计算机科学导论名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本章关键点与学习要求：,计算机网络组成、分类 （掌握）,国际互联网 （掌握）,多媒体 （掌握）,虚拟现实 （了解）,人工智能与教授系统 （了解）,计算机信息安全与职业道德 （掌握）,第1页,教学章节,计算机网络,4.1,多媒体技术,4.2,虚拟现实,4.3,计算机控制系统与管控一体化系统,4.5,计算机信息安全与职业道德,4.6,人工智能与教授系统,4.4,第2页,教学目标,本讲主要介绍计算机网络和计算机通信基本概念及局域网基本知识，使大家对计算机网络有初步了解。,教学重点与难点,计算机网络组成,计算机网络分类,计算机网络应用,4.1,计算机网络,第3页,课堂提问？,现在社会节奏越来越快，人们获取最新信息、查询资料、传递信息最快捷工具是什么,?,网 络,教学引入,返 回,下一页,第4页,1.,什么是计算机网络,利用,通信线路,连接起来,相互独立计算机集合,传输信号介质,网上计算机是相对独立工作,计算机网络最少由,网络设备,、,通信线路,及,网络软件,等三部分组成。,4.1.1,计算机网络组成,P196,上一页,返 回,下一页,第5页,客户机：为网上用户服务计算机，能够,单独使用,或,联网,使用。,服务器：它为客户提供服务计算机，含有,较高运算速度,和,较大存放容量,，存放了大量软件资源供客户机共享。,网络互连设备：实现,各个网段之间,连接。,网卡：可完成网络通信所需各种功效，把计算机数据经过网络送出，为计算机搜集进入数据。,2.,网络设备,上一页,返 回,下一页,第6页,网 卡,网卡接口：,BNC,接口、,AUI,接口和,RJ-45,接口。,网卡传输速度：,网卡和网线间,传输速度,：单位时间内网络中流通比特位数量，如,10BaseT,中,10,表示网络传输速度为,10 Mbps,。,网卡和,CPU,数据交换速度,：经过计算机总线进行并行传输，受并行位数影响较大，如,16,位,ISA,网卡一次传送,16,位，,32,位,PCI,网卡一次传送,32,位,。,网卡,MAC,地址：,标识网卡号码，也称物理地址。在出厂时就写入到网卡中，不可更改，,全球唯一,。网卡,MAC,地址由,六组,、,每组,2,位,16,进制,组成，前三组为制造厂商编号，后三组是网卡编号。,上一页,返 回,下一页,第7页,网卡接口,上一页,返 回,下一页,第8页,网卡,MAC,地址,上一页,返 回,下一页,第9页,网络互连设备,路由器,网桥,中继器,交换机,调制,解调器,网关,集线器,上一页,返 回,下一页,重点,第10页,功效,：是计算机与电话线之间进行信号转换装置,调制：把数字信号转换成模拟信号,解调：将模拟信号复原成数字信号,主要性能参数,：是传输速率，当前市面上,28.8K,、,33.6K,和,56K,调制解调器,。,分类,内置式,外置式,调制解调器,上一页,返 回,下一页,第11页,调制解调器功效视频演示,上一页,返 回,下一页,第12页,中 继 器,原因：因为信号在网络传输介质中有衰减和噪音，使有用数据信号变得越来越弱。,功效：也称为重发器。属于网络物理层互联设备，用于,去除噪声，,放大整型信号,，增大网段以,延长网络距离,。,应用示例,上一页,返 回,下一页,第13页,用中继器连接两个局域网,上一页,返 回,下一页,第14页,集 线 器,定义：是多端口中继器,是实现数据存放和转发设备，它工作于,OSI,协议,数据链路层,，能识别数据链路层不一样数据格式，并能进行相互转换。,功效：降低网络堵塞、提供不一样类别局域网之间连接能力、实现高速通信。,传输速率：,10Mb/s,、,10/100Mb/s,和,100Mb/s,等。当多台计算机同时使用,Hub,时，各自只能获取几分之一传输速率。,应用示例,上一页,返 回,下一页,第15页,可叠加集线器网络结构,上一页,返 回,下一页,第16页,交 换 机,定义：交换式集线器，是实现数据包转发网络互连设备，转发速度很快，,属于,数据链路层,互联设备,。,功效：,每一对相互通信工作站能像,独占,通信媒体那样，进行无冲突地传输数据，通信完后断开连接。,特点：在网络传输密集场所，交换机效率要远,高于,Hub,。,应用示例,上一页,返 回,下一页,第17页,交换机应用示例,上一页,返 回,下一页,第18页,网 桥,定义：是一个在数据链路层实现互联存放转发设备。,功效：一个网段与另一个网段之间建立连接桥梁，网桥依据数据帧源和目标物理地址决定是否对数据帧进行转发。,特点：隔离网段、调整网络负载、提升整个网络传输性能作用。,应用示例,上一页,返 回,下一页,第19页,网 桥 应 用,上一页,返 回,下一页,第20页,路 由 器,定义：用于连接多个逻辑上分开网络，路由器有自己操作系统，运行各种,网络层,协议，用于实现网络层功效。,功效：实现,路径选,择、,数据转换,和,数据过滤,网络互连设备，能够连接两个独立网络。,特点：路由器异构网互联能力、拥塞控制能力和网段隔离能力等都,要强于网桥,，而且路由器能够隔离广播信息。,应用示例,上一页,返 回,下一页,第21页,路 由 器 应 用,上一页,返 回,下一页,第22页,网 关,定义：网关实现网络互联发生在网络层之上，它是网络层以上互联设备总称。,分类：,面向连接网关：,虚拟电路网络互联,无连接网关：数据包网络互联；,应用：可用一台微机作为网关，也能够在服务器中兼有网关功效。在,TCP/IP,网络中，网关有时所指就是路由器。,上一页,返 回,下一页,第23页,请同学们说出不一样网络设备工作在哪些层？,课堂交互,上一页,返 回,下一页,第24页,定义：计算机网络信息传输介质,分类,有线介质：传输模拟信号和数字信号,同轴电缆,双绞线,光纤,无线介质：传输数字信号,3.,通信线路,上一页,返 回,下一页,第25页,双绞线由螺旋状扭结在一起两条绝缘导线组成，,成对线扭绞可使电磁辐射和外部电磁干扰减到最小,。,双 绞 线,双绞线制作,视 频 演 示,上一页,返 回,下一页,第26页,同轴电缆,以单根铜导线为内芯，外裹一层绝缘材料，外覆密集网状导体，最外面是一层保护性塑料。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体，同时也使中心导体免受外界干扰，故同轴电缆比双绞线含有更高带宽和更加好噪声抑制特征。,上一页,返 回,下一页,第27页,光纤,(Fiber Optic),是光导纤维简称，是一个能够传导光信号传输介质。与同轴电缆比较，光纤可提供,极宽频带,且功率损耗小、传输距离,长、传输率高、抗干扰,性强，是构建安全性网,络理想选择。,光 纤,光纤结构,动 画 演 示,光纤通信,动 画 演 示,上一页,返 回,下一页,第28页,定义：无线通信利用物理学电磁波理论，电磁波在自由空间传输，被接收天线感应。无线介质采取无线波段、红外线、激光等进行传输；,特点：无线传输不受固定位置限制，速率较低；安全性不高，轻易受天气干扰和电磁干扰。,应用：卫星通信也属于微波通信，只是将微波站建立在了外太空，从而大大地增加了通信距离。,同时卫星通信原理,无线介质,视 频 演 示,上一页,返 回,下一页,第29页,网络通信协议：,计算机通信双方在通信时必须遵照一组规范。,网络操作系统：,是网络用户与计算机网络之间接口。它负责管理网上全部硬件和软件资源，使它们能协调一致地工作。,网络应用软件：,依据网络用户需要，用开发工具开发出来网络应用软件。,4.,网络软件,上一页,返 回,下一页,第30页,网络,作用范围,分类,局域网,LAN,广域网,WAN,城域网,MAN,三种网络比较,网络,拓扑结构,分类,总线型结构,星型结构,环型结构,网络型结构,4.1.2,计算机网络分类,P199,上一页,返 回,下一页,重点,第31页,局 域 网,定义：小区域内计算机及各种通信设备互连在一起计算机网络,特点：,组网便利、传输距离比较短、传输效率高,。,局域网架构,交换机,外部路由器,内部路由器,CERNET,MODEM,POOL,Internet,电话网,WWW,服务器,FTP,服务器,BBS,服务器,DNS,邮件服务器,100Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,五,教,图,书,馆,四 楼,试验楼,三 楼,一 教,100Mbps,100Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,10Mbps,图 北方工业大学校园网示例,视 频 演 示,上一页,返 回,下一页,第32页,广 域 网,定义：很大距离（几百千米至几千千米，甚至全球）范围内计算机网络,特点：传输距离很远、传输效率低。,上一页,返 回,下一页,第33页,城 域 网,定义：指一个城市范围内计算机网络，其覆盖范围在广域网与局域网之间。,上一页,返 回,下一页,第34页,分类,缩写,分布距离,机位范围,传输速率,局域网,LAN,10m,房间,4Mb/s,2Gb/s,100m,建筑物,1km,校园,城域网,MAN,10km,城市,50Kb/s,100Mb/s,广域网,WAN,100km,1000km,国家、世界,9.6Kb/s,45M/s,三种网络对比,上一页,返 回,下一页,第35页,总线型结构,定义：,采取单根传输线作为传输介质，网络上全部站点都经过对应硬件接口直接连到一条总线上，经过这条总线进行通信。,优点：电缆长度短，轻易布线，增加节点时，便于扩充。,缺点：不轻易排除网线故障，当某段网线出现故障时，整个网络瘫痪。,上一页,返 回,下一页,第36页,星型结构,定义：由各站点经过点到点链路连接到一个集中站点网络结构。本结构含有一个控制中心，采取集中式控制。,优点,：,各工作站点设计简单，建网轻易、控制相对简单。,缺点,：,站点间信息交换必须由中心站中转或控制，当中心站超负载或发生故障时，会造成整个网络停顿工作,。,上一页,返 回,下一页,第37页,环型结构,定义：,数据流在站点之间单向传输，各结点经过通信线路组成闭合环型。环中数据沿一个方向传输。,优点,：,网络扩充比较方便，数据传送率较高，传输控制机制较为简单，实时性强。,缺点：网络中一旦有某一个工作站发生故障，就有可能造成整个网络停顿工作，可靠性较差。,上一页,返 回,下一页,第38页,网络结构,定义：使用单独电缆将网络上站点两两相连，从而提供了直接通讯路径。广域网中普通用网状结构。,优点：节点间路径多，局部故障不会影响整个网络正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网灵活、简单,缺点：网络关系和控制机制复杂，建网不易。,上一页,返 回,下一页,第39页,课堂提问？,我们学校校园网属于哪种拓扑结构？,教学交互,上一页,返 回,下一页,第40页,信号形式,数字信号,定义：以电脉冲有没有（或电平高低）来表示数据,1,和,0,。,特点：抗干扰能力较强、设备费用较低，但传输距离较短。,模拟信号,定义：以连续改变正电压或负电压来表示数据,1,和,0,。,特点：传输距离较远，并可经过多路复用技术提升带宽，但轻易受到噪声和电磁波干扰。,4.1.3,网络中数据传输基本原理,P202,上一页,返 回,下一页,第41页,信号传输方式,基带传输和宽带传输,基带传输：直接将电脉冲表示数字信号在传输介质上传送。,宽带传输：基带信号对载波进行调制后，再在传输介质上进行传递,单工、半双工和全双工传输,单工传输：信号只能沿信道一个固定方向传输。,半双工传输：信号能够在不一样时刻沿信道两个方向传输。,全双工传输：信号能够同时沿两个信道在相反方向传输。,异步和同时传输,串行异步传输：要传送数据被包装成一帖信息。,串行同时传输：要传送数据以字符或以数据块为单位，在同时信号驱动下，由发送端发向接收端。,数据传输速率：,传输介质上每秒传输二进制位数。（,bps,）,4.1.3,网络中数据传输基本原理（序）,上一页,返 回,下一页,第42页,数据帧,数据包,应用层位于,OSI,模型最高层，提供直接支持用户网络应用程序服务，如：电子邮件,(SMTP),、,Web,访问,(HTTP),、文件传输,(FTP),、远程登录（,TELNET,）等。,表示层提供数据编码格式化和数据转换服务。同时，表示层还含有数据压缩与数据加密功效。,会话层在应用程序之间建立、维持和终止会话。也就是在数据真正进行传送之前进行协商并建立好连接。即定义连接请求和结束,传送和接收状态设定等动作。,传输层在主机应用程序之间定义端到端连接。包含四种基本服务：将上层数据分段，建立端到端操作，发送数据段，确保数据可靠性。,网络层负责在网络之间查找路由，即依据数据包逻辑地址将数据包从一个网络发送到另一个网络。,数据链路层接收来自于网络层数据包，而且把信息打包成数据帧，然后下传给物理层进行传输。数据链路层还将在数据包中增加控制信息，如帧类型、寻址及错误控制信息等，确保帧可靠传输。,物理层用于定义网络设备物理接口电子、机械、过程和功效技术规范。物理层基本功效就是传输数据，不一样传输媒体采取不一样信号编码。,7.,应用层,6.,表示层,5.,会话层,4.,传输层,3.,网络层,2.,数据链路层,1.,物理层,7.,应用层,6.,表示层,5.,会话层,4.,传输层,3.,网络层,2.,数据链路层,1.,物理层,数据流,（,Data Stream),数据流,（,Data Stream),数据流,（,Data Stream),数据流,数据段,数据段,数据段,源,IP,地址,目IP地址,数据包,源,Mac,地址,目Mac地址,数据包,数据帧,比特流,数据段,OSI,七层模型、数据封装和各层主要功效,第43页,Internet,定义：是国际计算机分组交换网络缩写，简称国际互联网，它采取网络协议,TCP/IP,，将世界范围区域性网络都互连起来,。,ARPA,网,Internet,60,年代末,90,年代初,80,年代,191.9,万个网络,近,8,470,万台计算机,2.53,亿多个用户,4.1.6,国际互连网,Internet,介绍,P209,上一页,返 回,下一页,第44页,中国公用计算机互连网,CHINANET,中国科学信息网,CSTNET,中国经济信息网,CHINAGBN,中国教育和科研计算机网,CERNET,中国联通网,UNINET,/,中国,Internet,概况,上一页,返 回,下一页,第45页,数字地址（,IP,地址）,文字地址（域名）,主机名字，主机物理地址和,IP,地址,Internet,IP,地址,域 名,DNS,（域名服务器）,2.,怎样识别网上计算机,视 频 演 示,上一页,返 回,下一页,第46页,定义：连接到,Internet,上每台计算机拥有唯一地址,。,组成：由,32,位二进制数组成，分为,4,段，每段,8,位，中间用圆点隔开，普通用“点分十进制”统计法。,分类：,IP,地址分为,A,类到,E,类等五类。每类,IP,地址由网络号和主机号两部分组成。其中，网络号标识某个网络，主机号标识在该网络上一个特定主机,IP,地 址,4,段，取值,0,255,上一页,返 回,下一页,第47页,0,网络号,10,网络号,.nnn.nnn,110,网络号,.nnn,1110,多播地址,1111,预留未用,B,类,D,类,E,类,0 7 8 15 16 23 24 31,C,类,A,类,IP,地址分类,上一页,返 回,下一页,第48页,定义：用于方便识别和定位,Internet,上计算机层次结构式字符标识，域名必须向域名管理机构申请。,域名解析服务：一个域名唯一对应于一个,IP,地址，它们之间转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门域名解析服务器来完成。,域名结构：,最少两个部分组成，各个部分之间用英文句点“,.,”,分隔。,域 名,上一页,返 回,下一页,第49页,课堂提问：请看以下两图异同？,上一页,返 回,下一页,第50页,第一级域名：或称高层域名，代表主机所在国家和地域，用,2,个字母缩写来表示，可省略。,第二级域名：或称类型名，反应主机所在单位性质。,第三级域名：或称单位名，表示主机所属域或单位。,第四级域名：或称主机名，网络管理员依据需要自行定义,域名结构,root,uk,cn,hk,com,edu,gov,ncut,jlu,lib,jxxx,一级域,二级域,三级域,四级域,jxxx,.,ncut,.,edu,.,cn,域名树形结构动画演示,上一页,返 回,下一页,第51页,域 名,含 义,域名,含 义,au,澳大利亚,ca,加拿大,fi,芬兰,cn,中国,de,德国,fr,法国,it,意大利,jp,日本,uk,英国,us,美国,ch,瑞士,in,印度,hk,香港,be,比利时,tw,台湾,at,奥地利,一级域名及含义,上一页,返 回,下一页,第52页,区域,含义,com,商业机构,edu,教育机构,gov,政府部门,int,国际机构,mil,军事网点,net,网络机构,org,非营利组织,二级域名及含义,上一页,返 回,下一页,第53页,3,、,Internet,上信息是怎样传输,应用层,表示层,会话层,运输层,网络层,数据链路层,物理层,运输层（,TCP,、,UDP,）,网络层（,IP,、,ARP,、,ICMP,）,应用层,（,FTP,TELNETSMTP,POP,等）,物理层（,Ethernet,、,FDDI,）,OSI,模型,TCP/IP,模型,注意：,TCP_IP,是由,一组,协议组成，称为,协议簇,TCP,和,IP,协议是其中最主要,两个,协议,上一页,返 回,下一页,第54页,ARP,协议：完成,IP,地址到物理地址转换。,RARP,协议：完成物理地址到,IP,转换。,ICMP,协议：发送信息，并汇报数据包传送错误。,网络层,传输层,TCP,协议：将要发送文本分成若干个小数据包，加上特定信息，发送出去。在接收端，该协议将各个小数据包拼装起来还原为一个文本。,UDP,协议：提供数据包传递服务,。,上一页,返 回,下一页,第55页,DNS,：实现域名和,IP,地址之间转换所用协议。,FTP,：实现网上主机之间文件交换所用协议。,HTTP,：使用浏览器查询,Web,服务器上超文本信息所用协议。,SMTP,：定义邮件怎样在邮件服务器之间传输协议。,POP,：将用户信件从邮件服务器下载到当地客户机协议。,应用层,上一页,返 回,下一页,第56页,入网,3,个基本条件,一定档次计算机,Internet,服务提供商,ISP,网卡或调制解调器,入网方式,普通拨号接入,ISDN,接入,ADSL,接入,局域网连接,无线接入,4,、怎样接入,Internet,上一页,返 回,下一页,第57页,电话拨号接入,所需设备：计算机、调制解调器、电话。,电话网,ISP,RS-232,电缆,电话线,Modem,Internet,上一页,返 回,下一页,第58页,ISDN,接入,所需设备：计算机、调制解调器、,ISDN,卡。,安装步骤：,安装,ISDN,卡,安装,ISDN,驱动,建立新连接,访问,Internet,与普通拨号网络建立连接方法相同，,MODEM,类型选择对应,ISDN,卡类型,。,上一页,返 回,下一页,第59页,电话网,ISP,Internet,ADSL,Modem,滤波器,ADSL,接入,所需设备：计算机、调制解调器、电话、滤波器。,网络配置,ADSL,客户端安装,动 画 演 示,上一页,返 回,下一页,第60页,访问,Internet,网络配置,连 接,创建当地连接,网上邻居（属性）,上一页,返 回,下一页,第61页,访问,Internet,配置,TCP/IP,添加,TCP/IP,安装网卡,插有网卡,局域网连接,所需设备：计算机、传输介质。,网络配置以下列图,上一页,返 回,下一页,第62页,添加,TCP/IP,配置,TCP/IP,TCP/IP,配置,第63页,BBS,Telnet,FTP,WWW,电子邮件,Internet,使用举例,上一页,返 回,下一页,补 充,第64页,远程登录,Telnet,用户经过远程登录，使自己计算机暂时成为远程计算机终端，直接调用远程计算机资源和服务。,利用远程登录，用户能够实时使用远程计算机上对外开放全部资源，能够查询数据库、检索资料。,全世界许多大学图书馆都经过,Telnet,对外提供联机检索服务。,第65页,传输文件,FTP,FTP,技术使用户能在两个联网计算机之间,传输,文件，它是因特网上传递文件最主要方法,。,匿名,：用户能够无偿取得因特网上丰富资源。,非匿名：用户名,+,密码,FTP,实例,FTP,连接过程,下 载,上 传,服务器,动 画 演 示,第66页,FTP,实 例,上一页,返 回,下一页,第67页,电子布告栏,BBS,是以文字为主界面，为广大网友提供了一个彼此交流空间。,电子公告牌按不一样主题分成很多个布告栏。,版主含有管理权，能够删除论坛中讲话,。,西山庄园,BBS,上一页,返 回,下一页,第68页,电子商务,利用计算机技术、网络技术和远程通信技术，实现整个商务,(,买卖,),过程中电子化、数字化和网络化,交易过程三个阶段,信息交流,签定商品协议,商品交接、资金结算,上一页,返 回,下一页,第69页,网络浏览,WWW,定义：使用一个称为,“,浏览器,”,软件方便地访问环球信息网，简称万维网。,组成：客户机,+,服务器,+HTTP,协议。其中服务器软件称为,HTTP,服务器，客户机端软件称为浏览器。,特点：基于,Internet,信息服务系统，它向用户提供一个以超文本技术为基础多媒体全图形浏览界面。页面组织方式称为超文本和超媒体。超链接使用,URL,来定位信息所在位置。,WWW,工作方式演示,视 频 演 示,上一页,返 回,下一页,第70页,定义：一个经过计算机网络实现通信高效而价廉当代通信伎俩。,与,传统邮件传递方式比较,电子邮件工作过程,电子邮件地址：,Internet,上电子邮件邮箱地址,格式：用户帐号邮件服务器域名,收发工具,WWW,方式,收发软件（在线收发）,Outlook,foxmail,电子邮件,动 画 演 示,上一页,返 回,下一页,第71页,传统邮件,电子邮件,时间单位,天,秒,费用,较高,低,地址,固定,联网计算机,接收者,只能为一个,可多个,邮件信息,主要为文字,可包含文字、声音、图像等,传统邮件与电子邮件对比,上一页,返 回,下一页,第72页,分析：,在开放系统互联,OSI,中“开放”是指只要遵照,OSI,标准,一个系统就能够和世界上任何地方、也遵照这一标准其它任何系统进行通信。,OSI,详细定义了各层所提供服务。其中网络层主要任务是经过路由算法,为分组经过通信子网选择最适当路径,.,网络层主要是实现路由选择、阻塞控制与网络互联等功效。所以本题中，在,OSI,模型中实现控制信息转换和路径选择，符合网络层主要任务，故应选择网络层。,例,1,：在,OSI,开放系统互联参考模型中,控制信息转换和路径选择是（）。,A,）物理层,B,）数据链路层,C,）网络层,D,）传输层,结论：答案应选,C,）,上一页,返 回,下一页,第73页,分析：,网络操作系统要求用户在使用网络资源时,首先必须了解网络资源分布情况。而分布式系统以全局方式管理系统资源,它能自动为用户任务调度网络资源,也就是说在分布式系统中,多个互联计算机系统对用户是“透明”，用户并不会感到有多个处理器存在,任务在处理器之间分配，以及文件调用、传送、存放都是自动进行。所以,分布式系统与计算机网络主要区分不在它们物理结构上，而在系统高层软件上。,例,2,：计算机网络系统与分布式系统之间区分主要是（）。,A,）系统物理结构,B,）系统高层软件,C,）传输介质类型,D,）服务器类型,结论：答案应选,B,）,上一页,返 回,下一页,第74页,教学小结,路边墙壁（自由张贴）,BBS,橱窗专栏（图文并茂）,WWW,购物天堂（坐逛超市）,E-Commerce,万能邮局（又快又好）,E-Mail,超级图书馆,开架借阅,Telnet,借书回家,FTP,作 业,P272 1,、,2,、,5,、,6,返 回,上一页,第75页,教学目标,多媒体技术已发展成为独立、与多领域交叉信息技术，本节简单介绍多媒体技术基本概念、研究内容及应用等。,教学重点与难点,多媒体基本概念,多媒体关键技术,4.2,多媒体技术,第76页,教学,引入,现在，计算机在使用过程中经常处理文本、图形、图像、声音等信息，你了解计算机怎样处理这些信息吗？,返 回,下一页,第77页,什么是多媒体：文本、声音、图形、图像和动画等各种媒体元素综合,感觉媒体。它是能直接作用于人们感觉器官，能使人们产生直接感觉媒体。如语言、音乐、各种图像、动画、文本等,表示媒体。为表示、加工和传输感觉媒体而创造出来媒体。如语言编码（,GB2312,、,ASCII,码等）、图像编码等。,显示媒体。将媒体信息内容展现出来工具。显示媒体包含输入媒体和输出媒体两类。,传输媒体。将表示媒体从一处输送到另一处物理载体。,存放媒体。存放数字化感觉媒体物理载体,。,4.2.1,基本概念,P215,上一页,返 回,下一页,第78页,主要媒体元素,文本是指各种文字，包含各种字体、尺寸、格式及色彩文本。文本是最基本使用最频繁表示媒体。主要文本文件格式有,rtf,，,doc,，,txt,等。,图形是由计算机绘制直线、圆、矩形、曲线、图表等，它是由外部轮廓线条组成矢量图。矢量图常见格式有,svg,，,wmf,，,pdf,，,swf,等,图像是由像素点阵组成位图，它是由输入设备捕捉实际场景画面，或以数字化形式存放任意画面。图像文件在计算机中存放格式常见有,bmp,，,tif,，,gif,，,jpg,等。,音频包含波形声音、语音和音乐。声音文件存放格式当前最惯用有,wav,，,MIDI,，,CD-DA,，,mp3,等。,视频：若干有联络图像连续播放便形成了视频。视频文件存放格式主要有,avi,，,mov,，,mpg,，,dat,，,dir,等。,动画是活动画面，实质是一幅幅静态图像连续播放。存放动画文件格式有,flc,，,mmm,等,4.2.1,基本概念 （序）,上一页,返 回,下一页,第79页,多媒体技术特征,信息载体多样性,信息载体交互性,集成性,4.2.1,基本概念 （序）,上一页,返 回,下一页,第80页,多媒体数据压缩技术,大容量信息存放技术,多媒体专用芯片技术,多媒体输入与输出技术,多媒体操作系统,多媒体数据库技术,超文本超媒体技术,多媒体通信技术,虚拟现实技术信息载体多样性,4.2.2,多媒体关键技术,P218,上一页,返 回,下一页,第81页,多媒体计算机系统组成,4.2.3,多媒体计算机系统,P222,上一页,返 回,下一页,第82页,多媒体硬件系统,4.2.3,多媒体计算机系统（序）,上一页,返 回,下一页,第83页,多媒体驱动软件,多媒体软件系统,操作系统,多媒体数据处理软件,多媒体创作软件,多媒体应用软件,4.2.3,多媒体计算机系统（序）,上一页,返 回,下一页,第84页,Windows XP,多媒体功效,支持即插即用技术,32,位设备驱动,娱乐性更强,Windows XP,多媒体应用程序,画图,媒体播放器,录音机,电影制作,直接刻录,CD-R,和,CD-RW,4.2.4 Windows,多媒体环境,上一页,返 回,下一页,第85页,多媒体技术应用,在教育与培训方面应用,在通信方面应用,在家庭娱乐方面应用,在其它方面应用,多媒体技术发展方向,网络及其设备研究和网上分布应用与信息服务研究,研究多媒体基于内容处理，开发能够进行基于内容处理系统等,多媒体标准仍是研究重点,多媒体技术与相邻技术相结合，提供完善人机交互环境,多媒体技术与外围技术结构虚拟现实研究仍在继续进行,4.2.5,多媒体技术应用与发展,上一页,返 回,下一页,第86页,4.3.1 什么是虚拟现实（,VR）,1,概述,虚拟现实,（,VR：Virtual Reality）,是人类想象力发展。,VR,一词中“虚拟”是指用计算机生成意思，“现实”是泛指在物理上或功效意义上存在世界上任何事物或者环境；它要求能够经过人视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势或口令，参加到信息处理环境中去，从而取得身临其境体验。,VR,是在计算机图形学、计算机仿真技术、人-机接口技术、多媒体技术，以及传感技术基础上发展起来一门交叉技术。即使与该技术相关研究早在20世纪60年代初就已经开始，不过直到20世纪80年代末至90年代初，它才开始作为一门比较完整体系受到人们关注。,4.3 虚拟现实 (,P229),第87页,2,VR,技术,基本特征,（1）沉醉感（,Immersion）。,指用户感到作为主角存在于模拟环境中真实程度。,（2）交互性（,Interaction）。,指用户对模拟环境内物体可操作程度和从环境得到反馈自然程度（包含实时性）。,（3）自主性（,Autonomy）。,指虚拟环境中物体依据物理定律动作程度。,（4）多感知性（,Multi-Sensory）。,所谓多感知性就是说，除了普通计算机技术所含有视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、甚至包含味觉感知、嗅觉感知等。,上一页,返 回,下一页,第88页,3,VR,与相关技术,区分,（1）与仿真技术区分。,（2）与多媒体技术区分。,4,VR,基本用途,（1）造型。,（2）通信。,（3）操作。,（4）娱乐。,VR,是一门实用性技术，它系统工作环境包含头盔式显示装置、数据手套、数据衣以及其它传感装置。因为该工作环境非常直观形象，所以甚至有些人将,VR,简单地了解成戴头盔和数据手套，这无疑是一个误解。,上一页,返 回,下一页,第89页,5,VR,关键技术和研究内容,（1）动态环境建模技术。,（2）立体显示和传感器技术。,（3）应用系统开发工具。,（4）系统集成技术。,作为一门交叉学科，,VR,在军事、教育、航天、航空以及娱乐等领域有着极其辽阔应用前景，所以在发达国家受到高度重视，并已研究出一些实用系统。这是一个全新人-机通信方式，它发展一定会影响人们思维和生活方式，并带来一场技术革命。,上一页,返 回,下一页,第90页,4.3.2,VR,发展历程,4.3.3,VR,系统结构,4.3.4 结构,VR,系统主要软、硬件设备,1视觉显示设备,VR,中惯用显示设备有：头盔式显示器、头盔单目镜显示器、可移动式显示器等。,2触觉力觉反馈装置,在,VR,系统中，能否让用户产生“沉醉”效果关键是用户能否用手或身体其它部分去操作虚拟物体，并在操作时感觉到虚拟物体反作用力。,上一页,返 回,下一页,第91页,3,VR,系统输入设备与数据获取设备,VR,系统需要输入参加者发出数据，使用户能够控制一个虚拟环境。,VR,系统中交互设备主要有：,（1）跟踪球。,（2）数据手套。,（3）数据衣（,DataSuit）。,4常见,VR,引擎,VR,引擎（,Engine）,首先接收依赖于任务用户输入，接着访问数据库并进行计算得到对应帧。,上一页,返 回,下一页,第92页,4.3.5,VR,应用系统,虚拟现实技术应用范围极其广泛。下面列举几个最具代表性领域。,1用于遥控机器人遥现技术,2虚拟外科学,3遥控宇宙空间站,4虚拟设计与虚拟制造,5虚拟风洞,6艺术与娱乐,7军事训练与模拟,8教育和虚拟现实,上一页,返 回,下一页,第93页,4.4 人工智能与教授系统 (,P216),本节将简明介绍人工智能基本概念、它研究领域、人工智能应用较成功领域教授系统，以及当前人工智能研究热点人工神经网络。,第94页,4.4.1 什么是人工智能,人工智能思想起源于20世纪40年代，但直到1956年一次关于“用机器模拟人类智能”国际研讨会上，才第一次使用“人工智能”（,AI：Artificial Intelligence）,这一术语，标志着人工智能学科诞生。,1相关人工智能,三种定义,（1）智能机器（,Intelligent Machine）。,能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务机器。,（2）人工智能（学科角度）。从学科角度看，人工智能是计算机科学中包括研究、设计和应用智能机器一个分支。它近期主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑一些智力功效，并开发相关理论和技术。,（3）人工智能（能力角度）。从能力角度看，人工智能是智能机器所执行与人类智能相关功效，如判断、推理、证实、识别、感知、了解、设计、思索、规划、学习和问题求解等思维活动。,上一页,返 回,下一页,第95页,2相关人工智能,三种观点,（1）符号主义,符号主义认为，人认知基元是符号，而且认知过程即为符号操作过程。用计算机来模拟人智能行为，即用计算机符号操作来模拟人认知过程。,（2）连接主义,连接主义认为，人思维基元是神经元而不是符号处理过程，主张人工智能应着重于结构模拟，即模拟人生理神经网络结构，并认为功效、结构和智能行为是亲密相关。,上一页,返 回,下一页,第96页,（3）行为主义,行为主义认为，智能取决于感知和行为，提出智能行为“感知-动作”模式。,人工智能研究方法应采取行为模拟方法，它认为功效、结构和智能行为是不可分，不一样行为表现出不一样功效和不一样控制结构。,纵观人工智能发展史能够预见，三大学派将长久共存与合作，取长补短并走向融合和集成，共同为人工智能发展做出贡献。,上一页,返 回,下一页,第97页,4.4.2 人工智能主要,研究方向与应用领域,1问题求解,人工智能第一个大成就就是发展了能够求解难题下棋（如国际象棋）程序。,2逻辑推理与定理证实,早期逻辑演绎研究工作与问题求解相当亲密。已经开发出程序能够借助于对事实数据库操作来“证实”断定。,3自然语言了解,当前语言处理研究主要课题是语言翻译。人工智能在语言翻译与语言了解程序方面已经取得了一定成就，发展了自然语言处理新概念。,上一页,返 回,下一页,第98页,4自动程序设计,自动程序设计是指能够以各种不一样目标描述（用高级语言或英语描述算法）来编写计算机程序，它与定理证实和机器人问题求解中许多基础研究是相互重合。,5教授系统,教授系统是一个含有大量专门知识与经验程序系统。它应用人工智能技术，依据某个领域中多个教授提供知识和经验，进行推理和判断，模拟人类教授决议过程，以处理那些需要教授决定复杂问题。,研制教授系统关键,是教授知识表示和利用。,6机器学习,学习是人类智能主要标志和取得知识基本伎俩。机器学习（自动获取新事实及新推理算法）是使计算机含有智能根本路径。,上一页,返 回,下一页,第99页,7神经网络,神经生理学家、心理学家与计算机科学家共同研究得出结论是：人脑是一个功效尤其强大、结构异常复杂信息处理系统，其基础是神经元及其互连关系。人工神经网络就是一个用类似人脑“神经元”所组成网络，它能更有效处理直觉和形象思维信息。对人脑神经元和人工神经网络研究，有可能创造出新一代人工智能机神经计算机。,8机器人学,机器人学包含对操作机器人装置程序研究，从机器人手臂最正确移动到实现机器人目标动作序列规划，这是人工智能研究主要分支。,上一页,返 回,下一页,第100页,9模式识别,人工智能所研究模式识别，是指用计算机代替或帮助人类感知模式，是对人类感知外界功效模拟，即研究计算机模式识别系统。,10机器视觉,机器视觉已从模式识别一个分支发展成一门独立学科。计算机系统装上电视输入装置，使它能够“看见”周围景物。可见景物由传感器编码，并被表示为一个灰度数据矩阵，经检测器处理，依据景物表面和形状推断相关景物三维特征信息，最终利用某个适当模型来表示该景物。,上一页,返 回,下一页,第101页,11智能控制,智能控制是一类无需人干预就能够独立驱动智能机器实现其目标自动控制，它是自动控制新发展。,12数据挖掘与知识发觉,数据挖掘和知识发觉能自动处理数据库中大量原始数据，抽取出有意义模式，可帮助人们发觉知识，找出所需问题解答。,上一页,返 回,下一页,第102页,4.4.3,教授系统,1概述,教授系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量某个领域教授水平知识与经验，能够利用人类教授知识和处理问题方法来处理该领域问题。教授系统是一个模拟人类教授处理领域问题计