Реферат: Мультимедиа и ее составляющие

Министерство образования Российской федерации

Университетсистем управления и радиоэлектроники

Мультимедиаи ее составляющие

 

Реферат попрограммированию

Составил

 

Проверил

Оглавление.

 

1. Что такое мультимедиа?… 3

2. Что такое CD-ROM?… 3

2.1. Немного истории… 4

2.2. Параметры накопителей CD-ROM… 4

2.3. Скорость передачи данных… 4

2.4. Время доступа… 5

2.5. Кэш-память… 6

3. Видеоплаты.… 6

3.1. Монохромный адаптер MDA… 6

3.2. Цветной графический адаптер CGA… 7

3.3. Усовершенствованный графическийредактор EGA… 7

3.4. Адаптеры стандарта VGA… 7

3.5. Стандарты XGA и XGA-2… 8

3.6. Адаптеры SVGA… 8

4. Звук.… 8

4.1. 8- и 16-разрядные звуковыеплаты… 8

4.2. Колонки… 8

   5. Перспективы.… 10

   Таблицы.… 11

   Литература.… 13

1. Что такое мультимедиа?

Понятие мультимедиаохватывает целый ряд компьютерных технологий, связанных с аудио, видео испособами их хранения. В самых общих чертах – это возможность объединитьизображение, звук и данные. В основном, мультимедиа подразумевает добавление ккомпьютеру звуковой платы и накопителя CD-ROM.

Для принятия стандартов,касающихся мультимедиа-компьтеров, компанией Microsoft был создан Маркетинговый совет покомпьютерам для мультимедиа (Multimedia PC Marketing Council). Этой организацией было создано несколько MPC-стандартов, эмблемы и торговыезнаки, которые разрешалось использовать производителям, продукция которыхсоответствует требованиям данных стандартов. Это позволило создавать совместныеаппаратные и программные продукты в области мультимедиа для IBM-совместимых систем.

Недавно Маркетинговыйсовет по компьютерам для мультимедиа (MPC Marketing Council) передал свои полномочия группе Software Publishers Association’s Multimedia PC Working Group. В нее вошло много организаций – членов совета, итеперь она является законодателем всех MPC-спецификаций. Первое, что сделала эта группа, — приняла новые MPC-стандарты.

Советом было разработанодва первых мультимедиа-стандарта, называемых MPC Level 1 и MPC Level 2. В июне1995 года, после создания группы Software Publishers Association (SPA), эти стандарты были дополнены третьим – MPC Level 3. Данный стандарт определяет минимальные требованияк мультимедиа-компьютеру (см. Таблицу 1/>,страница 11).

Далее рассмотримконкретнее отдельные составляющие (изображение, звук и данные) мультимедиа.

1.        Что такое CD-ROM?

CD-ROM – это оптический носитель информации, предназначенныйтолько для чтения, на котором может храниться до 650 Мбайт данных, чтосоответствует примерно 333 000 страницам текста или 74 минутамвысококачественного звучания, или их комбинации. CD-ROM очень похож наобычные звуковые компакт-диски, и его можно даже попытаться воспроизвести наобычном звуковом проигрывателе. Правда, при этом вы услышите только шум. Доступк данным, хранящимся на CD-ROM, осуществляется быстрее, чем кданным, записанным на дискетах, но все же значительно медленнее, чем насовременных жестких дисках. Термин CD-ROMотносится как к самимкомпакт-дискам, так и к устройствам (накопителям), в которых информациясчитывается с компакт-диска.

Сфера применения CD-ROM расширяется очень быстро: если в 1988 году их былозаписано всего несколько десятков, то на сегодняшний день выпущено уженесколько тысяч наименований самых разнообразных тематических дисков – отстатистических данных по мировому сельскохозяйственному производству дообучающих игр для дошкольников. Множество мелких и крупных частных фирм игосударственных организаций выпускают свои собственные компакт-диски сосведениями, представляющими интерес для специалистов в определенных областях.

2.1.Немного истории.

В 1978 году фирмы Sony и Philips объединили свои усилия в области разработкисовременных звуковых компакт-дисков. Фирма Philips к тому времени уже разработала лазерныйпроигрыватель, а у Sony за плечамибыли многолетние исследования в области цифровой звукозаписи и производства.

Фирма Sony настаивала на том, чтобы диаметркомпакт-дисков был равен 12², а Philips предлагала уменьшить его.

В 1982 году обе фирмыобнародовали стандарт, в котором определялись методы обработки сигналов,способы их записи, а также размер диска – 4,72², который используется и по сей день.Точные размеры компакт-диска таковы: внешний диаметр – 120 мм, диаметрцентрального отверстия – 15 мм, толщина – 1,2 мм. Говорят, что такие размерыбыли выбраны потому, что на таком диске полностью помещалась Девятая симфонияБетховена. Сотрудничество этих двух фирм в 80-е годы привело к созданиюдополнительных стандартов, касающихся использования технологий для записикомпьютерных данных. На основе этих стандартов были созданы современныенакопители для работы с компакт-дисками. И если на первом этапе инженерытрудились над тем, как подобрать размер диска под величайшую из симфоний, тосейчас программисты и издатели думают, как в этот маленький кружочек втиснутьпобольше информации.

2.2.Параметры накопителей CD-ROM.

Приводимые в документациик накопителям CD-ROM параметры характеризуют в основном ихпроизводительность.

Основнымихарактеристиками накопителей CD-ROM являются скорость передачи и времядоступа к данным, наличие внутренних буферов и их емкость, а также типиспользуемого интерфейса.

2.3.Скорость передачи данных.

Скорость передачи данныхопределяет объем данных, который может считать накопитель с компакт-диска накомпьютер за одну секунду. Основной единицей измерения этого параметра являетсяколичество переданных килобайтов данных в секунду (Кбайт/с). Очевидно, что этахарактеристика отражает максимальную скорость считывания накопителя. Чем вышескорость считывания, тем лучше, однако необходимо помнить, что существуют идругие важные параметры.

В соответствии состандартным форматом записи за каждую секунду должно считываться 75 блоковданных по 2 048 полезных байтов. Скорость передачи данных при этом должна бытьравна 150 Кбайт/с. Это стандартная скорость передачи данных для устройств CD-DA, которые также называются односкоростными. Термин“односкоростной” означает, что запись на компакт-диски осуществляется в форматес постоянной линейной скоростью (CLV);при этом скорость вращения диска изменяется так, чтобы линейная скоростьоставалась постоянной. Поскольку, в отличие от музыкальных компакт-дисков,данные с диска CD-ROM можно считывать с произвольнойскоростью (главное, чтобы скорость была постоянной), ее вполне можно повысить.На сегодняшний день выпускаются накопители, в которых информация можетсчитываться с разными скоростями, кратными скорости, которая принята дляодноскоростных накопителей (см. таблицу 2,/>страница 11).

2.4.Время доступа.

Время доступа к даннымдля накопителей CD-ROM определяется так же, как и дляжестких дисков. Оно равняется задержке между получением команды и моментомсчитывания первого бита данных. Время доступа измеряется в миллисекундах и егостандартное паспортное значение для накопителей 24х приблизительно равно 95 мс.При этом имеется в виду среднее время доступа, поскольку реальное время доступазависит от расположения данных на диске. Очевидно, что при работе на внутреннихдорожках диска время доступа будет меньше, чем при считывании информации свнешних дорожек. Поэтому в паспортах на накопители приводится среднее времядоступа, определяемое как среднее значение при выполнении нескольких случайныхсчитываний данных с диска.

Чем меньше время доступа,тем лучше, особенно в тех случаях, когда данные нужно находить и считыватьбыстро. Время доступа к данным на CD-ROM постоянно сокращается. Заметим, чтоэтот параметр для накопителей CD-ROM намного хуже, чем для жестких дисков(100 – 200 мс для CD-ROM и 8 мс для жестких дисков). Стольсущественная разница объясняется принципиальными различиями в конструкциях: вжестких дисках используется несколько головок и диапазон их механическогопередвижения меньше. Накопители CD-ROM используют один лазерный луч, и онперемещается вдоль всего диска. К тому же данные на компакт-диске записанывдоль спирали и после перемещения считывающей головки для чтения данной дорожкинеобходимо еще ждать, когда лазерный луч попадет на участок с необходимымиданными.

Приведенные в таблице 3 (/>страница 12) данные характерны для устройстввысокого класса. В каждой категории накопителей (с одинаковой скоростьюпередачи данных) могут быть устройства с более высоким или более низкимзначением времени доступа.

2.5.Кэш-память.

Во многих накопителях CD-ROM имеются встроенные буферы, или кэш-память. Эти буферыпредставляют собой устанавливаемые на плате накопителя микросхемы памяти длязаписи считанных данных, что позволяет передавать в компьютер за одно обращениебольшие массивы данных. Обычно емкость буфера составляет 256 Кбайт, хотявыпускаются модели как с большими, так и с меньшими объемами (чем больше – темлучше!). Как правило, в более быстродействующих устройствах емкость буферовбольше. Это делается для более высоких скоростей передачи данных. Рекомендуемаяемкость встроенного буфера – не менее 512 Кбайт, что является стандартнымзначением для большинства двадцатичетырехскоростных устройств.

2.        Видеоплаты.

          Видоплатаформирует сигналы управления монитором. С появлением в 1987 году компьютеровсемейства PS/2 фирма IBM ввела новые стандарты на видеосистемы, которыепрактически сразу же вытеснили старые. Большинство видеоадаптеров поддерживают,по крайней мере, один из следующих стандартов:

·                MDA(MonochromeDisplay Adapter);

·                CGA(Color Graphics Adapter);

·                EGA(Enhanced Graphics Adapter);

·                VGA(Video Graphics Array);

·                SVGA(Super VGA);

·                XGA(eXtended Graphics Array).

Все программы,предназначенные для IBM-совместимыхкомпьютеров, рассчитаны на эти стандарты. Например, в пределах стандарта Super VGA (SVGA)разные производители предлагают разные форматы изображения, но формат 1024´768 является стандартным дляприложений, работающих с насыщенными изображениями.

3.1.Монохромный адаптер MDA.

Первым и простейшимвидеоадаптером был монохромный адаптер, соответствующий спецификации MDA. На его плате, кроме собственноустройства управления дисплеем, размещалось еще и устройство управленияпринтером. Видеоадаптер MDAобеспечивал только отображение текста (символов) при разрешении по горизонтали720 пикселей, по вертикали – 350 пикселей (720´350). Это была система,ориентированная на вывод символов; она не могла выводить произвольныеграфические картинки.

3.2.Цветной графический адаптер CGA.

Многие годы цветнойграфический адаптер CGA был самымраспространенным видеоадаптером, хотя сейчас его возможности очень далеки отсовершенства. Этот адаптер имел две основные группы режимов работы – алфавитно-цифровые,илисимвольные (alphanumeric– A/N), и графические с адресацией всех точек (allpointaddressable– ADA). Символьных режимов два: 25 строк по 40 символов вкаждой и 25 строк по 80 символов (оба оперируют шестнадцатью цветами). И вграфических, и в символьных режимах для формирования символов используютсяматрицы размером 8´8 пикселей. Графических режимов также два: цветной со средним разрешением(320´200 пикселей, 4 цвета в одной палитреиз 16 возможных) и черно-белый с высоким разрешением (640´200 пикселей).

Один из недостатковвидеоадаптеров CGA – появление наэкранах некоторых моделей мерцания и “снега”. Мерцание проявляется втом, что при перемещении текста по экрану (например, при добавлении строки)символы начинают “подмигивать”. Снег – это случайные вспыхивающие точкина экране.

3.3.Усовершенствованный графический редактор EGA.

Усовершенствованныйграфический редактор EGA, производствокоторого было прекращено с началом выпуска компьютеров PS/2, состоял из графической платы, платы расширения памятиизображения, набора модулей памяти изображения и цветного монитора с повышеннымразрешением. Одно из преимуществ EGAсостояло в возможности строить систему по модульному принципу. Посколькуграфическая плата работала с любым из мониторов фирмы IBM, ее можно было использовать и с монохромнымимониторами, и с цветными мониторами, имеющими обычное разрешение, раннихмоделей, и с цветными мониторами, имеющими более высокое разрешение.

3.4.Адаптеры стандарта VGA.

В апреле 1987 годаодновременно с выпуском компьютеров семейства PS/2 фирма IBMввела в действие спецификацию VGA(видеографическая матрица), которая вскоре стала общепризнанным стандартомсистем отображения ПК. Фактически в тот же день IBM обнародовала еще одну спецификацию для системотображения с низким расширением MCGA ивыпустила на рынок видеоадаптер высокого расширения IBM 8514. Адаптеры MCGA и 8514 не стали общепризнанными стандартами, как VGA, и вскоре “сошли со сцены”.

3.5.Стандарты XGA и XGA-2.

В конце октября 1990 годафирма IBM объявила о выпуске видеоадаптера XGADisplayAdapter/A для системы PS/2, а в сентябре 1992 года – о выпуске XGA-2. Оба устройства – высококачественные 32-разрядныеадаптеры с возможностью передачи им управления шиной (busmaster) предназначены для компьютеров с шиной MCA. Разработанные как новаяразновидность VGA, они обеспечивают повышенноеразрешение, большее количество цветов и значительно более высокуюпроизводительность.

3.6.Адаптеры SVGA.

С появлениемвидеоадаптеров XGA и 8514/Аконкуренты IBM решили не копировать эти разрешения VGA, а начать выпуск более дешевыхадаптеров с разрешением, которое выше разрешения продуктов IBM. Эти видеоадаптеры образоваликатегорию SuperVGA, или SVGA.

Возможности SVGA шире возможностей плат VGA. Поначалу SVGA не являлся стандартом. Под этим терминомподразумевались многие отличающиеся одна от другой разработки различных фирм,требования к параметрам которых были жестче, чем требования к VGA.

4. Звук. 4.1. 8- и 16-разрядные звуковыеплаты.

Первым стандартом MPC предусматривался “8-разрядный” звук.Это не означает, что звуковые платы должны были вставляться в 8-разрядный слотрасширения. Разрядность звука характеризует количество битов, используемых дляцифрового представления каждой выборки. При восьми разрядах количестводискретных уровней звукового сигнала составляет 256, а если использовать 16бит, то их количество достигает 65 536 (при этом, естественно, качество звука значительноулучшается). 8-разрядное представление является достаточным для записи ивоспроизведения речи, а вот для музыки требуется 16 разрядов.

4.2.Колонки.

Для успешных коммерческихпрезентаций, работы с мультимедиа и MIDI нужны высококачественные стереофонические колонки. Стандартные колонкислишком велики для рабочего стола.

Часто звуковые платы необеспечивают достаточной для колонок мощности. Даже 4 Вт (как у большинствазвуковых плат) бывает мало для того, чтобы ”раскачать” колонки высокого класса.Кроме того, обычные колонки создают магнитные поля и, будучи установленнымирядом с монитором, могут искажать изображение на экране. Эти же поля могутиспортить записанную на дискете информацию.

Чтобы разрешить этипроблемы, колонки для компьютерных систем должны быть небольшими и с высокимКПД. В них должна быть предусмотрена магнитная защита, например, в видеферромагнитных экранов в корпусе или электрической компенсации магнитных полей.

На сегодняшний деньвыпускаются десятки моделей динамиков: от дешевых миниатюрных устройств фирм Sony, Koss и LabTechдо больших агрегатов с автономным питанием, например фирм Bose и Altec Lansing. Для оценки качества динамика нужно иметьпредставление о его параметрах.

·     Частотнаяхарактеристика (frequencyresponse). Этотпараметр представляет полосу частот, воспроизводимых динамиком. Наиболеелогичным был бы диапазон от 20 Гц до 20 кГц – он соответствует частотам,которые воспринимает человеческое ухо, но ни один динамик не может идеальновоспроизводить звуки всего этого диапазона. Очень немногие люди слышат звукивыше 18 кГц. Самый высококачественный динамик воспроизводит звуки в диапазонечастот от 30 Гц до 23 кГц, а у дешевых моделей звук ограничивается диапазономот 100 Гц до 20 кГц. Частотная характеристика является самым субъективнымпараметром, так как одинаковые, с этой точки зрения, динамики могут звучатьсовершенно по-разному.

·     Нелинейныеискажения (TDH – Total Harmonic Distortion). Этот параметр определяет уровень искажений и шумов,возникающих в процессе усиления сигнала. Попросту говоря, искаженияпредставляют собой разность между подаваемым на динамик звуковым сигналом ислышимым звуком. Величина искажений измеряется в процентах, и допустимымсчитается уровень искажений, равный 0,1%. Для высококачественной аппаратурыстандартом считается уровень искажений 0,05%. У некоторых динамиков искажениядостигают 10%, а у наушников — 2%.

·     Мощность. Этот параметр обычно выражается вваттах на канал и обозначает выходную электрическую мощность, подводимую кколонкам. Во многих звуковых платах есть встроенные усилители с мощностью до 8Вт на канал (обычно 4 Вт). Иногда этой мощности не достаточно длявоспроизведения всех оттенков звука, поэтому во многих колонках устанавливаютсявстроенные усилители. Такие колонки можно переключать в режим усиления сигнала,поступающего со звуковой платы.

3.        Перспективы.

Итак, в мире явнонаблюдается бум мультимедиа. При таких темпах развития, когда возникают новыенаправления, а другие, казавшиеся весьма перспективными, вдруг становятсянеконкурентноспособными, трудно составлять даже обзоры: их выводы могут статьнеточными или вообще устареть через совсем небольшое время. Прогнозы жедальнейшего развития систем мультимедиа тем более ненадежное занятие.Мультимедиа значительно увеличивает количество и повышает качество информации,способной храниться в цифровой форме и передаваться в системе “человек –машина”.

Таблицы.

Таблица 1. Стандарты мультимедиа.

/>Процессор 16 МГц 386SX 25 МГц 486SX 75 МГц Pentium />ОЗУ 2 Мбайт />4 Мбайт />8 Мбайт />Жесткий диск />30 Мбайт />160 Мбайт />540 Мбайт Накопитель на гибких дисках 3,5-дюймовый на 1,44 Мбайт 3,5-дюймовый на 1,44 Мбайт 3,5-дюймовый на 1,44 Мбайт />Накопитель

 CD-ROM

Однократная скорость />Двойная скорость Учетверенная скорость />Звук 8 бит 16 бит 16 бит Разрешение адаптера VGA

640´480,

16 цветов

640´480,

65536 цветов

640´480,

65536 цветов

/>Порты

 Ввода-вывода

Последовательный, параллельный, игровой, MIDI Последовательный, параллельный, игровой, MIDI Последовательный, параллельный, игровой, MIDI Программное обеспечение Microsoft Windows 3.1 Microsoft Windows 3.1 Microsoft Windows 3.1 />Дата принятия 1990 года 1993 года 1995 года

Таблица 2. Скорости передачи данных внакопителях CD-ROM

/>Тип накопителя

Скорость передачи данных, байт/с

Скорость передачи данных, Кбайт/с

Односкоростной (1х) 153 600 150 Двухскоростной (2х) 307 200 300 Трехскоростной (3х) 460 800 450 Четырехскоростной (4х) 614 400 600 Шестискоростной (6х) 921 600 900 Восьмискоростной (8х) 1 228 800 1 200 Десятискоростной (10х) 1 536 000 1 500 Двенадцатискоростной (12х) 1 843 200 1 800 Шестнадцатискоростной (16х) 2 457 600 2 400 Восемнадцатискоростной (18х) 2 764 800 2 700 Двадцатичетырехскоростной (24х) 3 686 400 3 600 Тридцатидвухскоростной (32х) 4 915 200 4 800 Стоскоростной (100х) 15 360 000 15 000 CAV (12x — 24x) 1 843 200 — 3 686 400 1 800 – 3 600

Таблица 3. Стандартное время доступак данным в накопителях CD-ROM

/>Тип накопителя />Время доступа к данным, мс Односкоростной (1х) 400 Двухскоростной (2х) 300 Трехскоростной (3х) 200 Четырехскоростной (4х) 150 Шестискоростной (6х) 150 Восьмискоростной (8х) 100 Десятискоростной (10х) 100 Двенадцатискоростной (12х) 100 Шестнадцатискоростной (16х) 90 Восемнадцатискоростной (18х) 90 Двадцатичетырехскоростной (24х) 90 Тридцатидвухскоростной (32х) 85 Стоскоростной (100х) 80 CAV (12/24x) 150 – 90
 Литература.

1.        Скотт Мюллер,Крег Зекер. Модернизация и ремонт ПК. — М.: Издательский дом “Вильямс”, 1999. — 990 стр.

2.        С. Новосельцев.Мультимедиа – синтез трех стихий//Компьютер Пресс. – 1991, №8. – стр. 9-21.