【正文】 成功路徑 。 但此時后續(xù)指令也已經進入流水線并開始分析或執(zhí)行 。并行處理則是應用資源重復實現(xiàn)時間上的同時性，是真正的“并行”性。當流水深度 (流水線級數(shù) )達到 5級或 6級以上就稱為超級流水線。 一段微程序或微指令序列稱為指令解釋器 。 MMX技術在原處理器系統(tǒng)結構的基礎上，增強了整型數(shù)據并行操作能力，加入了單指令流多數(shù)據流(SIMD)技術，允許 1條指令處理多個信息，這種超標量結構的技術增強了 PC機的多媒體處理功能。此外，還出現(xiàn)了各種各樣的專用數(shù)字信號處理器 (DSP)，以及用這些專用處理芯片構成的插板 (卡 )，如音頻卡、視頻卡、 3D圖形加速卡、網絡卡以及 Modem卡等，以輔助主處理器的功能，降低主處理器的負擔。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 多媒體計算機 (Multimedia PC， MPC)把數(shù)值計算、文字、圖形、圖像 (靜態(tài)、動態(tài) )、聲音等有機綜合在一起，具有集成性、交互性、多樣性的特點。支持多媒體計算機工作的軟件還包括多媒體應用軟件。 各種計算機廠商看到這一點 ， 正在競相研制多媒體操作系統(tǒng) 。 音頻信號可以是單通道信號 ， 也可以是雙通道的立體聲信號 ， 這些功能是一般傳統(tǒng)計算機所沒有的 。但是，這只是表面上的理解。 (2) 語言及工具軟件 。當前用于個人計算機的 CPU主要是 80X8 68XXX、powerPC等，內存大小不一，小的 1～ 2 MB，大的十幾到幾十 MB。從圖 21還可以看到，通過接口所接的都是常規(guī)的外部設備，用于信息的輸入 /輸出。 每種操作系統(tǒng)之下 ， 均可運行多種不同的語言 ， 例如 C、 C++、 數(shù)據庫語言等；均有許多工具軟件支持用戶工作；均有大量的函數(shù)構成函數(shù)庫供用戶調用 。實際上，多媒體計算機對 CPU的吞吐率、內存的大小以及各種外設也會提出更高的要求。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 視頻接口又稱為視頻卡 ， 它能將來自于攝像機的視頻信號按幀變換為數(shù)字信號并對數(shù)字化的圖像信號進行壓縮處理 ， 而后進行存儲或傳送 。 現(xiàn)在已公布使用的有 Apple公司的 Quick Time和Microsoft公司的多媒體 Windows 。這些軟件用來支持多媒體計算機的使用要求，其中包括他人開發(fā)的大量應用軟件，例如，各種多媒體教學軟件、游戲軟件、工具軟件和各種電子圖書等。國際上，美國微軟公司、商用機器公司、新加坡創(chuàng)通公司、日本 NEC公司和荷蘭飛利浦等大型計算機公司共同制定了統(tǒng)一的 MPC標準： MPC MPC MPC MPC4，其中 MPC4標準 PC的基本配置如表 21所示。當然，這又使得計算機中的芯片和插卡越來越多，從而使結構變得復雜。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 現(xiàn)代高檔微機的新技術 隨著微電子集成電路技術和計算機技術的發(fā)展 ， 現(xiàn)代高檔微機為了適應各種應用領域對計算機處理速度和容量的要求 ， 越來越多地融進了原來中小型計算機甚至大型計算機采用的技術 ， 使微機的體系結構發(fā)生了很大的變化 ，性能得到很大的提高 。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 應用微程序控制技術便于改變和擴充機器的功能 ，因為只要改寫 ROM的內容 ， 即可改變微程序 。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 在 Pentium和 Pentium pro等高性能微機中，微處理器內部集成了兩條或更多條流水線，實現(xiàn)了平均一個周期可以執(zhí)行兩條或是更多條指令，使得一些指令的執(zhí)行，例如整數(shù)運算指令，可以并行執(zhí)行，這種技術稱為超標量流水線。這種并行性可以是指令操作級的并行，如兩條整數(shù)指令流水線，或單指令流多數(shù)據流計算機 (SIMD)—— 多處理器；也可以是指令級以上的并行，即多個處理機同時對多條指令以及有關的多數(shù)據組進行處理，這就是多指令流多數(shù)據流計算機。 若條件碼成立 ， 程序轉移 ， 則順序進入流水線的后續(xù)指令將 “ 白費 ” 工作 ， 而需重新取出新的目標指令去進行分析執(zhí)行 ， 這將造成流水線的斷流 ， 嚴重影響流水線的速度 。 因為后續(xù)指令 i+1和 i+2已經進入流水線 ， 轉移不成功時 ， 流水線會繼續(xù)自然流動 ， 不受影響 。 (2) 功能冗余校驗：使用兩片 Pentium同時運行 。 (4) 采用 3條超標量流水線設計技術 (Pentium只有兩條超標量流水線 )， 使 Pentium pro在同一個時鐘周期內可以處理 3條指令 。當然，多處理器系統(tǒng)是一個單指令流多數(shù)據流計算機，也是可以支持并行計算的，但它是程序控制順序執(zhí)行，即只有一個控制器，指令順序執(zhí)行，但有多個處理單元，它們并行從(多體 )存儲器取回數(shù)據，并行計算。其設計原則是： 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 (1) 采用國際標準的設計原則； (2) 將多媒體和通信功能集中解決； (3) 體系結構設計和算法相結合； (4) 把多媒體和通信功能集成到 CPU中去 。 (2) 緊縮字組類型： 4個 16位字組成的 64位數(shù)據 。 2. 媒體處理器 目前，媒體處理器與通用的 CPU結合，擴展了 CPU的多媒體處理和通信功能。 (2) RAM(Random Access Memory)隨機存儲器：是計算機的主存儲器 ， RAM又可分為： 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 ˙動態(tài) RAM：存儲單元電路以電容為基礎 ， 電路簡單 、集成度高 、 功耗小 ， 但必須定時刷新； ˙靜態(tài) RAM：存儲單元電路以雙穩(wěn)態(tài)電路為基礎 ， 狀態(tài)穩(wěn)定 ， 只要不掉電 ， 信息不會丟失 。在程序運行過程中，為使存儲體系有效工作， CPU總是先在高速緩沖中查尋所需的程序塊。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 總線與接口 總線 1. 總線的基本概念 1) 總線 計算機總線是連接計算機內各個部件的一組物理信號線 ， 也是計算機與外部設備之間傳遞信息的公用通道 。 (3) 數(shù)據交換階段：主設備與從設備進行數(shù)據交換 。 由于系統(tǒng)總線是在爭用基礎上工作的 ， 當總線上連接的模塊太多時 ， 將使總線的通信速度降低 ， 因此 ， 大多數(shù)高檔微機都采用了多層總線結構 。 (1) ISA總線與低速 I/O設備連接 。該總線的通信速率可達 12 Mb/s，比傳統(tǒng)的串行通信接口速度高得多。嚴格地說， AGP不是總線，它僅是考慮一對一連接的端口而已。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 2. 視頻卡 (Video Card) 視頻卡也稱視頻捕捉卡 ， 是多媒體計算機獲取圖像和視頻的主要接口部件 。 其主要功能是將由視頻卡采集并數(shù)字化后的壓縮視頻數(shù)據通過解壓縮還原成普通的數(shù)字視頻信號 ， 并在顯示器上還原成影像 。 視頻轉換卡能輸出復合視頻 、 RGB三色視頻或 SVideo視頻等多種類型的視頻信號 ， 能與 VGA、 SVGA(640 480)等顯示模式兼容 ， 并支持 NTSC、 PAL制式等多種視頻標準 。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 1. 硬盤機的工作原理及基本結構 硬盤機有以下幾個技術特點： (1) 磁頭 、 盤片及運動機構密封； (2) 磁頭與盤片為接觸式啟停 ， 但工作時呈飛行狀態(tài)； (3) 由于磁頭工作時與盤片不接觸 ， 因而所有磁頭加載較??； (4) 金屬磁盤片表面平整光滑 ， 主軸上疊裝的盤片從兩片到十幾片不等； (5) 主軸轉速高達到 3600轉 /分或更高 ， 尋道速度 、 位密度 、 道密度都遠高于軟盤機 。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 2. 硬盤類型及基類型參數(shù)設置 由于硬盤經常放在機箱內和軟盤驅動器同樣的單元中 ， 因此與軟驅一樣 ， 分 。 硬盤容量可以由微機上的 BIOS Setup程序自動計算出來 ， 其計算公式為 硬盤容量 =(磁頭數(shù) ) (柱面數(shù) ) (扇區(qū)數(shù) /柱面 ) (字節(jié)數(shù) /扇面 ) (2) 減小寫電流柱面 。 (4) 交叉因子 。 交叉因子與 CPU速度有關 ， 一般為 1∶ 1∶ 1∶ 3或 1∶ 6。 SCSI接口有很高的通用性，是高級智能型接口，傳輸率達 4 Mb/s。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 1) 掃描儀的構成 掃描儀由光學成像、機械傳動和轉換電路等三個部分組成。 掃描儀必須在操作系統(tǒng)中配置相應的設備驅動程序。 掃描儀的最低灰度級別只有兩級 (1位 )，即黑白兩種像素 ， 稱為二值圖；最高灰度級別為 4096級 ，灰度級別越高 ， 掃描圖像的層次越豐富 。 掃描幅面表示掃描儀可掃描圖稿的最大尺寸 。該掃描儀的分辨率為 600 dpi～9600 dpi，色彩深度為 24 bit～ 36 bit。它通過掃描或攝像等光學輸入方法從紙介質上獲取文字的圖像信息，利用各種模式識別算法分析文字的形態(tài)特征，判斷文字的標準編碼，并按通用格式存儲在文本文件中。 ˙印刷體文本 ， 包括西文 、 中文的簡體和繁體 。 3. 觸摸屏 觸摸屏 (Touch Screen)是一種隨著多媒體技術發(fā)展而使用的輸入設備 。 內置式是一種卡 ， 連接方便 ， 價格低廉 ， 便于集成為一個系統(tǒng)中的一部分 。 數(shù)碼相機的核心是電荷耦合器件 (CCD)， CCD表面的刻線密度直接與圖像的質量有關 ， 密度越大 ， 可識別的圖像細節(jié)越小 ，圖像越清楚 ， 數(shù)字化后的數(shù)據量也越大 。在多媒體計算機上，操縱桿常用作游戲控制器，用來操縱電子游戲，因此俗稱游戲桿，通常與聲卡的 MIDI接口相連接。 顯示器由陰極射線管 (CRT)和控制電路組成 。 在一般情況下 ， 顯示器應與顯示適配器配套使用 ， 不同的顯示器應配置不同的顯示適配器 ， 這主要是因為顯示適配器的工作頻率與顯示器的掃描頻率相同時 ， 系統(tǒng)才能穩(wěn)定工作 。目前，作為游戲桿操縱桿的常見類型有游戲搖桿、游戲手柄和三維控制器等多種。 它通過 RS232串行接口與計算機相連接 ， 可以將拍攝到的圖像顯示在顯示器屏幕上 ， 并把數(shù)字化的圖像信號存儲在計算機內的硬盤上 。 3) 驅動程序 觸摸屏驅動程序具有以下兩項功能： (1) 應用程序利用驅動程序直接對觸摸屏編程 ， 即使控制器輸送的觸摸數(shù)據可以直接適合于具體應用程序使用； (2) 以鼠標器 (或者鍵盤 )作為交互輸入設備的應用程序(包括 Windows下運行的程序 )可以不作任何修改而使用觸摸屏作為交互輸入設備 ， 做到觸摸屏與鼠標器操作一致 。 使用觸摸屏操作計算機具有直觀 、 方便的特點 。 ˙表格 ， 主要指由框線組成的印刷表格 。在多媒體系統(tǒng)中， OCR被廣泛地用作文本輸入設備。平板式掃描儀適用于多媒體平臺中的圖像掃描。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 4) 掃描儀的分類 掃描儀可分為手持式 、 平板式和滾筒式三類 。 若三基色 R、 G、 B(紅 、 綠 、藍 )分別為 8位 ， 則稱色彩深度為 24。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 (1) 分辨率 。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 2) 掃描儀的工作原理 掃描儀通過被掃描介質的反射光或透射光的變化來捕獲圖稿內容 。 SCSI可連接 8臺設備，這些設備可以是磁盤驅動器，也可以是其他外設或主機。 當用戶需要在自己的計算機系統(tǒng)中裝入硬盤驅動器時 ， 必須注意選擇一種合適的硬盤接口方式才能適應自己的計算機系統(tǒng) 。 若磁盤扇區(qū)是順序連續(xù)編號的 ， 在需要連續(xù)讀 /寫 2號扇區(qū)時 ， 可能在完成 1號扇區(qū)的讀 /寫操作之后 ， 由于磁盤片的高速旋轉 ， 2號扇區(qū)已滑過磁頭下方 ，這時只能等盤片旋轉一周后才能找到 2號扇面 。 在記錄密度很高的情況下 ， 將造成相鄰的磁化單元重疊 。 硬盤又可分為內部的 、 外部的和可移動的三種 。其中 ， 由盤體 、 主軸電機 、 尋道電機 、 讀寫磁頭及控制電路 ， 再加上外部的機殼與機架就組成了整個硬盤驅動器 ， 其結構原理如圖 28所示 。另外，在計算機上安裝調制解調器(Modem)，利用電話線路就能同另一地點安裝有相同的(或者兼容的 )調制解調器的計算機進行數(shù)據交換。 視頻解壓縮卡作為一種動態(tài)圖像的播放部件，它可以支持全屏幕的 CDI、 Video CD、卡拉 OK CD和 MPEG文件所記錄的視頻的播放。 視頻卡采集靜止圖像時，以一定的時間間隔進行畫面捕捉，即獲取一些特定的圖像，用 BMP、 PCX、 TGA等多種圖像格式保存所捕捉到的畫面。 第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 圖 27 AGP總線系統(tǒng)的結構 主內存AGPP C IC P U芯片組顯示芯片顯示內存操作系統(tǒng)應用程序紋理數(shù)據第 2章 多媒體計算機系統(tǒng)結構 多媒體接口部件 多媒體接口部件是連接多媒體外部設備到計算機的功能板卡 ， 它們的主要功能是控制外部設備獲取或表現(xiàn)多媒體信息 ， 將輸入模擬信號數(shù)字化或將輸出數(shù)據模擬化 ， 把多媒體信息處理成