体通常不仅仅指多种媒体信息本身，而且还指处理和应用各种媒体 信息的相应技术。因此，人们通常将“多媒体”与“多媒体技术”等同。 4.1.2 多媒体技术的特点 多媒体涉及的技术范围很广，并且强调交互式综合处理多种信息媒体，因此，多媒体技术具有 以下特点： 1. 多样性 多样性是多媒体技术的主要特征之一，也是要解决的关键问题。早期的计算机只能处理数值或 文字等单一的信息媒体，而多媒体计算机可以综合处理文本、声音、图形、图像、动画和视频等多 种形式的信息媒体。多媒体技术就是要把计算机处理的信息多样化或多维化，从而改变计算机信息 处理的单模式，使所能处理的信息空

42、间范围及种类扩大，使人们的思维表达有更充分、自由的扩 展空间。 2. 集成性 集成性是指多种信息形式的集成，即文本、声音、图像、视频等信息形式的一体化；多媒体 把各种单一的技术集成在一个系统中，如图像处理技术、音频处理技术、电视技术、通信技术等 ，通过多媒体技术集成为一个综合、交互的系统，实现更高的应用境界，如电视会议系统、视频 点播系统等；多种信息源的数字化集成，例如，可以把摄像机或录像机获取的视频图像，存储在 硬盘中，计算机产生的文本、图形、动画、声音等，经编辑后，向屏幕、音响、打印机、硬盘等 设备输出，也可以通过因特网向远程输出。 3. 交互性 交互性是多媒体技术的关键特性。所谓交互就是

43、通过各种媒体信息，使参与的各方都可以进 行编辑、控制和传递。用户可以与计算机进行交互操作，从而为用户提供有效的控制和使用信息 的手段。例如，影视节目播放中的快进与倒退、图像处理中的人物变形等。 4. 实时性 实时性又称为动态性，是指视频图像和声音必须保持同步性和连续性。例如，在视频播放时 ，视频画面不能出现动画感、马赛克等现象，声音与画面必须保持同步。 4.1.3 多媒体的关键技术 多媒体计算机的出现与发展是多媒体技术发展的最好体现。多媒体能够得到迅速发展，与视频 、音频等媒体压缩 / 解压缩、多媒体专用芯片、多媒体输入 / 输出、多媒体存储设备、多媒体系统 软件等诸多技术密不可分。近年来，随

44、着计算机与网络的发展，多媒体被广泛应用于网络，又产 生了一系列新技术，如多媒体处理与编码技术、多媒体信息组织与管理技术、多媒体通信网络技 术等，它们将直接影响多媒体在网络上的传播和接收效果。 1. 数据压缩技术 数据压缩技术是多媒体需要解决的关键问题之一，是使计算机能够实时地综合处理声音、图 像、文字等信息的技术。但是，由于数字化的图像、声音、视频等多媒体数据量非常大，而且图 像、视频、音频信号还要求快速的传输处理，导致一般的计算机产品，特别是在个人计算机上开 展全面的多媒体应用难以实现。因此，图像、视频、音频数字信号的编码和压缩算法是多媒体技 术系统的关键技术。 数据压缩可分为无损压缩和有损压缩两种。无损压缩适用于重构的信号与原始的信号完全相 同的场合，常见的就是磁盘文件的压缩，它要求还原后不能有任何的差错。有损压缩指的是重构 的信号未必和原始的信号完全一样，对图像、声音、视频都可以采用有损压缩。 2. 超大规模集成电路制造与专用芯片技术 多媒体专用芯片是多媒体计算机硬件体系结构的关键。为了实现音频、视频信号的快速压缩、解压缩和 播放处理，需要大量的快速计算，而且对于处理时间也有苛刻的要求，因此，只有采用专用芯片才能取得满 意的效果。随着超大规模