【文章內(nèi)容簡介】 音頻技術(shù) :聲音 采集及回放 技術(shù) .聲音 識(shí)別 技術(shù)和聲音 合成 技術(shù) —— 通過 聲卡 實(shí)現(xiàn) 4)數(shù)字視頻技術(shù) (動(dòng)畫 ):視頻 采集及回放 .視頻 編輯 和三維動(dòng)畫 視頻制作 AVI 和 MPG 5)多媒體通信技術(shù) 6)多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù) 7)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) (VR):又稱人工現(xiàn)實(shí)或靈境技術(shù) 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程及方向 (5 階段 )硬件設(shè)備成本越 來越低 ,功能越來越強(qiáng)大 第一代 （ 4554） ： 電子管 . 第二代 （ 5564）： 晶體管 第三代 （ 6574）： 中小規(guī)模集成電路 .多層印刷電路 第四代 （ 7590）： 大規(guī)模集成電路 .半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 第五代 （ 91）： 高性能微處理器 .高密度電路 :高性能化 .微型化 .大眾化 .智能化 .人性化 .功能綜合化 通信系統(tǒng)平臺(tái) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) :是依照一定的 通信協(xié)議 ,利用 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 在兩個(gè)終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信 方式 和通信 業(yè)務(wù) . 數(shù)據(jù)通信可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間 .計(jì)算機(jī)與終端之間的二進(jìn)制 數(shù)據(jù)信息的傳遞 : 單向通信 (單工通信 ) 只有一個(gè)方向的通信 ,沒有反方向的交換 ,如無線電廣播 雙向交替通信 (半雙工通信 ) 通信的雙方都可以發(fā)送信息 ,但不能同時(shí)發(fā)送 ,如對講機(jī) 雙向同時(shí)通信 (雙工通信 ) 通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接受信息 ,如電話網(wǎng) .計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 并行通信 :速度快 ,耗材多，造價(jià)高，不適于長距離。適于計(jì)算機(jī)內(nèi)部元器件之間的傳輸。如總線傳輸 串行通信 : (又分異步串行通信 .同步串行通信 )速度慢，費(fèi)用低，適于長距離。 : 1) 傳輸系統(tǒng)的利用 . 2) 接口及信號的產(chǎn)生 . 3) 同步 4) 差錯(cuò)檢測與糾正 . 5) 尋址與路由 . 6) 網(wǎng)絡(luò)管理 . 7) 安全保證 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)知識(shí) 1)模擬信號 （波紋形） :因變量完全隨連續(xù)消息的變化而變化的信號 .其自變量可以 連續(xù) ,也可以 離散 ,但因變量一定是 連續(xù) 的 .如電視信號、電話語音信號。 2)數(shù)字信號 （ 階梯形 ） :指表示信息的因變量是 離散 的 ,自變量時(shí)間的取值也是 離散 的信號。如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、數(shù)字電話和數(shù)字電視等。 方式 : 由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號的過程稱為編碼 . 11 1） 模擬數(shù)據(jù)的模擬信號編碼 2） 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 3） 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼 :也就是調(diào)制 的過程 幅移鍵控 (ASK):將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的二進(jìn)制碼 1 和 0 用載波信號振幅的 保持和終止 來表示 ,數(shù)字 1 表示保持載波 ,數(shù)字 0 表示終止載波 . 頻移鍵控 (FSK):由載波信號不同的兩個(gè)頻率分別表示 0 和 1 時(shí)提高載波頻率 ,數(shù)字為 0 時(shí)降低載波頻率 . 相移鍵控 (PSK):由載波信號不同的相位偏移來表示 0 和 0 變成 1 時(shí) ,相位角移動(dòng) 180 度實(shí)現(xiàn)調(diào)制 . 調(diào)制 :在原點(diǎn) ,調(diào)制器將 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號 ,稱之為調(diào)制 . 解調(diào) :在終點(diǎn) ,解調(diào)器將 模擬信號再轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù) ,稱之為解調(diào) . 4） 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 : 指的是數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理信道 分為導(dǎo)向和非導(dǎo)向 ，以電磁波的形式進(jìn)行傳輸 導(dǎo)向 媒體 :如雙絞線 .同軸電纜和光纖 非導(dǎo)向 媒體 : 無線傳播 。如 空氣 .真空 .海水 雙絞線 可傳輸模擬信號和數(shù)字信號 優(yōu)點(diǎn)： 價(jià)格低，使用方便。傳輸速率局限，適于距離短，速率要求不高的網(wǎng)絡(luò)。 無屏蔽雙絞線：如普通電話線，易受外界干擾 屏蔽雙絞線：減少電磁干擾，相對價(jià)格較高，使用不夠方便 同軸電纜 可傳輸模擬信號和數(shù)字信號 適于頻率更高，傳輸速率更快的網(wǎng)絡(luò)。 光纖 (光纜 ) 單模光纖：傳播不失真，比多模更優(yōu) 多模光纖 特點(diǎn) :容量更 大；體積更小 ,質(zhì)量更輕；衰減更??；隔絕電磁場；成本低廉 無線傳輸介質(zhì) (低功率短距離的無線連接技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)最大傳輸距離 10m,最高傳輸速度 1Mbps 的無線傳輸服務(wù) ) 1) 無線電波 :全向性電視 .無線電廣播 .收集 2) 微波 :波長 1mm~1m 電視廣播 . 3) 紅外線 :波長在 760nm~1mmm。 各種家用電器的遙控器 4) 藍(lán)牙 :最大傳輸距離 10m,本質(zhì)上就屬于無線傳輸介質(zhì) ， 工作頻率： : 模擬 系統(tǒng)中 ： 信號可使用的 最高頻率和最低頻率間的差值 就代表 這個(gè)通信系統(tǒng)的通頻帶寬 ,單位 Hz 數(shù)字通 信系統(tǒng)中 ： 是指數(shù)字系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸 速率 ,單位比特 /秒 bit/s 信道的帶寬 一般 是指信道容量 ,即信道中傳遞信息的最大值 ,單位比特 /秒 讓多個(gè)通信的雙方共享數(shù)據(jù)鏈路的帶寬容量 ,這樣的技術(shù)稱之為 “復(fù)用” ,常見的形式有 : 頻分復(fù)用 FDM 多個(gè)信號調(diào)制在不同的載波頻率上。模擬信號，（如有線電視） 時(shí)分復(fù)用 TDM 分成多個(gè)時(shí)隙。模擬信號和數(shù)字信號， 碼分復(fù)用 CDM 不同的編碼來區(qū)分各路原始信號。適合：移動(dòng)通信無線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)性計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng) (兩者區(qū)別在于 發(fā)送端和接收端 的時(shí)鐘是獨(dú)立的還是同步的 ) 同步技術(shù) :是指通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)手法兩端動(dòng)作統(tǒng)一 .保持手法步調(diào)一 致 的過程 . 異步傳輸 :以 字符 為單位 獨(dú)立進(jìn)行發(fā)送 ,傳輸效率 低 ,適用于 低速 系統(tǒng) 同步傳輸 :是以數(shù)據(jù)塊為單位 進(jìn)行發(fā)送 ,傳輸效率 高 ,適用于 高速 系統(tǒng) 電路交換 如打電話。優(yōu)點(diǎn)：傳輸延遲?。灰坏┚€路建立 ,不會(huì)發(fā)生用戶沖突。 報(bào)文交換 (包交換 ) 如電報(bào)。缺點(diǎn)：延遲大，不適合交互式數(shù)據(jù)通信。 分組交換 報(bào)文交換的升級。適合于速率要求高的交互式通信。成為主流。 12 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu) 成 :信息傳遞 .資源共享 .增加可靠性 .提高系統(tǒng)處理能力 ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 )與 1977 年提出 OSI(開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 ),標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展走向了標(biāo)準(zhǔn)化的道路 . :在計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò) 中 ,用于 規(guī)定信息的格式以及如何發(fā)送和接收信息的一系列規(guī)則 叫做網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 .是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) .開發(fā) .運(yùn)行的基礎(chǔ) . 三要素 : 語法 —— 定義協(xié)議中所使用數(shù)據(jù)塊的格式 語義 —— 規(guī)定各種數(shù)據(jù)塊格式 的 作用 定時(shí) —— 規(guī)定數(shù)據(jù)塊的交換順序和定時(shí)器的使用 按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線網(wǎng) .環(huán)形網(wǎng) .星形網(wǎng) 按傳輸媒體 有線網(wǎng) .無線網(wǎng) 按交換方式 交換網(wǎng) .分組交換網(wǎng) 按數(shù)據(jù)傳輸率 高速網(wǎng) .低速網(wǎng) 按計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的大小 局 WAM 和互聯(lián)網(wǎng) 1)局域網(wǎng) ： 幾百米 — 幾千米 的辦公樓群和校園內(nèi) 特點(diǎn) :高數(shù)據(jù)傳輸率 .低延遲 .低誤碼 2)城域網(wǎng) ： 工作范圍 160KM 3)廣域網(wǎng) ： 一個(gè)或幾個(gè)國家 .采用 交換 技術(shù) ,數(shù)據(jù)的交換是廣域網(wǎng)最為關(guān)心的問題 ,主要交換技術(shù)有 ,幀中繼 ,ATM 4)互聯(lián)網(wǎng) ： 將世界各地的 局域網(wǎng) .廣域網(wǎng) 聯(lián)系起來 ,使得海量的信息能在更廣闊的范圍內(nèi)傳播 ,就構(gòu)成了 互聯(lián)網(wǎng) . 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (傳輸控制協(xié)議 /網(wǎng)際協(xié)議 )從低到高分為 4 層 : 協(xié)議 — 是 TCP/IP 協(xié)議簇網(wǎng)絡(luò)層的核心 ,是因特網(wǎng)能夠有效運(yùn)行的基礎(chǔ) . 1)IP 協(xié)議 —— 最基本的功能是 實(shí)現(xiàn) IP 編址 IPv4 表示為 32 位的無符號二進(jìn)制數(shù) IPv6 表示為 128 位的無符號二進(jìn)制數(shù) 2)IP 路由 —— IP 協(xié)議所規(guī)定的另一項(xiàng)重要功能 IP 路由是指在不同網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù) 收 法選擇路徑連接 3)IP 協(xié)議的版本 IPv4 的最大問題是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限 IPv6— 128 位 ,能提供 21281 個(gè)地址 與 UDP—— 傳輸層的 2 個(gè)重要協(xié)議 應(yīng)用層 面向用戶 HTTP 協(xié)議 — 瀏覽網(wǎng)頁 FTP 協(xié)議 — 文件傳輸 , SMTP— 電子郵件發(fā)送 Tel 協(xié)議 — 遠(yuǎn)程登錄服務(wù) 傳輸層 端到端的數(shù)據(jù)傳輸 TCP(傳輸控制協(xié)議 ) UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 ) 網(wǎng)絡(luò)層 提供路由 IP ARP RARP 網(wǎng)絡(luò)接口層 數(shù)據(jù)鏈路層 Ether； Tokenring； FDDI； ； ATM 13 1)面向連接或非連接 面向連接 :像打電話 面向非連接 :像寫信 2)TCP 和 UDP 的區(qū)別 TCP 是面向連接的傳輸協(xié) 議 ,適用于要求比較高的業(yè)務(wù) ,如電子郵件 .網(wǎng)頁瀏覽 .文件傳輸?shù)? UDP 是面向非連接的 ,沒有重傳機(jī)制 ,適用于如視頻會(huì)議 .在線播放等 物理端口 :是指主機(jī) .集線器 ..路由器等與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 相 連接的接口 , 邏輯端口 :與 TCP/IP 協(xié)議簇中應(yīng)用層緊密聯(lián)系 ,是區(qū)分不同應(yīng)用類型的標(biāo)識(shí)號 ,一個(gè)端口對應(yīng)一個(gè)特定的因特網(wǎng)應(yīng)用或服務(wù) ,如 FTP 端口號是 21,Tel 的端口號是 23,HTTP 的端口號是 80 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算 P101 (InterofThings)通過 射頻識(shí)別 (RFID).紅外感應(yīng)器 .全球定位 系統(tǒng) .激光掃描器等 信息傳感設(shè)備 ,按約定的協(xié)議 ,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來 ,進(jìn)行信息交換和通訊 ,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別 .定位 .跟蹤 .監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò) .就是“物物相連”的網(wǎng)絡(luò) . “物”要相連必須滿足一定的條件 : ①具有信息接收和發(fā)送器件 ②具有一定的存儲(chǔ)功能 ③具有 CPU ④具有 OS ⑤有可被識(shí)別的唯一標(biāo)號 ⑥遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議 物聯(lián)網(wǎng) 是互聯(lián)網(wǎng)的拓展和延伸 物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)的基礎(chǔ)和核心仍然是互聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng) 須支持現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中的基本協(xié)議 其重要特征是納入物聯(lián)網(wǎng)的“物” ,即物聯(lián)網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)必須具有智能處理 能力 美國 —— 將物聯(lián)網(wǎng)與新能源并列為振興其經(jīng)濟(jì)的兩大重點(diǎn) 中國 —— 在 2022 年作為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一 正式寫入政府工作報(bào)告 國家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) ,包括新能源 .信息網(wǎng)絡(luò) (以物聯(lián)網(wǎng)為代表 ).新材料 .生物醫(yī)藥和空間技術(shù) 等產(chǎn)業(yè) 3 層次架 感知層 采集各種有用信息 ,對物體進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)記識(shí)別 網(wǎng)絡(luò)層 實(shí)現(xiàn)信息處理和通信 ,將在感知層上獲取的信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)格式 ,并遵循協(xié)議 ,保準(zhǔn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確到達(dá)目的地 應(yīng)用層 提供物聯(lián)網(wǎng)和用戶之間的接口 ,將各行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的需求轉(zhuǎn)化為具體的應(yīng)用 網(wǎng)的用途 在食品安全 .工業(yè)監(jiān)控 .公共安全 .城市管理 .遠(yuǎn)程醫(yī)療 .智能家居 .智能交通 .郵政物流 .環(huán)境監(jiān)測等各行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景 (CloudComputing) 1)定義 :是一種基于因特網(wǎng)的超級計(jì)算模式 ,它是分布式計(jì)算 .并行計(jì)算 .網(wǎng)格計(jì)算等計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化的產(chǎn)物 .其原理是將大量由互聯(lián)網(wǎng)連接的計(jì)算資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度 ,構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源地 ,根據(jù)用戶的需求提供服務(wù) . 2)云計(jì)算的特點(diǎn) :虛擬化技術(shù) .安全性和可靠性 .靈活方便地獲取服務(wù) .高性價(jià)比 3 個(gè)服務(wù)模式 IaaS:基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù) PaaS:平臺(tái)服務(wù) SaaS:軟件服務(wù) 數(shù)據(jù)庫平臺(tái) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展 14 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (DBS)： 是指以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ) ,以數(shù)據(jù)庫方式管理大量共享數(shù)據(jù)的綜合系統(tǒng) . 由 5 個(gè)部分構(gòu)成 : :以一定的組織方式將特定組織各項(xiàng)應(yīng)用相關(guān)的全部數(shù)據(jù)組織在一起并存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器上所形成的 .能為多個(gè)用戶共享的 .與應(yīng)用程序彼此獨(dú)立的一組相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合 . —— DBMS,是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心 據(jù)庫管理員 —— DBA 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為 從內(nèi)到外分分三個(gè)層次描述的 三級模式 結(jié)構(gòu) , 三級模式 主要分為 物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu) 兩個(gè)方面 . 描述 物理結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)模式 , 描述 邏輯結(jié)構(gòu)稱為模式 (概念模式 .邏輯模式 ) 每個(gè)用戶或應(yīng)用，又由模式導(dǎo)出若干個(gè)子模式（外模式、用戶模式），子模式是模式的子集。 三級模式中 兩 種 映射功能 (模式 ). 1）物理模式和模式之間的映射： 物理結(jié)構(gòu) (內(nèi)模式 )改變時(shí) ,只需修改 模式與內(nèi)模式 之間的映射關(guān)系 ,而邏輯結(jié)構(gòu) (模式 )不變 ,相應(yīng) 程序也不需要改變 （ 物理獨(dú)立性 .） 2）模式與 子模式之間的映射： 邏輯結(jié)構(gòu) (模式 )發(fā)生改變時(shí) ,只需 修改 外模式與模式 之間的映射關(guān)系 ,而用戶結(jié)構(gòu) (外模式 )不變 ,應(yīng)用程序也不用改變 （ 邏輯獨(dú)立性 ） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS : 1） DDL 數(shù)據(jù) 描述 語言 . 2） DML 數(shù)據(jù) 操作 語言 . 3） 其他 管理和控制程序 的功能 1） 數(shù)據(jù) 定義 功能 2） 數(shù)據(jù) 操縱 功能 3） 數(shù)據(jù)庫的 運(yùn)行管理 功能 4） 數(shù)據(jù)庫的 建立和維護(hù) 功能 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新發(fā)展 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng) OODBS 1） 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) . 2） 并行數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng) . 3） 多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn) :集成性 .獨(dú)立性 .數(shù)據(jù)量大 .實(shí)時(shí)性 .交互性 建立數(shù)據(jù)模型的途徑 : 1） 基于關(guān)系模型