网络与多媒体课程设计--高并发响应式内容浏览型web系统设计

2016年春课程设计： 网络与多媒体课程设计 ----高并发响应式内容浏览型web系统设计

目录

1.1 设计背景..................................................... 1 1.2 系统目标..................................................... 3 1.3 相关概念..................................................... 4 1.4 技术选型..................................................... 9 1.5 基本架构.................................................... 10 1.6 技术详细解析................................................ 13 1.7 总结与展望.................................................. 21 1.8 致谢........................................................ 21 1.9 参考文献.................................................... 21

1.1 设计背景 进入21世纪以来，以多媒体技术和网络技术为核心的信息技术飞速发展，推动着各行各业发生深刻变革。随着多媒体技术和网络技术的广泛应用，信息技术的数字化、多媒体化、智能化和信息网络的全球化成为信息社会的主要特征，人们的生产、生活方式也发生了巨大变化。网络多媒体技术在互联网络、教育培训、信息管理、视频会议、影视娱乐、视频点播、休闲旅游、过程模拟等各个领域发挥着重要的作用。 网络多媒体是通信技术与计算机技术相结合的产物，如图1所示：利用计算机、网络和多媒体技术，在网络中传输、交换图形、图像、声音和视频。由图片可知，网络多媒体的特点就是，数字化：直接从源到达目的地；平等性：发布者和消费者之间的界限比较模糊，没有统一的界定；当然最重要也是最主要的特性就是个性化：发布者或者消费者可以定制或者点播自己需要的多媒体，比如我们现在生活中比较熟悉的有爱奇艺视频，土豆视频，Youtube 等。 随着时代的发展，人们对信息获取的方式，获取信息的类别，信息的质量慢慢趋向于便捷，丰富，高质量。同时由于web所具有的通用性，在现代人的信息获取方式中占有的比重也越来越大，所以高并发响应式内容浏览型web系统的设计无疑是大多数消费者钟爱和急需的。

图1来源：http://wenku.baidu.com/view/2ffe05d6195f312b3169a5e6.html?from=search 图2来源：http://pic.sogou.com/?p=40030500&kw= 1.2 系统目标 多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。多媒体技术融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体，借助日益普及的高速信息网，可实现计算机的全球联网和信息资源共享，因此被广泛应用在咨询服务、图书、教育、通信、军事、金融、医疗等诸多行业，并正潜移默化地改变着我们生活的面貌。随者计算机多媒体技术的突飞猛进，多媒体凭借着自身的优势越来越受到广泛关注和应用，它的出现已经改变了传统意义上的人们的工作与生活方式，给人们带来了极大的便利,对人类社会的发展产生了巨大的影响。 本文设计的多媒体网页是指Web页面中包含多种多媒体元素，各元素排列、摆放有序，网站界面颜色搭配合理；网站主页中，各媒体元素根据需要应具有超级链接功能，可以是页内链接也可以是页面间链接；网页具有动态交互能力，能够和后台数据库动态交互数据；充分利用多媒体技术使网页或单个媒体下载时间尽量短。 一般而言，对于内容浏览型的系统本身逻辑并不复杂，制约用户体验速度的就主要是访问的并发了，所以在高并发下提高用户的访问速度就是一个单独的技术门类。 所谓高并发是指系统能承受的同时连接的数量相对较高，而对于内容浏览型的系统我们定义10k左右的并发就是比较高的数量，对于普通的内容浏览型的系统10k并发大概用户数就能达到上百万。 目前随着移动技术的发展，更多的用户选择使用移动设备来进行信息的获取，但是普通的web页面是专门为pc进行设计布局的对于移动设备的用户体验非常糟糕。为了提高这部分用户的体验我们可以为移动设备的页面进行优化，通过用户访问web站点的header判断用户的设备类型来给出不同的响应。我们并不是为移动设备专门设计一套系统而是同一套系统的不同反应，属于同一套系统，如图3所示。 图3 访问信息返回流程图 1.3 相关概念 “多媒体”指的是文本、图形、视频、声音、音乐或数据等多种形态信息的处理和集成呈现。 多媒体狭义上讲是将两种以上单一的媒体形式组合在一起，广义地说是一种技术，这种技术不仅可以获取和存储多种媒体信息，它不是多种媒体的简单堆积，而是包含着对各种媒体的采集、加工、转换、合成等人为因素。在计算机领域中，多媒体技术是指把文本、图形、图像、声音、动画以及活动视频等多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。 区分一个应用或系统是否是多媒体应用和多媒体系统的三条主要标准是：媒体的数目，支持多媒体的类型和媒体的集成化程度。应用中的媒体数目是最基本的一条标准。支持处理多种媒体，其中至少包含一种时间相关媒体，以及支持多种类型媒体集成化处理，是衡量是否属多媒体应用和系统的标准。 多媒体技术的基本特征有多样性、集成性、交互性、实时性、非线性，其中多样性、集成性和交互性是多媒体最显著的特性。 多样性：把机器处理的信息多维化，通过信息的捕获，处理与展现，使之交互过程中具有更加广阔和更加自由的空间，满足人类感官空间全方位的多媒体信息要求。 集成性：包括两方面一是多媒体信息媒体的集成；另一是处理这些媒体的设备和系统的集成。在多媒体系统中，各种信息媒体不是像过去那样，采用单一方式进行采集与处理，而是多通道同时统一采集、存储与加工处理，更加强调各种媒体之间的协同关系及利用它所包含的大量信息。此外，多媒体系统应该包括能处理多媒体信息的高速及并行的 CPU、多通道的输人输出接口及外设、宽带通信网络接口与大容量的存储器，并将这些硬件设备集成为统一的系统。在软件方面，则应有多媒体操作系统，满足多媒体信息管理的软件系统、高效的多媒体应用软件和创作软件等。在网络的支持下，这些多媒体系统的硬件和 软件被集成为处理各种复合信息媒体的信息系统。 交互性：多媒体信息的交互性主要针对用户而言，指的是用户在标引、加工、著录、存储、检索利用时，多媒体信息系统能够提供更加有效地控制及使用信息的手段和空间。交互可以更有效地控制和使用信息，增加对信息的理解。当引入多媒体技术后，借助交互性，用户可以获得更多的信息，提高对信息的注意力和理解，延长信息保留的时间。例如，在多媒体远程信息检索系统中，初级交互性可帮助用户找出想读的书，快速跳过不感兴趣的部分，从数据库中检录声音、图像或文字材料等。中级交互性则可使用户介入到信息的提取和处理过程中。如对关心的内容进行编排、插人文字说明及解说等。 流媒体，是多媒体的一种，指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。而流媒体技术就是把连续的非串流格式的声音和视频编码压缩（目的：减少对带宽的消耗）成串流格式（目的：提高音视频应用的品质保障）后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。流媒体架设主流平台分为三种：RealNetworks、WindowsMedia、QuickTime。 RealNetworks是Real公司开发的一整套流式音视频解决方案，也是现今最流行，被广泛使用的流媒体技术。WindowsMedia是美国微软公司开发的流式音视频解决方案。QuickTime是苹果公司开发的流式音视频解决方案。后两者在网络上使用率不是很高，所以我们就以Real公司的流媒体技术来实现网上的在线视听。 多媒体数据库是数据库技术与多媒体技术结合的产物。多媒体数据库不是对现有的数据进行界面上的包装，而是从多媒体数据与信息本身的特性出发，考虑将其引入到数据库中之后而带来的有关问题。 多媒体数据库从本质上来说，要解决三个难题。 第一是信息媒体的多样化，不仅仅是数值数据和字符数据，要扩大到多媒体数据的存储、组织、使用和管理。 第二要解决多媒体数据集成或表现集成，实现多媒体数据之间的交叉调用和融合，集成粒度越细，多媒体一体化表现才越强，应用的价值也才越大。 第三是多媒体数据与人之间的交互性。没有交互性就没有多媒体，要改变传统数据库查询的被动性，能以多媒体方式主动表现。 JPEG标准：JPEG(Joint photographic Expert Croup)小组1991年3月提出了ISOCD10918用于连续色调灰度级或彩色图像的压缩标准，采用离散余弦变换、量化、行程与哈夫曼编码等技术，支持几种操作模式，包括无损（压缩比2：1）与各种类型的有损模式（压缩比可达30：1且没有明显的品质退化）。 MPEG系列标准：ISO于1992年制定了运动图像数据压缩编码的标准ISO CD11172，简称MPEG(Motion Picture Expert Group)标准，它是视频图像压缩的一个重要标准。MPEG标准的视频压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图像的空间冗余度，利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗余度。这几种技术的综合运用，大大增强了压缩性能。主要有如下3表对比：