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本节课的主要内容
多媒体的基本概念
多媒体计算机与多媒体技术
多媒体音频技术
图形与图像
多媒体视频技术
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一、多媒体的基本概念
1.1 什么是媒体(media)?
信息表示、传递和存储的最基本的技术和手段
—— 即信息的载体
存储信息的实体：
如磁盘、光盘、磁带、U盘等
传递信息的载体：
如文本、声音、图形和图像等
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一、多媒体的基本概念
1.2 常见的媒体类型
文本：最常用的媒体
声音：指各种声音信号，包括语音、乐音、自然音等
图形：矢量图形
图像：位图
动画：计算机制作出来的连续静态图像的顺序播放
视频：摄像机拍摄的自然场景画面的连续播放
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一、多媒体的基本概念
1.4 多媒体的定义
在计算机中，文本、声音、图形、图像、动画、视频等信息载体结合在一起，形成一个有机的整体，称之为“多媒体”(multimedia)。
其实质是将自然形式存在的各种媒体数字化，然后利用
计算机对这些数字信息
进行加工与处理，以一
种友好的方式提供给用
户使用。
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一、多媒体的基本概念
1.5 多媒体的基本特征
多样性 – 综合处理多种媒体信息
集成性 – 多种媒体信息的集成以及与这些媒体相关的设
备集成
交互性 – 为用户提供交互式控制和使用信息的手段
实时性 – 支持与时间有关的媒体信息，支持实时处理(甚
至是强实时)
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二、多媒体计算机与多媒体技术
2.1 多媒体计算机(MPC)
又称为MPC (Multimedia Personal Computer)，集声音、
文本、图像于一体具有多媒体功能的个人计算机。
硬件
软件功能扩展
根据“多媒体个人计算机市场协会”制定的MPC 标准，
多媒体计算机应包含 5 个基本单位：
个人计算机、 操作系统、 CD-ROM、声卡、音箱或耳机8
二、多媒体计算机与多媒体技术
2.2 什么是多媒体技术？
利用计算机把文本、图形、图像、音频和视频等多种媒体
信息综合一体化，并能够对多种媒体信息进行获取、压缩
编码、编辑、加工处理、传输、存储和展示的技术。
为了能够有效地对多媒体信息进行存储、以及在网络中进
行传输，必须对多媒体信息进行有效的处理
多媒体 - 信息量巨大(信息的存储量以及传输量)
640*480像素、256色照片的存储量约为0.3MB
CD双声道的声音每秒钟存储量约1.4MB
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二、多媒体计算机与多媒体技术
2.3 信号的分类与模数变换
模拟信号
随时间连续变化的电信号，通过电流和电压的变化进行传输。如自然话音信号。
数字信号
离散化电信号->由二进制代码“0”和“1”组成的信号。
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二、多媒体计算机与多媒体技术
为什么需要将模拟信号数字化？
自然界中存在的图像、声音和视频都是连续的模拟信号，
而计算机只能处理离散的数字信号。因此，需要首先对这
些模拟信息进行数字化处理，将其转变为计算机能够识别
的数字信号，以便进一步分析处理。
采样 量化 编码
在连续信号中每隔一定时间取一个值，时间离散化
把模拟信号的连续幅度变为有限数量的存在一定间隔的离散值，幅度离散化。
按照一定的规律，将量化后的值用二进制数值来表示。
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二、多媒体计算机与多媒体技术
2.4 数据压缩技术
数据压缩是对数据重新进行编码，以减少所需的存储空间。
其逆过程称为解压缩，将压缩过的数据恢复还原。
由于数字化声音、图像、视频的数据量非常庞大，使得计
算机系统的时间和空间开销巨大，因此数据压缩是必须的。
e.g. 存储1秒钟的CD双声道立体声音乐，需要的存储空间与存储9
万个汉字所需的空间相同。
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二、多媒体计算机与多媒体技术
数据压缩的条件
多媒体数据信息存在冗余：
原始多媒体数据客观上存在大量冗余。e.g. 图片中大面积的蓝天
人的感观具有不敏感性，多媒体数据主观上存在一些冗余。
e.g. 人们听觉上对高低音不敏感
数据压缩的方法
无损压缩：压缩后的数据经解压缩后可100%还原，不存在任何误差
有损压缩: 压缩后的数据经解压缩后与原始数据存在一定误差
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二、多媒体计算机与多媒体技术
2.5 多媒体技术的应用
教育领域
多媒体形式的教学课件、参考书、辅助学习软件
出版行业
电子出版物
商业应用
游戏与娱乐
通信与网络方面
军事方面
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三、多媒体音频技术
3.1 声音的数字化技术
声音是通过一定的介质
(如空气)传播的一种连
续波，即声波
采样频率
量化位数
声道数
数字化声音
的质量
声音数字化后的文件大小(B)=
采样频率 *量化位数 *声道数*声音持续时间÷8
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三、多媒体音频技术
3.2 音频文件的基本格式
WAVE - 波形文件格式。没有采用压缩算法，声音层次
丰富、还原性好，表现力强，具有很高的音质，但存储容
量非常大，不利于网络传播。
MP3 (MPEG Audio Layer3)- 按MPEG标准的音频压
缩技术制作的数字音频文件。有损压缩。在保证音质的情
况下，文件的尺寸却非常小，压缩比高达 1:12
MIDI –不采用波形文件。包含的是音乐演奏指令序列，
声卡按照指令将声音合成出来。由于数据量非常小，在多
媒体光盘和游戏制作中应用比较广泛。
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四、图形与图像
4.1 彩色三要素与三基色原理
R，G，B分别代表红(red)、绿(green)、蓝(blue)三色。
通过对R、G、B三个颜色通道的变化以及它们相互之间的
叠加可得到各式各样的颜色。
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四、图形与图像
4.2 图形与图像的比较
图形 – 又称矢量图形、几何图形。用一组指令来描述。
图形文件中存储的是描述点、线、面等大小形状及其位置、
维数的指令，计算机读取这些指令将其转换为屏幕上所显
示的形状和颜色。适合表现变化的曲线、简单的图案。缩
放时不失真。 常用处理软件如 Adobe Illustrator.
图像 – 又称点阵图像、位图图像。由像素组合而成。层
次和色彩丰富。适合表现细节。通常以压缩的方式存储。
常用处理软件如Photoshop、Fireworks 等
以像素的量值属性看，包含显示地址、色彩、亮度等数
据信息，称为像素值19
四、图形与图像
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四、图形与图像
4.3 图像的数字化
从空间上看，一幅图像在二维空间上是连续分布
的。图像数字化把一幅连续的图像分成m*n个网格。
进行采样、量化、编码。
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四、图形与图像
4.4 图像文件的基本格式
BMP - Windows中的位图，一般未压缩，鲜艳、细腻、
文件比较大。
GIF - 无损压缩，最多256色，文件较小，有动画效果，特
别适合于动画制作、网页制作、演示文稿制作等领域
JPEG –用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据，在
获得极高压缩率的同时能展现十分丰富和生动的图像。
PNG –流式读写性能。无损压缩。适合在网络上传输与
打开。
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五、多媒体视频技术
5.1 视频的基本概念
利用了人的视觉暂留现象
视频 – 连续地随着时间变化的一组图像(活动的
图像或运动的图像)
一幅幅单独的图像 - 帧
每秒钟连续播放的帧数 - 帧频 决定了视频是否流畅
视频的数字化 – 与图像类似，加了时间轴(三维)
动画 – 直接使用计算机制作，不存在数字化问题
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五、多媒体视频技术
5.2 文件格式及制作软件
视频文件 Premiere Pro
AVI 允许音频和视频交错在一起同步播放。文件较大
MOV 也称QuickTime格式文件，Apple公司
QuickTime视频处理软件
MPEG 运动图像压缩的国际标准，有损压缩。市场
上销售的VCD、DVD均采用MPEG技术
动画 Flash MX
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信息安全
信息安全概述
信息安全技术
计算机病毒
网络安全目标
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一、信息安全概述
1.1 信息安全的基本概念
网络安全指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到
保护，避免因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、
泄露，保证系统能连续、可靠、正常的运行，网络服务不
中断
网络安全的目标：确保网络系统的信息安全
信息存储安全
信息传输安全计算机网络遭受的风险
• 被攻击
• 信息污染
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一、信息安全概述
1.2 攻击和威胁的类型
四种基本的安全威胁
信息泄漏——信息被泄漏给某个非授权的人或实体
完整性破坏——数据的一致性通过非授权的增删、修
改或破坏而受到损坏
拒绝服务——对信息或资源的访问被无条件地阻止
非法使用——某一资源被某个非授权的人或以某种非
授权的方式使用
被动攻击
主动攻击
对所传输的信息进行窃听和监测
恶意篡改数据流或伪造数据流两大类
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一、信息安全概述
1.3 黑客
黑客(Hacker)，一个精通计算机技术的特殊群体
好奇者和爱出风头者
不负责任的破坏者
著名的黑客入侵事件
1979 北美空中防务指挥部的计算机主机遭黑客入侵
1995 花旗银行
1998 五角大楼网站遭受有史以来最大规模的攻击
1999 美国参议院、白宫和美国陆军网络及数十个政府网站被黑客攻陷
2000 Yahoo! CNN Amazon 微软 DDos(分布式拒绝服务攻击)
黑客工具的技术性越来越高，
使用越来越简单
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一、信息安全概述
1.4 病毒和蠕虫
病毒——编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据,影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码
当用户打开含病毒软件的文件或执行含病毒软件的程序时，病毒就会自动执行
著名的病毒和蠕虫事件
1988 Morris 蠕虫
1998 CIH病毒
1999 Melissa病毒
2000 I Love You病毒
2003 冲击波病毒
2006 熊猫烧香30
一、信息安全概述
1.5 木马
特洛伊木马，是指隐藏在正常程序中的一段具有特殊功能的恶意代码，是具备破坏和删除文件、发送密码、记录键盘和攻击Dos等特殊功能的后门程序
伪装为无危害的文件，窃取用户密码，控制用户计算机
伪装成银行、邮件等网站的登录界面，窃取用户帐户密码（又称钓鱼网站）
通常被动地等待用户将其安装到主机
一般没有传染性
防止木马攻击的主要手段是检测和清除
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一、信息安全概述
1.6 漏洞
漏洞是在硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷，从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统
一个系统从发布的那一天起，随着用户的深入使用，系统中存在的漏洞会被不断暴露出来，这些早先被发现的漏洞也会不断被系统供应商发布的补丁软件修补，或在以后发布的新版系统中得以纠正
系统漏洞是病毒木马传播最重要的通道，不及时安装系统补丁的电脑，将无法阻止被入侵
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2.1 数据加密技术
数据加密是通过某种函数进行变换，把正常数据报文
(明文)转化为密文(密码)
传统加密体制中加密和解密的基本原则是利用加密函
数来实现信息变换的，这个函数以一个密钥作为参数
为了进行加密/解密变换，需要密钥与算法两个要素
加密过程的管理主要集中到密钥的产生与分配上
公开密钥(非对称)密码体制：加密过程中使用不相同
的加密密码和解密密码
二、信息安全技术
如， 凯撒算法 CHINA → HMNSF参数k→ 密钥(key)
明文 密文
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二、信息安全技术
密码分析：在不知道密钥的情形下找出密文的原文
盗窃登录密码
• 计算机用户需要向将要登录的
操作系统或应用程序证明自己是合法用户
• 登录密码：由字母和其他字符组成的字符串
盗窃登陆密码的方法• 密码猜测
• password, 123456, qwerty, abc123, letmein, monkey, myspace1, password1, blink182, 用户自己的名字
• 网络钓鱼——伪造电子邮件和网站• 网转——将用户欲上网的网址自动改换成攻击者指定的网址• 字典攻击——针对存储在计算机系统内的登录密码进行的• 键盘记录程序
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二、信息安全技术
2.2 数字签名与认证技术
数字签名(或称电子加密)是公开密钥加密技术的一种应用• 利用私有密钥进行加密
• 认证就是利用公开密钥进行正确的解密
数字签名体制提供了一种鉴别方法，通常用于银行、电子贸易方面，以解决如下问题：伪造、抵赖、冒充、篡改
数字签名的性质• 能够验证签名产生者的身份，以及产生签名的日期和时间
• 能用于证实被签消息的内容
• 数字签名可由第三方验证，从而能够解决通信双方的争议
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二、信息安全技术
2.4 防火墙技术
防火墙(fire wall),一种网络防护设备,是架设在本地网络与外界网络之间的一道防御系统，实施网络之间的访问控制
防火墙需要有“门”，相当于防火墙的“安全策略”，所以不是实心墙，而是带有一些小孔的墙。留给那些允许进行的通信，即安装了过滤机制
防火墙的基本特性
• 所有进出网络的数据都必须经过防火墙
• 只允许经过授权的数据流通过防火墙
• 防火墙自身对入侵是免疫的 硬件防火墙/软件防火墙
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三、计算机病毒
3.1 计算机病毒的特征
传染性 – 最主要的特征，复制自身并添加到其他程序中
表现性或破坏性 – 分良性和恶性两种
触发性 – 常常以服务、后台程序等形式存在，驻留于内
存，只有在满足触发条件时才执行其恶意代码
隐蔽性
寄生性 – 宿主程序或病毒载体
衍生性 – 变种
不可预防性 – 滞后
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三、计算机病毒
3.2 按病毒的寄生方式分类
系统引导型病毒 – 藏匿于磁盘的第一个扇区，启动计算
机时，先于操作系统运行。
文件型病毒 –通过操作系统的文件进行感染，寄生在可执
行文件中，如.com, .exe。当这些文件被执行时，病毒程序就跟着被执行
混合型病毒 –具有文件型病毒和系统引导型病毒两者的特
征
传播途径：软盘、硬盘、光盘、网络
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三、计算机病毒
3.3 病毒防治
预防 及时安装修补软件漏洞的补丁程序
不从可疑网页下载软件
警惕谨防附件
不打开任何危险附件
修复(杀毒) 用病毒扫描软件对系统内文件逐一检查，将含毒文件隔离或清除
定期将计算机文件备份，以便在病毒或蠕虫入侵后重装系统软件
病毒的命名：如Worm.Sasser.b <病毒前缀>.<病毒名>.<病毒后缀>
病毒扫描软件，也称杀毒软件，它是利用对计算机病毒和蠕虫的认识而编写的软件，用于识别和清除病毒和蠕虫
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四、网络安全目标
4.1 网络安全目标
可靠性硬件可靠性、软件可靠性、人员可靠性、环境
可靠性
可用性网络信息可被授权实体访问并按要求使用
保密性网络信息只能被授权的用户读取
完整性网络信息未经授权不能进行修改，网络信息在存
储和传输过程中要保持完整
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四、网络安全目标
4.2 计算机安全建议
来自凯文·米特尼克的计算机安全建议
●备份资料
●选择很难猜的密码，并时常修改
●及时更新操作系统，时刻留意软件制造商发布的各种补丁，
并及时安装应用
●不用电脑的时候断开网线和电源
●在IE或其它浏览器中会出现一些黑客钓鱼，对此要保持清
醒，拒绝点击
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四、网络安全目标
●在发送敏感邮件时使用加密软件，也可用加密软件保护你
的硬盘上的数据
●安装一个或几个反间谍程序，并且要经常运行检查
●使用个人防火墙并正确设置它，阻止其它计算机、网络和
网址与你的计算机建立连接，指定哪些程序可以自动连接到
网络
●关闭所有你不使用的系统服务，特别是那些可以让别人远
程控制你的计算机的服务
●保证无线连接的安全
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