多媒体计算机系统

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1、多媒体计算机系统,了解多媒体计算机系统的组成 了解多媒体计算机的发展 掌握多媒体计算机的标准 了解多媒体主机系统了解各部件工作原理,学习目标,2.1 多媒体计算机系统的组成,目录,2.2 多媒体计算机的标准及其发展,2.3 多媒体的主机系统,2.4 磁盘存储系统及其工作原理,2.5 显示系统及其工作原理,本章小结,2.6 多媒体信息处理器,计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统指机器的物理系统，包括主机和外设。由中央处理器、内存储器、输入/输出设备(包括外存储器、多媒体配套设备)等组成。软件系统指管理计算机软件系统和硬件系统资源 控制计算机运行的程序、命令、指令数据等。还包括所有相

2、关说明资料、用户指南、操作手册等文档。硬件是物资基础，是软件的载体，二者相辅相成 缺一不可。一般意义上的计算机都是指含有硬件和软件的计算机系统。多媒体计算机系统是对基本计算机系统的软、硬件功能的扩展。完整的多媒体计算机系统包括5个层次的结构。,2.1 多媒体计算机系统的组成,具有基本功能的多媒体计算机硬件系统,2.2 多媒体计算机的标准及其发展,2.2.2 多媒体计算机系统的发展,2.2.1 多媒体计算机标准,MPC市场委员会(Multimedia PC Marketing Council)分别在1990年、1993年和1995年制定了MPC的三级标准：MPC1、MPC2和MPC3。标准规定，

3、多媒体计算机包含5个基本单元:个人计算机、CD-ROM驱动器、声卡、WINDOWS操作系统和一组音箱或耳机。同时对个人计算机的CPU、内存、硬盘、显示功能等做了基本要求.个人计算机只要符合这些规定，就可获得MPC联盟的MPC认证，并可使用MPC标志。,2.2.1 多媒体计算机标准,MPC主要技术规范,2.2.2 多媒体计算机系统的发展,计算机性能不断提高，对多媒体计算机的性能要求及标准发生了很大的变化 媒体处理器的出现和网络技术的迅速发展，使多媒体计算机不仅是娱乐中心，也将成为信息处理和通信中心 飞速发展的高性能视频、三维图形、动画、音频、通信以及虚拟现实技术等对计算机提出了更高要求，计算机在

4、系统结构上发生了很大变化（一体机） 专用媒体芯片 计算机及多媒体技术将向3C方向发展，计算机、通信和消费产品三者结合，形成“信息家电”，走进百姓生活。,2.3 多媒体的主机系统,主要介绍主机系统、磁盘存储系统和显示系统等硬件及其工作原理。其它外部设备如光盘存储系统、音频与视频以后讨论。,2.3.1 CPU,2.3.2 主板,2.3.3 总线结构,2.3.4 接口及标准,2.3.5 内存储器,2.3.6 高速缓存,2.3.1 CPU,CPU 是中央处理单元的缩写，又叫微处理(Microprocessor)，由一块大规模集成电路芯片组成。其中运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算； 而控制器只读取各

5、种 指令并进行分析，做 相应的控制动作；还 有若干寄存器，直接 参与运算并存放中间 结果。,2.3.2 主板,主板(Mainboard)：是主机中最大的一块电路板，计算机运行时，对系统内存、存储设备和其它I/O 设备的操作与 控制都必须通 过主板完成。 它为 CPU、内 存和各种功能 卡提供相应的 安装插槽。,2.3.3 总线结构,总线：是计算机内部传输指令、数据和控制信息的高速通道，是计算机硬件的重要组成部分。 内部总线：用于传送地址的址总线、用于传送指令的指令总线、用于传送数据的数据总线、用于传送控制信号的控制总线，都在CPU内部，统称CPU内部总线。,外部总线：用于连接CPU、主存和I/

6、O控制器的总线，总称为外部总线(ISA、PCI、SCSI等),2.3.4 外部设备接口及标准,接口：是设备与计算机或其它设备连接的端口，是一组电气联接和信号交换标准。主要用来传送电气信号（数据）。 串行：用一条或一对线传送数据，被传数据排成一串，按顺序发送。 并行：多条线同时传送数据，效率较高。 RS-232标准：是计算机待业最早的接口标准，现仍在使用(COM1、COM2) USB通用串行总线标准：支持多达127个外设，支持热拔插。,2.3.5 内存储器,计算机有两种基本内存储器类型 ROM：为了存储数据的持久性，常用于存储电脑重要信息。理论上只能读取不能擦写 EEPROM：常用于主板BIOS

7、，允许擦写，可方便升级主板BIOS程序。 RAM：是随机存取，临时存储运行程序需要的数据。RAM中的数据断电即丢。RAM可分为SRAM（静电随机存储器）和DRAM（动态随机存储器）， SRAM常用作CPU和DRAM之间的高速缓存(Cache)。,DRAM：其基本单元由一个晶体管和一只电容组成。电容的状态决定这个DRAM单位的逻辑状态是1还是0，电容所存电荷不能持久。所以内存需要不断刷新才能保持暂存的数据。在刷新时内存不能执行存取操作,主板上的内存插槽,168针,184针,240针,SRAM：比DRAM快两三倍，因此称高速缓存 用于CPU和DRAM之间传送数据，大大提高了整体效能。Cache容量

8、越大，运算性能提高越明显。,2.3.6 高速缓存,L2 Cache RAM,RAM,I/O总线,系统总线,2.4 磁存储系统及其工作原理,2.4.2 软盘存储系统,2.4.1 磁盘工作原理,2.4.4 磁盘阵列,2.4.3 硬盘存储系统,2.4.5 磁带存储,2.4.1 磁盘存储原理,磁盘：是一个精密的机电结合体，主要功能是将主机送来的电脉冲信号转换成磁记录信号保留在涂有磁介质的盘片上，或从盘片上将被保留的磁记录信号再转换成电脉冲信号送往主机。 磁记录介质的特点：稳定性好，可脱机长期保存，便于交换，记录密度高，容量大，可重复擦写，价格较低。,软盘：使用软塑料作为片基，表面涂有磁性材料，封装在方

9、形的保护套中。目前常见规格是3.5英寸1.44MB高密盘。它需要与软驱配合使用。,2.4.2 软盘存储系统,硬盘：主要用于存储数据或程序以及数据的交换与暂存。是 MPC系统最重要的数据 存储设备。对硬盘的 性能要求首先是容量 足够大，其次传输率 足够高。,2.4.3 硬盘存储系统,磁盘阵列：用多台小型磁盘存储器按一定组合条件组成的大容量、快速响应、高可靠性的存储子系统。它采用并行存取方式和冗余纠错技术， 形成了基于硬磁盘而速 度和可靠性高于硬磁盘 的存储设备。,2.4.4 磁盘阵列,磁带：使用经济可靠，是备份存储的首选介质。1952年第一台磁带机在IBM问世，至今仍在使用并得以发展，一盒磁带存

10、储容量可达70GB(压缩后)，而且磁带存储设备可在无人操作下自动备份，甚至可在工作状态下为数据建立备份。,2.4.5 磁带存储,2.5 显示系统及其工作原理,2.5.2 液晶显示器,2.5.1 CRT显示器,2.5.3 显示卡,2.5.1 CRT显示器,CRT(阴极射线管)显示技术经过几十年的发展已相对成熟。 CRT显示器也是最常用的显示设备。,CRT 显示器如何显示彩色：屏幕包含三种荧光粉，对应 RGB三基色；射线管三种电子束对应三种荧光粉。通过变化电子束强度调整每一种荧光粉发出的基本色度，从而显示视觉光谱中的任一种颜色。 荫罩：是显像管的造色机构，安装在荧光屏内侧，上面刻蚀有几十万个微孔。

11、荫罩孔作用在于保证3 束电子穿过同一个荫罩孔,使RGB电子束分别激发相应色的荧光粉,2.5.2 液晶显示器,液晶显示（LCD）技术发展势头强劲，有取代CRT显示器的趋势。,LCD的特点： 超大平坦的有效显示区 采用阵列显示技术，节能效果好 采用矩阵技术，亮度和对比度有很大提高 有效减小眩光反光，图像清晰平滑均匀 LCD工作原理：液晶显示器有两层导电玻璃层，中间薄膜电容，生成红绿蓝三原色所必须的色彩滤镜和液晶层。液晶常态是透光的，对液晶施加不同电荷，晶体就会朝不同方向偏转，形成不同透光性。每个像素都有一个半导体开关，相对独立。,2.5.3 显示卡,显示卡的结构：由显示芯片、显示内存、RAM DA

12、C、VGA BIOS等几个重要的部件组成。,显示卡的作用：将CPU送来的图像信息处理后输送到显示器上。包括4个步骤： CPU将数据通过总线传到显示芯片 芯片把数据处理结果放到显示内存中 内存将数据送到RAM DAC进行数模转换 RAM DAC将模拟信号通过VGA接口送显示器,AGP显卡：Intel公司提出新型视频接口标准AGP，采用独占的图形专用总线，只支持图形设备，不受其它设备影响，保证了显示性能的优越性。,2.6 多媒体信息处理器,2.6.2 具有多媒体功能的微处理器-MMX,2.6.1 数字信号处理器,2.6.3 媒体处理器,DSP是一种用超大规模集成电路实现的通用和专用数字信号芯片，以

13、数字计算的方法处理信号，处理速度快、灵活、精确、抗干扰能 力强、体积小。 DSP 有硬件算 法和理论三方 面支撑着它的 发展和应用。,2.6.1 数字信号处理器,2.6.2 具有多媒体功能的微处理器-MMX,Intel公司推出的基于MMX技术的微处理芯片，将面向多媒体的指令集成到CPU中，给多媒体系统的结构带来了革命性变化。,2001年4月，Intel公司推出的petium4引进了为加速执行各种应用程序而设计的包含144条多媒体指令的SSE2，提高了语音视频、图像编辑和加密的处理速度,2.6.3 媒体处理器,是一种专门用于同时加速处理多个多媒体数据的可编程处理器，在媒体中执行特定多媒体功能的软件称为媒体件。由媒体处理器和媒体件共同处理包括图形、视频、音频及通信在内的各种多媒体数据。,本章小结,本章主要介绍了多媒体计算机的标准、组成、发展和主机的各主要组成部分计算机系统由硬件和软件两部分组成MPC联盟标准包含的5个基本单元多媒体计算机的发展多媒体计算机的主机系统磁存储系统显示系统多媒体信息处理器,