多媒体技术基础习题解答（林福宗）.doc(3)

第14章只读光盘存储器

14.1 只读光盘是如何记录“0”和“1”的？

只读光盘通常是指CD/DVD系列只读光盘。在盘上压制凹坑的机械办法来记录“0”和“1”。凹坑的边缘代表“1”，凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”，凹坑的长度和非凹坑的长度都代表有多少个“0”。

14.2 CD-DA的音乐信号的采样频率为什么选

择44.1 kHz？ 人耳朵(因人而异)能听到的声音信号频率范围是20～20 000 Hz，为了避免高于20 000 Hz的高频信号干扰采样，在进行采样之前，需要对输入的声音信号进行滤波。考虑到滤波器在

20 000 Hz的地方大约有10%的衰减，所以可以用22 000 Hz的2倍频率作为声音信号的采样频率。但是，为了能够与电视信号同步，PAL电视的场扫描为50 Hz，NTSC电视的场扫描为60 Hz，所以取50和60的整数倍，选用了44 100 Hz作为激光唱盘声音的采样标准。 14.3 激光唱盘音乐信号的样本位数是16，它

的信噪比是多少？如果样本位数提高到20，它的信噪比是多少？

(1) 96dB (2) 120 dB

14.4 为什么物理线路上传输的数字信号都需

要采用通道编码？ 主要原因有两个，一是为了改善读出信号的质量，二是为了在记录信号中提取同步信号。

(例如，有连续多个字节的全“0”信号或者全“1”信号要记录到盘上，如果不作通道编码就把它们记录到盘上，读出时的输出信号就是一条直线，电子线路就很难区分有多少个“0”或者多少个“1”信号。而对于没有规律的数字信号，读出时的信号幅度和频率的变化范围都很大，电子线路很难把“0”和“1”区分开，读出的信息就很不可靠。因此通俗说来，通道编码实际上就是要在连续的“0”插入若干个“1”，而在连续的“1”之间插入若干个“0”，并对“0”和“1”的连续长度数目即“行[游]程长度”加以限制。)

14.5 CD盘中的EFM是什么意思？

EFM (eight-to-fourteen modulation)是指由

8比特的代码调制成14比特的代码。

(解释：它是一种物理通道编码技术，使用这种技术可增加CD盘上信息凹坑和非凹坑的长度，降低读出信号的频率带宽。CD使用脉冲调宽技术，把8比特的用户数据变换成14比特的通道码。在红皮书和IEC 908标准中，在14比特的码之间增加3个比特的合并位，构成8比特到17比特调制编码。在物理存储器上存储数据或者在物理线路上传输数字信号都需要对用户数据进行通道编码。物理盘上记录的数据和真正的用户数据之间需要做变换处理，这种处理统称为通道编码。采用通道编码的目的主要是两个，第一是为了改善信号质量，使得读出信号的频带变窄；第二是为了在接收端能够从信号本身提取自同步信号。)

14.6 激光唱盘播放机的声音数据传输率是多

少？

44100×16×2 ＝ 1.4112 Mb/s 14.7 从CD渡到DVD，科学家和工程技术人员

采取了那些主要技术？

详见“表14-06 HDCD技术摘要”。 14.8 目前定义了几种DVD？

详见表“14-03 DVD和CD系列”。

第15章光盘存储器的格式

15.1 试论CD标准的重要性。

(略)

15.2 什么叫做CD盘的物理格式？

存储媒体的存储结构，它规定数据如何放在光盘上。这些数据包括物理扇区的地址、数据的类型、数据块的大小、错误检测和校正码等。

15.3 CD-ROM的扇区地址“00:10:65”表示什

么含义？ CD-ROM的扇区地址用“分、秒，分秒(1/75秒)”来表示。00:10:65表示地址为00分10秒65分秒。

15.4 CD-ROM Mode 1和CD-ROM Mode 2有

什么差别？ CD-ROM Mode 2与CD-ROM Mode 1相比，存储的用户数据多14%，但是由于没有错误检测和错误校正码，因此在这种方式中，

用户数据的误码率比Mode 1中的误码率要高。在Mode 2的扇区地址中，方式(Mode)字节域中的值设置成02， 在Mode 1的扇区地址中，方式(Mode)字节域中的值设置成01。 15.5 CD-ROM/XA Mode 2 Form 1和

CD-ROM/XA Mode 2 Form 2有什么差别？ CD-ROM/XA Mode 2 Form 2与CD-ROM/XA Mode 2 Form 1相比，去掉了276字节的ECC码，因此存储的用户数据增加了276字节。

15.6 CD-Bridge Mode 2 Form 1和CD-Bridge

Mode 2 Form 2有什么差别？ D-Bridge Mode 2 Form 2和CD-Bridge Mode 2 Form 1相比，去掉了276字节的ECC码，因此存储的用户数据增加了276字节。 15.7 计算单速CD-ROM的用户数据传输率是

多少KB/s(1 KB = 1024 bytes)。 (2048×75)/1024 ＝ 153600/1024 ＝ 150 KB/s

15.8 CD-ROM文件系统的主要组成部分是什

么？ 一个完整的CD-ROM文件系统有三个主要部分组成：

(1) 逻辑格式(logical format)： 它是文件格式的同义词。逻辑格式是确定盘上的数据应该如何组织，以及存放在什么地方。说得具体一点就是基本的识别信息放在何处，文件目录应该如何构造，到何处去找盘上的目录，一个应用软件存放在几张光盘上等等。由此也可以看到，逻辑格式与物理格式是不同的。

(2) 源软件(origination software): 它是把数据写到逻辑格式的软件，按逻辑格式把要存到盘上的文件进行装配，所以源软件又称“写”软件。

(3) 目的软件(destination software): 它是把数据从逻辑格式读出来，并且把数据转换成文件，因此目的软件又称为“读”软件。它在终端用户的机器上能够理解逻辑格式，并且使用逻辑格式来访问盘上的文件。

15.9 CD-ROM的逻辑格式是什么意思？ 文件格式的同义词。它指定数据文件在盘上的组织和位置，定义文件大小、所有文件在盘上的目录结构以及所需盘片数目等事项。

15.10 CD-ROM的物理扇区、逻辑扇区和逻辑

块之间有什么关系？

详见图15-05。

15.11 MS-DOS和MS-Windows环境下都要有

MSCDEX.EXE文件，请问它的功能是什么？ 把ISO 9660文件结构转变成MS-DOS能识别的文件结构。

15.12 试论CD-ROM的文件目录结构与磁盘

的文件结构有何差别？ CD-ROM是只读存储器，而磁盘是可读/写存储器，这就不需要添加、删除目录等功能。 CD-ROM的写入和读出是不对称的。 寻找数据的时间相对于20 ms左右的磁盘大得多。

15.13 用计算机查看VCD盘上根目录和子目

录下有什么文件？这些文件的含义是什么？

(略)

第16章错误检测和校正

16.1 CRC用于检测错误还是校正错误？

用于检测错误。

16.2 用自己的语言说明错误检测的思想。

(略)

16.3 什么叫做突发错误？

连续多位或连续多个符号都出错的一种错误模式。如盘片的划伤、沾污或盘本身的缺陷都可能出现这种错误，一错就错一大片。 16.4 码块长度为n，码块中的信息长度为k，

问(n，k)RS码本身能纠正多少个错误？

(n-k)/2

16.5 要纠正1个符号的错误，至少需要附加多

少个校验符？

2个，用于表示错误的位置和错误的值 16.6 目前CD存储器中使用的CIRC编码技术

能够纠正突发错误的最大长度是多少(按汉字字符数估算)？

大约连续224个汉字的长度。

第17章多媒体网络应用及交

换技术

17.1 网络上的多媒体通信应用和数据通信应

用有什么主要差别？ 多媒体通信应用要求在客户端播放声音和图像时要流畅，声音和图像要同步，因此对网络的时延和带宽要求很高。而数据通信应用则把可靠性放在第一位，对网络的时延和带宽的要求不那么苛刻。

17.2 举例说明多媒体网络应用的特点。

例如IP电话，要求时延短。

17.3 因特网电话和实时电视会议是多媒体网

络应用中频繁交互的应用例子，根据人的听觉系统，对延迟小于150 ms的声音感觉不到有时延，在150 ～ 400 ms之间的时延可以接受，时延超过400 ms的会话就令人甚感别扭。 17.4 T1数字网络的总数据传输率，美国定义

为1.544 Mb/s，欧洲的T1称为E1，定义为2048 Mb/s。 17.5 借助工具书或者技术参考书的帮助理解

信息包(packet)的含义。 (1) 信息传输的单位，在网络中作为一个整体从一个设备传向另一个设备。

(2) 在信息包交换网络中，固定的最大长度的传输单位，由二进制数位表示的数据及信息包头组成。信息包头中含有识别号、源地址、目的地址及一些错误控制信息。有时作为通用词用来描述协议堆栈各层的信息传输单位。

(3) 将信息分成小块，并加上路由及控制信息之后的数据。这些信息包能独立地传送，在目的地重组。几乎所有的高速数字网都采用了信息包技术。它同时也是因特网TCP/IP协议的基础。

(4) 在DVD系统中，每个数据小包由2048字节组成。

17.6 总结线路交换、信息包交换和消息交换

各有什么特点。 线路交换(circuit switching)的特点是，在开始通信之前通信双方由线路交换中心建立物理连接，维持连接的时间长短取决于消息交换的需要

信息包交换不需要在收发双方建立物理连接，每个信息包都包含有目的地址，因此一个消息分装成的许多信息包不必都沿着同一条线路到达目的地，也不必同时到达目的地，到达目的地的次序也不必按照发送的次序，那

条信道有空就往那里传送。

消息交换把整个原始消息经有网络传送到接收方。它的时延比信息包交换长，错误处理时间也比较长。

17.7 面向连接服务和无连接服务的差别是什

么？ 面向连接服务：在开始发送信息包之前发送端和接收端要进行沟通，建立直接连接，并提醒对方准备接收信息包，然后才开始进入信息包的传送过程。

无连接服务：使用用户数据包协议(UDP)来调用无连接服务。发送端简单地把信息包送到网络上，在传送信息包之前发送端和接收端没有沟通的过程，也没有对方来的确认，因而也不知道目的地是否接收到。无连接服务既没有拥挤控制功能，也没有流程控制功能。

第18章因特网与TCP/IP

18.1 查阅一些文献资料(如工具书等)，分析和

比较网关(gateway)、路由器(router)和网桥(bridge)在网络中所起的作用。 (1) 网关: 路由器的早期的名称, 许多人仍然使用这个术语表示OSI模型第三层的设备。现在，网关一般指OSI模型第四层的设备。网关是连接使用不同通信协议的一种功能强大的计算机或工作站。它担负线路交换网络(如电话网络)和信息包交换网络(如因特网)之间进行实时双向通信，提供异种网络之间的连通性，是传统线路交换网络和现代IP网络之间的桥梁。网关的基本功能可归纳为三种。①转换协议：网关作为一个解释器能够使不同的网络建立联系，②转换信息格式：不同的网络使用不同的编码方法，网关对信息进行转换，使异种网络之间能够自由地交换信息；③传输信息：负责在不同网络之间传输信息。

网关的主要部件包括交换电路网络接口卡、数字信号处理器卡、网络接口和控制处理器；网关的主要软件包括执行所有网关基本功能和选择功能的网关软件，以及特定网关的应用软件，它执行自定义的功能以及管理和控制功能。下面的网关基本结构图表示如何使简易老式电话服务(POTS)系统上的电话与现代的因特网电话之间进行会话。

(2) 路由器: 在通信系统中，在网络间转发信息包的一种中介设备。根据路由表和路由协议，路由器读每一个传输帧中的网络地址，

然后按照最合适的路径(包括交通负荷、线路成本、传送速度和线路质量等)来确定转发信息包的路径。路由器工作在协议堆的层3，而网桥和交换机工作在层2。路由器可用来把局域网分成若干网段以便平衡工作组内的交通，也可用于过滤信息包以提高网络安全和政策性的管理，还可用在网络边沿用来连接远端的办公室。大多数路由器是对通信功能进行了优化的专门计算机，但是路由器的功能也可通过把路由软件添加到文件服务器(file server)来完成。

(3) 网桥：连接两个局域网(不论它们是否使用相同的通信协议)的一种设备。网桥工作在数据链路层(ISO/OSI模型的第二层)；网桥是协议独立的；网桥的速度比路由器的速度快；网桥有两个以上端口执行交换功能。 18.2 什么叫做IP(Internet Protocol)地址，什么

叫做域名地址(domain name address)，它们之间有什么关系。 IP address (Internet Protocol address)的中文译名是IP地址，或者叫做网际协议地址。IP地址是网际协议(Internet Protocol，RFC 791)定义的、唯一标识连接在TCP/IP网络上的主机的地址。主机是指能够为其他计算机提供服务的计算机，也称为服务机。在因特网上，每台连网的客户机和服务机都必须要有一个唯一的地址，这样才能在计算机之间进行通信。客户机可以申请永久性的地址，也可以动态分配给它的地址。因特网定义了两种形式的地址：一种是机器可识别的用数字表示的地址，称为网际协议地址，简称为IP地址；另一种是人比较容易看懂的用字母表示的地址，称为域名地址(domain name address)。IP地址由美国国家科学基金会于1993年组成的因特网信息中心注册服务部门(InterNIC Registration Services)进行分配和注册。IP地址在扩充之前是一个32位(4字节)的二进制数。它几乎能标识232(大约40亿)台主机。

18.3 IP地址有哪几类？总结它们各有什么特

点？ IP地址分成5类：A类(Class A)，B类(Class B)，C类(Class C)，D类(Class D)和E类(Class E)。其中A、B和C类地址是基本的因特网地址，是用户使用的地址，D类地址用于多目标广播的广播地址，E类地址为保留地址。详见图18-04。

18.4 分别说出IP地址为167.216.130.62和

202.98.36.120是哪一类网络？它们的网络数目和连网机器数目各有什么特点。 167.216.130.62：167(10)＝10100111(B), B类网络，网络地址的数目为中等，主机地址数目也属中等。

202.98.36.120：202(10)＝11001010(B), C类网络，网络地址的数目较多，主机地址数目较少。

18.5 域名服务(Domain Name Service，DNS)

的功能是什么？ 可让用户通过域名来查找UNIX网络或因特网(TCP/IP网络)上的计算机。这种功能是通过DNS服务器(DNS server)软件来实现，它维护一个含有域名(主机名)和它们相应IP地址的数据库。实质上是维护一个两列的查找表，其中一列是帮助记忆的计算机名字(如www.tsinghua.edu.cn)，另一列是用数字表示的IP地址(如166.111.9.2)，计算机名字和它的IP地址是相对应的。DNS服务器也称为名字服务器(name servers)。对于使用TCP/IP协议堆的Windows网络，域名服务软件是Windows因特网命名服务软件(WINS)。在Windows网络中，只需使用WINS，而对混合的Windows/UNIX网络，则需要使用可在Windows和UNIX下运行的微软DNS服务器 18.6 举例说明统一资源地址(Uniform

Resource Locator，URL)的含义。 例如，清华大学图书馆里的数据库目录文件，用URL表示成：

http://www.lib.tsinghua.edu.cn/NEW/database.html

其中，www.lib.tsinghua.edu.cn表示图书馆的服务机，而/NEW/database.html表示database.html(数据库文件)是在服务机上的NEW文件夹下。

18.7 用简洁的语言说出

“http://www.mpeg.org/～

tristan/MPEG/MPEG-content.html”的意思。 MPEG-content.html(文件)在www.mpeg.org(服务机)的～tristan/MPEG(文件夹)下。

18.8 在网络上下载详细描述HTTP/1.0协议的

RFC 1945文件，试一试看自己读懂其中的多少内容。 (略)

18.9 TCP和UDP是哪一层的协议？这两种协

议的有什么主要差别？ (1) TCP和UDP都是在传输层上的协议。不同的网络应用使用不同的协议

(2) TCP是面向连接服务的协议，在开始发送信息包之前发送端和接收端要进行沟通，建立直接连接，并提醒对方准备接收信息包，然后才开始进入信息包的传送过程。

UDP是无连接服务的协议，发送信息时，发送端简单地把信息包送到网络上，在传送信息包之前发送端和接收端没有沟通的过程，也没有对方来的确认，因而也不知道目的地是否接收到。无连接服务既没有拥挤控制功能，也没有流程控制功能。

18.10 网络技术人员对因特网的层次结构和

各层使用的协议了如指掌，网络用户对此也需要了解。若因特网粗略划分成5层，请写出各层的名称，各层使用的协议(写出1至2个协议即可)

请参考图18-08和18-09。

18.11 写一篇关于以太网的性能调查报告，网

络类型包含10Base-F，10BASE-T，10Base2(也称thin Ethernet)，10Base5(也称Thick Ethernet, ThickNet, ThickWire)，100BaseT以及千兆以太网，内容包含使用的标准、使用的电缆和电缆连接器、传输的距离、数据传输率、应用场合等，并把要点综合成表格。

(略)

第19章网际多目标广播简介

18.1 什么叫做单目标广播(unicast)和多目标

广播(multicast)？什么叫做网际多目标广播(IP Multicast)？ (1) 目标地址只有一个的一种广播技术。如果使用单目标广播服务把相同内容的信息传输给N个目标站点，就须要传输N个拷贝，即要传输N次。

(2) 在数据通信网络中，将信息包同时拷贝传送到一组选定的网络地址，然后发送给每个接收终端的一种广播技术。

(3) 在TCP/IP网络(互联网、内联网或因

特网)上，把单一数据流同时向多个接收者发送的一种广播技术。用于广播声音和电视，也用于向多个用户下载同一个文件。使用IP多目标广播可节省网络带宽，因为文件作为一个数据在主干网上传输，仅在线路终端分开向目标站点传输。

18.2 多目标广播使用哪类地址？

D类地址

18.3 对有兴趣的读者，试阅读并比较下列两

个协议： ① 1997年的RFC 2236：B. Fenner, \Protocol, Version 2\② 1989年的RFC 1112：S. Deering, \multicasting\

(略)

18.4 对有兴趣的读者，阅读声音-电视传输工

作组(Audio-Video Transport Working Group)编写的实时传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP文件： RFC 1889：H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson, \Real-Time Applications\并写出摘要。(略)

第20章多媒体通信系统技术 20.1 ISDN网络和PSTN网络属于线路交换网

络还是属于信息包交换网络？ ISDN网络和PSTN网络属于线路交换网络。

20.2 目前的多媒体通信系统中的两个重要标

准系列是什么？它们各自要达到什么目标？ (1) H.323(V1/V2)和H.324。

(2) H.323: 在局域网上可召开桌面电视会议(desktop video conferencing)；H.324: 使用调制解调器在公众交换电话网(PSTN)上召开网桌面电视会议。

20.3 分别列出H.323和H.324标准系列涉及的

重要标准，并分别说明这些标准的用途。 详见表20-02，20-03和20-04。 20.4 什么叫做网关？网关的主要功能是什么？

详见“20.1.2 网关的功能和结构” 20.5 什么叫做会务器？会务器的主要功能是

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