网络多媒体技术（西电版）第6章多媒体系统关键技术

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1、第6章多媒体系统关键技术6.1多媒体信息存储技术6.2多媒体信息输入输出技术6.3多媒体通信同步技术6.4多媒体终端技术6.5本章小结思考练习题多媒体技术的发展离不开相关技术的支持。数据压缩技术、多媒体网络技术在前面章节已经作了介绍，除此之外，多媒体信息存储与输入输出技术、网络同步技术、多媒体终端技术等也在多媒体技术的发展过程中发挥着重要作用，下面将逐一介绍这些关键技术。6.1.1磁存储技术1.硬盘的基本工作原理硬盘是计算机系统中极为重要的设备，存储着大量的用户资料和信息。硬盘由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成。其中，磁头、盘片组件是

2、构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。6.1多媒体信息存储技术硬盘的基本工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据；写的操作则正好相反。硬盘还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路的初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置。初始化完成后主轴电机启动并高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头

3、置于盘片的着陆区，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号时，通过前置放大控制电路驱动音圈电机发出磁信号，利用感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统，以完成指令操作。结束任务后，硬盘处于断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。2.硬盘的性能指标(1)转速。转速是硬盘所有指标中除了容量以外最引人注目的性能参数，以r/min为单位。转速对于硬盘传输速度至关重要，转速越快，硬盘取得及传送数据的速度也就越快。目前，硬盘转速主要为5400r/min、7200r/

4、min和10000r/min。(2)容量。硬盘上信息的存储是以圈的形式存在的，每一个圈就是一个磁道。半径方向单位长度内的磁道数目称为道密度Dt，而沿圆周单位长度上的信息比特数称为位密度Db，面密度Dn为道密度与位密度的乘积，即Dn＝Dt×Db。Dn越大，表明一个盘片上能存储的信息量就越大。面密度的增加会使相邻磁道间的干扰加大，磁头在磁道上进行数据读写时容易发生偏离，增加出错几率。硬盘容量与盘片数、面密度关系密切，这两项数值越大，则容量越大。盘片数的增加会使硬盘体积增厚。单盘片容量的大小直接关系到整个硬盘容量的大小，因为目前的硬盘里一般只能放进4~5张盘片，只有提高每

5、张盘片的容量才可以不断地增加硬盘的容量。随着盘片面密度的提高，磁头就必须随之越来越灵敏。传统的磁阻磁头所能承受的最大单盘片容量是4.5GB左右，目前单盘片容量超过5GB的硬盘已经全部使用了巨磁阻磁头。除了对容量大小产生影响之外，单盘片容量还和硬盘的数据传输速度有着密切的关系。磁道数的增加对于减少磁头的寻道时间大有好处，因为盘片的半径是固定的，磁道数的增加意味着磁道间距离的缩短，而磁头从一个磁道转移到另一个磁道所需的时间就会缩短，这将有助于随机数据传输速度的提高。而磁道内线性磁密度的增长则和硬盘的持续数据传输速度有着直接的联系，新一代GMR磁头技术确保了这个增长不会因

6、为磁头的灵敏度的限制而放慢速度。所以在很多时候，更高单盘容量的5400r/min硬盘会比单盘容量较低的7200r/min硬盘的速度更快。(3)平均寻道时间。平均寻道时间指的是磁头到达目标数据所在磁道的平均时间，它直接影响着硬盘的随机数据传输速度。磁头平均寻道时间除了和单盘容量有关外，最主要的决定因素是磁头动力臂的运行速度。目前硬盘的平均寻道时间大约为7~9ms。(4)缓存。缓存也是硬盘相当重要的一个参数，其大小也会直接影响到硬盘的整体性能。在数据的读取过程中，硬盘里的控制芯片发出指令，将系统指令正在读取的簇相邻的下一个或几个簇的数据读入硬盘高速缓存。当系统指令开始要

7、读取下一个簇的数据时，硬盘便不需要重新开始一个读取动作，只需要将缓存中的数据传送到系统主存中就行了。因此，缓存容量的加大可以使得更多的预读数据被容纳，系统等待的时间被大大缩短。(5)传输速度(TransferRate)。传输速度分为内传输速度与外传输速度。内传输速度是从硬盘到缓存的传输速度，外传输速度是从缓存到通信接口的传输速度。内传输速度更能反应硬盘的实际表现。目前，最快的传输速度已达1.28Gb/s。(6)接口类型。硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，其作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。每种接口协议拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，其存取效能的