计算机系统结构教学大纲

2005年春期“多媒体技术基础及应用”复习指导

（适用于重庆电大命题的中央开本限选课类型，试卷编号1022）

一、考核说明

●考核对象：理工科类计算机科学与技术专业学生

●命题依据；计算机科学与技术专业（本科）《多媒体技术基础及应用》课的教学大纲的要求，以

及钟玉琢编著，清华大学出版社出版的《多媒体技术基础及应用》教材。

●考核方式：采用期末考试成绩与平时作业、实验成绩相结合作为本门课程的考核成绩的方式。

其中：平时形成性考核占考核总成绩的30%，期末考试占考核总成绩的70%，课程总成绩按百分

制记分，60分为及格。期末考试为闭卷笔试考试，由重庆电大自命题，时间120分钟。

●形成性考核的要求及形式：本课程形成性考核的形式包括平时作业、课程实验两种。由于课程是

以应用、研究和开发为目的的，所以应着重强调形成性考核的重要性。凡是平时作业、实验未及格者，不得参加期末考试。

二、考试内容与要求

本课程综合讲述了多媒体计算机的基本原理、关键技术及其开发和应用。要求学生掌握的主要内容有：多媒体计算机的定义及其关键技术；视频音频信息的获取与处理；多媒体数据压缩编码技术；多媒体计算机硬件及软件系统结构、超文本和超媒体、多媒体计算机的应用技术。通过学习这些内容，为今后开展多媒体领域的研究和开发工作打下良好的基础。

本课程的考试重点内容是第一章、第二章、第三章、第四章。其他章节的内容也会涉及到，只是所占比例稍小。

第一章多媒体计算机概述

考核目的：考核学生对多媒体计算机基本概念、定义、关键技术、多媒体技术的应用发展和现状的了解和掌握情况。

考核的知识点：什么是多媒体计算机、什么是多媒体计算机的关键技术、为什么说多媒体技术促进了通信、娱乐和计算机的融合。

考核要求：

掌握：多媒体计算机的定义

理解：什么是多媒体计算机的关键技术、多媒体技术和计算机的融合解决了哪些实际问题。

了解：多媒体计算机发展史上卓有成效的公司和系统。

第二章音频信息的获取与处理

考核目的：

考核学生对数字音频获取与处理的基本原理、采样量化的基本原理、音频卡的组成及工作原理、音频编码标准以及音乐合成原理的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是数字音频、数字音频采样和量化的基本原理、音频卡的工作原理、音频编码标准和音乐合成的原理。

考核要求：

掌握：数字音频信息的获取与处理的原理过程、音频卡的工作原理。

理解：数字音频采样量化的原理过程、音乐合成的原理。

了解：数字音频编码的标准。

第三章视频信息的获取与处理

考核目的：

考核学生对视频信息获取与处理的基本原理、彩色空间的表示及转换、彩色全电视信号的组成、视频卡的组成和工作原理以及图像文件格式的转换等内容的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是彩色空间的表示及转换、什么是彩色全电视信号、视频卡的组成及工作原理、图像文件格式的转换等内容。

考核要求：

掌握：视频信息的获取与处理的基本原理、彩色全电视信号的组成、视频卡的工作原理。

理解：彩色空间的表示及转换、图像文件格式及转换。

第四章多媒体数据压缩编码技术

考核目的：

考核学生对多媒体数据压缩编码的基本原理和算法、数据压缩编码的分类和方法、多媒体数据压缩编码的国际标准等内容的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是多媒体数据压缩、为什么信息能被压缩、常用的压缩编码和算法（统计编码、预测编码、变换编码）、多媒体数据压缩编码的国际标准jpeg、mpeg-1等内容。

考核要求：

掌握：数据压缩编码的方法、常用的压缩编码和算法、jpeg的原理和实现技术。

理解：量化的原理和量化器的设计、mpeg-1的原理和实现技术。

了解：其它的国际标准等。

第五章多媒体计算机硬件及软件系统结构

考核目的：

考核学生对多媒体计算机硬件及软件系统结构、多媒体计算机mpc的技术标准、dvi系统的设计思想、多媒体和通信功能集成的原则等内容的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是mpc的技术标准、多媒体个人计算机硬件及软件系统结构的组成以及dvi系统成功和失败经验教训、理想的dvi系统如何设计和实现、多媒体和通信功能集成到cpu的设计原则等内容。

考核要求：

掌握：mpc的技术标准、dvi系统的设计思想和工作原理。

了解：多媒体和通信功能集成到cpu的设计原则。

第六章超文本和超媒体

考核目的：

考核学生对超文本和超媒体的基本概念和特性、超文本和超媒体的体系结构、超文本和超媒体的应用以及存在的问题和发展前景等内容的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是超文本和超媒体、超文本和超媒体有哪些特性、超文本和超媒体的体系结构、超文本和超媒体的组成要素等内容。

考核要求：

掌握：超文本和超媒体的基本概念、主要特性和体系结构以及超文本和超媒体组成要素。

了解：超文本和超媒体的应用及研究的问题。

第七章多媒体计算机的应用技术

考核目的：

考核学生对多媒体电子出版物的创作流程、视频会议系统、多媒体数据库及基于内容检索等内容的理解和掌握。

考核的知识点：

什么是电子出版物、电子出版物创作流程、视频会议系统的结构和标准、多媒体数据库及基于内容检索等内容。

考核要求：

掌握：多媒体电子出版物的创作流程、视频会议系统的组成和基本的工作原理。

了解：多媒体数据库及基于内容的检索。

三、题型说明和示例

本门课程的考试题型有如下几种：填空题（占30%），选择题（占40%），简答题（占20%），计算题（占10%）。可以参考平时作业和往年的综合练习题，以及自检自测练习题进行复习。以下是题型示例，请认真理解解答过程，并作为复习的重要环节。

一、填空题

[例1]、1984年（Apple ）公司的（Machintosh ）个人计算机，首先引进了（“位映射”）的图形机理，用户接口开始使用鼠标器驱动的窗口技术和图标。

[例2]、音频编码器有四种编码方式：（单声道模式）、（双声道模式）、（立体声模式）和（联合立体声模式）。

[例3]、．一般衡量一台计算机是否是多媒体计算机，至少看它是否具有（CD-ROM ）、（音频卡）、和（音箱）三个多媒体设备。

[例4]、全电视信号由：（图象信号）、（复合消隐信号）、（复合同步信号）组成。

[例5]、信息熵H（X）是指（信源随机变量的平均信息量）。在编码中常用H（X）来衡量编码是否为最佳，编码器输出码字的平均码长（用N表示）（N>> H（X））时则说明编码有冗余。

[例6]、数据压缩技术的理论基础是（信息论）。数据压缩的理论极限是（信息熵）。常用的压缩类型有（冗余压缩或无损压缩）、（熵压缩或有损压缩）。衡量压缩算法的三个标准是（压缩比）、（压缩算法）、（恢复效果）。如果要求在编码过程中不丢失信息量，即要求保存，这种信

息保持编码又叫做（熵保存编码）、（熵编码）。

[例7]、JPEG标准采取了（音高）、（音色）和（响度）混合编码方法。

[例8]、多媒体指的是（多种媒体的组合），超媒体指的是（多媒体元素和超文本的组合）。多媒体计算机技术是指（计算机综合处理多种媒体信息，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性）。

二、选择题

[例1]、多媒体技术的主要特性有( C )

（1）多样性（2）集成性（3）交互性）（4）实时性

A、仅（1）

B、（1）（2）

C、（1）（2）（3）

D、全部

[例2]、1分钟双声道16位采样位数44.1khz采样频率声音的不压缩数据量大约是（ B ）

A、5.5MB

B、10.58MB

C、44MB

D、84.6MB

[例3]、下列那种说法是正确的（ C ）

A、信息量等于数据量与冗余量之和

B、信息量等于信息熵与数据量之差

C、信息量等于数据量与冗余量之差

D、信息量等于信息熵与冗余量之和

[例4]、MPEG中为了提高数据压缩比，采用了哪些方法（C ）

A、运动补偿与运行估计

B、减少时域冗余与空间冗余

C、帧内图象数据与帧间图象数据压缩

D、向前预测和向后预测

[例5]、视频会议系统最著名的标准是（ B ）

A、H.261和H．263

B、H．320和T．120

C、G．723和G．728

D、G．722和T．127

[例6]、基于内容检索的体系结构可分为哪两个子系统？（ A ）

A、特征抽取和查询子系统。

B、多媒体数据管理和调度子系统。

C、用户访问和数据库管理子系统。

D、多媒体数据查询和用户访问子系统。

[例7]、在数字音频信息获取与处理过程中，下述顺序哪个是正确的？（C）

（A）A/D变换、采样、压缩、存储、解压缩、D／A变换

（B）采样、压缩、A/D变换、存储、解压缩、D/A变换

（C）采样、A/D变换、压缩、存储、解压缩、D/A变换

（D）采样、D/A变换、压缩、存储、解压缩、A/D变换

[例8]、声音的三要素（ D ）

A、音高、音调、音色

B、音高、音律、音质

C、音高、响度、音律

D、音高、响度、音色

三、简答题

[例1]、多媒体计算机的发展趋势

[解答：]

①进一步完善计算机支持的协同工作环境（CSCW）。

②智能计算机技术。

③把多媒体信息实时处理和压缩编码算法集成到CPU芯片中。

[例2]、标明JPEG解码器的各个部分名称

[解答：] 图形中对应序号所代表的部件名称如下：

①DCT正变换

②量化器

③熵编码器

④量化表

⑤熵编码器

[例3]、数据压缩的目的是什么？其压缩的前提和依据是什么？

[解答：]

(1)数据压缩技术的目的是通过压缩手段把数据量压下来以压缩形式存储和传输，既节约了空间，又

提高了传输速度，同时也使计算机可实时处理音频信息，以保证播放出高质量的音频视频节目。

(2)数据压缩的前提和依据是数据的冗余性。

[例4]、采样定理的含义是什么？请说明CD唱盘采用44.10KHz的采样频率的理由？

[解答：]

采样定理的含义是：若对某一模拟信号进行采样，只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍，则经过采样后的采样信号能够包含原模拟信号的全部信息，且经过反变换和低通滤波后可不失真地恢复原模拟信号。

因为音频的最高频率为20KHZ，要达到CD音质，必须使采样频率为音频最高频率的2倍，即

44.10KHZ。

[例5]、媒体数据库要解决的关键技术问题？

[解答：]

1)多媒体数据模型

2)数据的压缩和解压缩

3)多媒体数据的存储管理和存取方法

4)多媒体信息的再现及良好的用户界面

5)分布式技术

四、计算题

[例1]、已知信源符号及其概率如下：

B1 B2 B3 B4 B5

B=

0．5 0.25 0.125 0.0625 0.0625

求其Huffman编码（按上1下0方式编码，并画出图）、平均码长(公式)和信息熵（公式）？[解答：]

所以Huffman编码为

B1=0

B2=10

B3＝110

B4=110

B5＝1111

B1~B5码长分别为1，2，3，4，4