【文章內(nèi)容簡介】 元器件開始老化，失效率又重新提高（ “ 浴盆模型 ” ） 2衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 3個(gè)重要指標(biāo)： ① 可靠性 ② 可維護(hù)性 ③ 可用性。 計(jì)算機(jī)的可靠性用平均無故障時(shí)間（ MTTF ）來度量 ,可維護(hù)性用平均維修時(shí)間（ MTTR）來度量，可用性定義： MTTF/(MTTF+MTTR) 100% 計(jì)算機(jī)可靠性模型 1常見的 3種系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型： ① 串聯(lián)系統(tǒng) ② 并聯(lián)系統(tǒng)可靠性 ③ 混聯(lián)系統(tǒng)可靠性。 n 串聯(lián)系統(tǒng)可靠性 Ra= ∏ Ri(i=1,2,? ， n) i=1 n n 并聯(lián)系統(tǒng)可靠性 Ra= 1∏ （ Fi） = 1∏ （ 1Ri） i=1 i=1 (i=1,2,? ， n) n mj 串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性 Rs= ∏ [1∏ (1 Rij)],當(dāng)各單元可靠 j=1 i1 度都相等，均為 Rij=R，且 m1=m2? =mn=m，則 Rs= [1(1 R)m]n m nj 并串聯(lián)系統(tǒng)可靠性 Rs= 1∏ [1∏ Rij]，當(dāng)各單元可靠 j=1 i1 度都相等，均為 Rij=R，且 n1=n2? =nm=n，則 i1 j1 Rs=1(1 Rn)m 2提高計(jì)算機(jī)可靠性采取的措施：提高元器件質(zhì)量、發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)。 第五章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法簡介 什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語 算法描述 1 描述一 個(gè)算法可以采用 文字描述 ，也可以采用 傳統(tǒng)流程圖、 NS圖或 PAD圖 。 2 算法特性： 有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出 。 3 算法可以用 自然語言、數(shù)字語言或約定的符號來描述 ，也可以用計(jì)算機(jī) 高級程序語言來描述 ，如 流程圖、 Pascal語言、 C語言、偽代碼或決策表 。 算法評價(jià) 4一個(gè) “ 好 ” 的算法應(yīng)滿足 正確性、可讀性、健壯性、效率和低存儲(chǔ)量需求 。 5 算法評價(jià)： 時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度 。 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 線性表 線性表的定義和邏輯結(jié)構(gòu) 6 線性表表示： A=（ a1 ， a2， ? ， ai1， ai， ai+1， ? ， an） linear_list=（ A， R） 7 線性表的抽象數(shù)據(jù)類型包括 數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)關(guān)系 2部分。 線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 8 線性表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有 順序、鏈接、散列。 線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu) 棧和隊(duì)列 棧的定義和實(shí)現(xiàn) 9 棧的主要操作是 初始化、插入、刪除、判斷是否空、讀取棧頂結(jié)點(diǎn)值 。 表達(dá)式求值 10 表達(dá)式是由 操作數(shù)（ operand）、運(yùn)算符（ operator）、界限符（ delimiter） 組成 11 表達(dá)式一般分為 中 綴表達(dá)式和后綴表達(dá)式 。 隊(duì)列 12 隊(duì)列分為 鏈隊(duì)列和循環(huán)隊(duì)列 。 數(shù)組和廣義表 數(shù)組 13 數(shù)組一般采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表示，多維數(shù)組的順序存儲(chǔ)有兩種形式： 以列序?yàn)橹餍?、以行序?yàn)橹餍?。 14 行優(yōu)先順序又稱為 低下標(biāo)優(yōu)先或左下標(biāo)優(yōu)先于右下標(biāo) 。 Basic、 Pascal、 C都是采用行優(yōu)先順序 。 廣義表的定義和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 15 廣義表有兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)： 表結(jié)點(diǎn)，表示列表；原子結(jié)點(diǎn)，表示原子 。 表結(jié)點(diǎn)可以由標(biāo)志域、指示表頭的指針域、指示表尾的指針域 ，原子結(jié)點(diǎn)由 標(biāo)志域和值域 組成。 樹和二叉樹 樹的定義 16 樹的表示方法： 常用方法（樹型）、括號、嵌套集合、凹入 。 樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 17 常用的樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)主要有三種： 雙親表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法 。 樹的遍歷 18 樹的遍歷方式分為三種： 前序遍歷、后序遍歷、層次遍歷 。 19 如下圖進(jìn)行三種遍歷的結(jié)果：前序遍歷 — ABCEFHIGD。后序遍歷 — BEHIFGCDA。層次遍歷— ABCDEFGHI。 圖 圖的定義和術(shù)語 圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 20 鄰接矩陣表示法的空間復(fù)雜度為 S（ n） =O（ n2） 。 圖的遍歷 21 圖的遍歷方法 深度優(yōu)先遍歷、廣度優(yōu)先遍歷 。 第六章 對媒體基礎(chǔ)知識 對媒體技術(shù)概論 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)概念 1多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的特性：集成性、交互性、實(shí)時(shí)性、數(shù)字化。 2多媒體計(jì)算機(jī)硬件主要包括一下幾部分：對媒體主機(jī)（個(gè)人機(jī)、工作站）、多媒體輸入設(shè)備（攝像機(jī)、麥克風(fēng)、掃描儀）、多媒體輸出設(shè)備（打印機(jī)、繪圖儀、音響）、多媒體存儲(chǔ)設(shè)備（硬盤、光盤）、多媒體功能卡（視頻卡、聲音卡）、操縱控制設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏）。 3多媒體計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括：操作系 統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、多媒體壓縮 /解壓縮軟件、多媒體聲像同步軟件、多媒體通信軟件以及多媒體開發(fā)和創(chuàng)作工具。 4多媒體開發(fā)軟件包提供了圖形、色彩板、聲音、動(dòng)畫、圖像及各種媒體文件的轉(zhuǎn)換與編輯軟件。 多媒體關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用 1多媒體技術(shù)的主要組成歸納為以下幾個(gè)方面：各種媒體信息的處理技術(shù)和壓縮技術(shù)、多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 2多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮技術(shù)、多媒體專用芯片技術(shù)、多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)、大容量信息存儲(chǔ)技術(shù)、多媒體網(wǎng)路通信技術(shù)、 超文本與超媒體技術(shù)。 3在研究和選用編碼時(shí)，主要有兩個(gè)問題：編碼方法能用計(jì)算機(jī)軟件或集成電路芯片快速實(shí)現(xiàn)；符合壓縮編碼和解壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。 4多媒體專用芯片基于大規(guī)模集成電路（ VLSI）技術(shù)，除專用處理器芯片外，多媒體系統(tǒng)還需要其他集成電路芯片支持：數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器、音頻視頻芯片、彩色空間變換器及時(shí)鐘信號產(chǎn)生器。 5多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù)主要包括：多媒體操作系統(tǒng)、媒體編輯系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、多媒體信息和混合于重疊技術(shù)。 6多媒體數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)是解決：多媒體數(shù)據(jù)的模型、表示方式；多媒體數(shù)據(jù)的壓縮及解壓縮；多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理和存儲(chǔ)方法。 7多媒體網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵技術(shù)是多媒體數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)和高速的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。 8超媒體技術(shù)是超文本＋多媒體。 9多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用：教育與培訓(xùn)、桌面出版與辦公自動(dòng)化、多媒體電子出版物、多媒體通信、多媒體聲光藝術(shù)品的創(chuàng)作。 10桌面出版物主要包括：印刷品、表格、布告、廣告、宣傳品、海報(bào)、市場圖表、藍(lán)圖及商品圖。 11多媒體電子出版物的內(nèi)容可分為：電子圖書、文檔資料、報(bào)刊雜志、教育培訓(xùn)、娛樂游戲、宣傳廣告、信息咨詢。 12電子出版無的特點(diǎn)是：具有集成性和交互性、表現(xiàn)力強(qiáng)。 13多媒體通信的特點(diǎn)：分布性、同步性、交互性。 多媒體壓縮編碼技術(shù) 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本原理 1信息壓縮比是指壓縮前后所需的多媒體數(shù)字信息存儲(chǔ)量之比，壓縮比越大，數(shù)據(jù)減少的就越多，壓縮技術(shù)越復(fù)雜。 2可用如下指標(biāo)衡量一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的好壞：壓縮比、壓縮后多媒體信息的質(zhì)量、壓縮和解壓縮速度、壓縮所需的軟硬件開銷。 3多媒體數(shù)據(jù)壓縮處理包括：編碼（壓縮）過程和解碼（解壓縮）過程。 4一般來說，壓縮的計(jì)算量比解壓縮的計(jì)算量大。 多媒體數(shù)據(jù)壓縮的基本編碼方法 1數(shù)據(jù)壓縮方法：無損壓縮 法（冗余壓縮法）和有損壓縮法（熵壓縮法）。 2無損壓縮的壓縮率一般為 2： 1到 5： 1。 3常用的無損壓縮方法有：哈夫曼編碼、算術(shù)編碼、行程編碼、使用統(tǒng)計(jì)的方法或字典查找的方法進(jìn)行壓縮。 4常用的有損壓縮方法有：預(yù)測編碼、變換編碼、子帶編碼、矢量量化編碼、混合編碼、小波編碼。 5哈夫曼編碼是對獨(dú)立信源達(dá)到最小平均碼長的編碼方法，具有唯一可譯性。 6算術(shù)方法是一種二元碼的編碼方法。 7預(yù)測編碼常用的是差分脈沖編碼調(diào)制法（ DPCM）和自適應(yīng)的差分脈沖編碼調(diào)制法（ ADPCM）。 8變換編碼種類：傅立葉變換、離散余弦變 換、離散正弦變換。 編碼的國際標(biāo)準(zhǔn) 1通用的壓縮編碼國際標(biāo)準(zhǔn)： JPEG、 MPEG、 、 DVI。 2JPEG（聯(lián)合照片專家組），靜止圖像壓縮和解壓縮算法。由 ISO和 CCITT（國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)）共同制定。一般來說， JPEG圖像壓縮比大于 20： 1時(shí)，圖像質(zhì)量開始變壞。 3MPEG（動(dòng)態(tài)圖像專家組），提供的壓縮比可高達(dá) 200： 1，通常有三個(gè)版本 MPEG— MPEG— MPEG— 3。優(yōu)點(diǎn)：兼容性好、壓縮比高、數(shù)據(jù)失真小。 PX64標(biāo)準(zhǔn)。 多媒體技術(shù)應(yīng)用 數(shù)字圖像處理技術(shù) 1數(shù)字圖像的優(yōu)點(diǎn)是：精度高、數(shù)字圖像不會(huì)被電源的波動(dòng)電磁場輻射等環(huán)境干擾所影響、不會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)傳輸操作產(chǎn)生信息失真、不論來自哪種信息源數(shù)字化后的圖像都可以用計(jì)算機(jī)處理。 2數(shù)字化過程包括：采樣（抽樣）和量化 2個(gè)步驟。、 3常見的數(shù)字圖像類型：二值圖像，如文字、圖像、指紋；黑白灰度圖像，如黑白照片；彩色圖像，如彩色照片；活動(dòng)圖像，如動(dòng)畫。 4色彩數(shù)和圖形灰度用 bit來表示，一般寫成 2的 n次方， n代表位數(shù)，當(dāng)圖像達(dá)到 24位時(shí)，可表現(xiàn) 1677萬種顏色（真彩）。 5彩色可用亮度、色調(diào)、飽和度來表 示。 6色調(diào)和飽和度通稱為色度。 7常用的幾種彩色表示空間是： RGB彩色空間、 HIS彩色空間、 CMYK彩色空間、 YUV彩色空間。 8HIS 用 H（色調(diào)） S（飽和度） I（光強(qiáng)度）三個(gè)參數(shù)描述顏色特性。 9CMYK 用青、紫紅、黃、黑四種顏色來組合出彩色圖像。 10YUV在 PAL彩色電視制式中采用的彩色空間。 11常用的矢量圖形文件有： 3DS， DXF（ CAD）， WMF（用于桌面出版）。 12圖像文件格式分兩大類：靜態(tài)圖像文件格式、動(dòng)態(tài)圖像文件格式。 13靜態(tài)圖像文件格式有： GIF、 TIF、 BMP、 PCX、 JPG、 PCD。 14動(dòng)態(tài)圖像文件格式有： AVI、 MPEG。 15常用的數(shù)字圖像處理技術(shù)：改善圖像的像質(zhì)（銳化、增強(qiáng)、平滑、校正）、將圖像復(fù)原、識別和分析圖像、重建圖像、編輯圖像、圖像數(shù)據(jù)的壓縮編碼。 16圖像分析技術(shù)包括：高頻增強(qiáng)、檢測邊緣與線條、抽取輪廓、分割圖像區(qū)域、測量形狀特征、紋理分析、圖像匹配。 17圖像重建包括：二維和三維；典型的圖像重建應(yīng)用包括：測繪、工業(yè)檢測、醫(yī)學(xué) CT投影圖像重建。 18圖像編輯包括：圖像的剪裁、縮放、旋轉(zhuǎn)、修改、插入文字或圖片。 19目前世界上流行的彩色電視制式： PAL、 NTSC、 SECAM、 HDTV。 數(shù)字音頻處理技術(shù) 1影響數(shù)字視頻質(zhì)量的因素有：幀速、分辨率、顏色數(shù)、壓縮比、關(guān)鍵幀。 2視頻圖像文件的解壓縮有硬件和軟件兩種。 3視頻卡分類：視頻疊加卡、視頻捕捉卡、電視編碼卡、電視選臺(tái)卡、壓縮 /解壓縮卡。 4聲音類型：波形聲音、語音、音樂。 5聲音三要素：音調(diào)、音強(qiáng)、音色。 6數(shù)字音頻處理技術(shù)：音頻采集、語音編碼 /解碼、文語轉(zhuǎn)換、音樂合成、語音識別與理解、音頻視頻同步、音頻效果與編輯。 7數(shù)字音頻的轉(zhuǎn)換過程是選擇采樣頻率進(jìn)行采樣；選擇合適的量化精度進(jìn)行量化；編碼。 8數(shù)字音頻信息質(zhì)量受 3個(gè)因素影響：采樣頻率、量化精度、頻率數(shù)。 9音頻文件大小的計(jì)算公式：文件的字節(jié)數(shù)／每秒＝采樣頻率（ Hz） X分辨率（位） X聲道數(shù)／ 8 10實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語音輸入的方法：錄音／重放、文語轉(zhuǎn)換。 11音頻冗余重要表現(xiàn)為：時(shí)域冗余度和頻域冗余度。 12音頻信號的編碼：波形編碼（ PCM，脈沖編碼調(diào)制； DPCM，差值脈沖編碼調(diào)制； ADPCM，自適應(yīng)差值編碼調(diào)制）、參數(shù)編碼（這類編碼技術(shù)成為聲碼器，有通道聲碼期、同態(tài)聲碼器、線性預(yù)測聲碼器，適合于語信號的編碼）、混合編碼（碼本激勵(lì)線性預(yù)測編碼、多脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼）。 13電子樂器數(shù)字接口（ MIDI）系統(tǒng)。 多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)作 1多媒體創(chuàng)作工具的功能主要有：優(yōu)異的面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境；具有較強(qiáng)的多媒體數(shù)據(jù) I／ O能力；動(dòng)畫處理能力；超級連接能力；應(yīng)用程序的連接能力；模塊化和面向?qū)ο?；友好的界面和易學(xué)易用。 2常用的多媒體創(chuàng)作工具有：文字處理軟件（ word）、簡報(bào)處理軟件（ Powerpoint）、圖像處理軟件（ Photoshop）、動(dòng)畫制作軟件（ 3DS MAX）。 3多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)大致可分為：素材庫、編輯、播放。主要功能包括：視頻圖像的制作；動(dòng)畫 制作、交互式演示系統(tǒng)、展示系統(tǒng)、交互式查詢系統(tǒng)、交互式的訓(xùn)練、仿真原形和技術(shù)的可視化。 4根據(jù)多媒體創(chuàng)作工具的創(chuàng)作方法和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，多媒體創(chuàng)作系統(tǒng)可分為：基于時(shí)間創(chuàng)作的工具；基于圖表或流線的創(chuàng)作工具、基于卡片或頁面的工具、以傳統(tǒng)程序語言為基礎(chǔ)的工具。 5多媒體開發(fā)工具特征：編輯特性、組織特性、編程特性、交互式特性、性能精確特性、播放特性、提交特性。 6較常用的多媒體開發(fā)工具有 Visual Basic和 Authorware。 7Authorware特點(diǎn)：基于流程度圖表創(chuàng)作方式、具有文字、圖形、動(dòng)畫、聲音的 直接創(chuàng)作處理能力、外部接口形式多樣、具有多種交互方式、多媒體集成能力高效、多平臺(tái)支