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音视频HDFS存储技术架

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麦芽音视频HDFS存储架构

一、简介

HDFS特点:

①保存多个副本,且提供容错机制,副本丢失或宕机自动恢复。默认存3份。

②运行在廉价的机器上。

③适合大数据的处理。多大?多小?HDFS默认会将文件分割成block,64M为1个block。然后将block按键值对存储在HDFS上,并将键值对的映射存到内存中。如果小文件太多,那内存的负担会很重。

如上图所示,HDFS也是按照Master和Slave的结构。分NameNode、SecondaryNameNode、DataNode这几个角色。

NameNode:是Master节点,是大领导。管理数据块映射;处理客户端的读写请求;配置副本策略;管理HDFS的名称空间;

SecondaryNameNode:是一个小弟,分担大哥namenode的工作量;是NameNode的冷备份;合并fsimage和fsedits然后再发给namenode。

DataNode:Slave节点,奴隶,干活的。负责存储client发来的数据块block;执行数据块的读写操作。

热备份:b是a的热备份,如果a坏掉。那么b马上运行代替a的工作。

冷备份:b是a的冷备份,如果a坏掉。那么b不能马上代替a工作。但是b上存储a的一些信息,减少a坏掉之后的损失。

fsimage:元数据镜像文件(文件系统的目录树。)

edits:元数据的操作日志(针对文件系统做的修改操作记录)

namenode内存中存储的是=fsimage+edits。

SecondaryNameNode负责定时默认1小时,从namenode上,获取fsimage和edits来进行合并,然后再发送给namenode。减少namenode的工作量。

二、工作原理

写操作:

流程分析

1.使用HDFS提供的客户端开发库Client,向远程的Namenode发起RPC请求;

https://www.wendangku.net/doc/f814159775.html,node会检查要创建的文件是否已经存在,创建者是否有权限进行操作,成功则会为文件创建一个记录,否则会让客户端抛出异常;

3.当客户端开始写入文件的时候,会将文件切分成多个packets,并在内部以数据队列”data queue”的形式管理这些packets,并向Namenode申请新的blocks,获取用来存储replicas 的合适的datanodes列表,列表的大小根据在Namenode中对replication的设置而定。

4.开始以pipeline(管道)的形式将packet写入所有的replicas中。把packet以流的方式写入第一个datanode,该datanode把该packet存储之后,再将其传递给在此pipeline中的下一个datanode,直到最后一个datanode,这种写数据的方式呈流水线的形式。

5.最后一个datanode成功存储之后会返回一个ack packet,在pipeline里传递至客户端,在客户端的开发库内部维护着”ack queue”,成功收到datanode返回的ack packet后会从”ack queue”移除相应的packet。

6.如果传输过程中,有某个datanode出现了故障,那么当前的pipeline会被关闭,出现故障的datanode会从当前的pipeline中移除,剩余的block会继续剩下的datanode中继续以pipeline的形式传输,同时Namenode会分配一个新的datanode,保持replicas设定的数量。

读操作:

流程分析

1.使用HDFS提供的客户端开发库Client,向远程的Namenode发起RPC请求;

https://www.wendangku.net/doc/f814159775.html,node会视情况返回文件的部分或者全部block列表,对于每个block,Namenode 都会返回有该block拷贝的DataNode地址;

3.客户端开发库Client会选取离客户端最接近的DataNode来读取block;如果客户端本身就是DataNode,那么将从本地直接获取数据.

4.读取完当前block的数据后,关闭与当前的DataNode连接,并为读取下一个block寻找最佳的DataNode;

5.当读完列表的block后,且文件读取还没有结束,客户端开发库会继续向Namenode获取下一批的block列表。

6.读取完一个block都会进行checksum验证,如果读取datanode时出现错误,客户端会通知Namenode,然后再从下一个拥有该block拷贝的datanode继续读。

三、HDFS优缺点

1)不适合低延迟数据访问

如果要处理一些用户要求时间比较短的低延迟应用请求,则HDFS不适合。

HDFS是为了处理大型数据集分析任务的,主要是为达到高的数据吞吐量而设计的,这就可能要求以高延迟作为代价。

2)无法高效存储大量小文件

因为Namenode把文件系统的元数据放置在内存中,所以文件系统所能容纳的文件数目是由Namenode的内存大小来决定。一般来说,每一个文件、文件夹和Block 需要占据150字节左右的空间,所以,如果你有100万个文件,每一个占据一个Block,你就至少需要300MB内存。当前来说,数百万的文件还是可行的,当扩展到数十亿时,对于当前的硬件水平来说就没法实现了。还有一个问题就是,因为Map task的数量是由splits来决定的,所以用MR处理大量的小文件时,就会产生过多的Maptask,线程管理开销将会增加作业时间。举个例子,处理10000M的文件,若每个split为1M,那就会有10000个Maptasks,会有很大的线程开销;若每个split为100M,则只有100个Maptasks,每个Maptask将会有更多的事情做,而线程的管理开销也将减小很多。

3)不支持多用户写入及任意修改文件

在HDFS的一个文件中只有一个写入者,而且写操作只能在文件末尾完成,即只能执行追加操作。目前HDFS还不支持多个用户对同一文件的写操作,以及在文件任意位置进行修改。

4)写1T文件,我们需要3T的存储,3T的网络流量贷款。

5)在执行读或写的过程中,NameNode和DataNode通过HeartBeat进行保存通信,确定DataNode活着。如果发现DataNode死掉了,就将死掉的DataNode上的数据,放到其他节点去。读取时,要读其他节点去。

6)挂掉一个节点,没关系,还有其他节点可以备份;甚至,挂掉某一个机架,也没关系;其他机架上,也有备份。

四、HDFS API接口

为了屏蔽一些HDFS存储的细节,我们对HDFS API进行了封装。这样对文件存储就像操作普通文件一样,进行上传和下载。

1)上传文件接口

HDFSUtils hdfs = new HDFSUtils("maiya");

hdfs.put(false, "E:\\conf\\myd_real\\tmp\\xinshen.mp3", "/20170223/ xinshen.mp3");

第一个参数false:不删除原文件

第二个参数源文件路径

第三个参数目标文件路径

2)下载文件接口

HDFSUtils hdfs = new HDFSUtils("maiya");

hdfs.get(false, "/20170223/ xinshen.mp3", "E:\\conf\\myd_real\\tmp\\xinshen.mp3");

第一个参数false:不删除原文件

第二个参数源文件路径

第三个参数目标文件路径

3)加载依赖包

com.maiya

hdfsUtils

1.0.0

信息存储技术概况

信息存储技术由来已久,随着科技的高速发展以及海量数据存储需求的不断推动,存储介质和存储技术也发生着日新月异的变化。 1、存储介质的发展 从存储介质来说,目前主要可以分为磁盘、闪速存储器、固态硬盘和光盘等。 传统的磁盘采用盘片作为存储介质,利用马达和磁头的运转进行数据的读取,这些部件的物理和机械特性具有功耗高、体积大、易损坏、机械运动造成摩擦发热等局限,限制了磁盘存储系统性能的应用场合。 闪速存储器(Flash Memory)最早源于EPROM器件,不需要高电压就可以实现擦除和重复编程,可靠性较高,其读写速度和容量近年来还在大幅提升中。 固态硬盘(Solid State Disk,SSD)又称电子硬盘,是一种以大量半导体存储器(FLASH或DRAM)作为存储介质的硬盘,通过SSD控制芯片实现对存储介质的主机传输协议(如SATA协议),实现数据的传输,具有抗震、宽温、无噪、可靠等优点。 光盘以“光信息”做为存储物的载体,具有容量大、可随机存取等优点,分不可擦写光盘,如CD-ROM,DVD-ROM等;和可擦写光盘,如CD-RW,DVD-RAM等。 在存储介质的研究,闪存以其独特的优势发展迅速,在容量和读写速度方面都在大幅提升,同时在各个领域里都有广泛的应用,美光公司推出的MT29F256G08A FLASH芯片单片的存储容量达到了256Gb。 纳米技术的突破使得纳米存储在不久的将来走向商业化。光存储技术也在飞速进步,常规的磁光和相变存储密度不断提高。 2、存储技术的发展 一直以来,存储系统的高速数据流与通用计算机低速的读写速度之间的矛盾是整个存储系统的瓶颈。 磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk,RAID)技术、固态硬盘技术的使用缓解了这一矛盾。

光存储技术与未来发展分析

2019年,第46卷,第3期Editorial 光存储技术与未来发展 ——专题导读 大数据时代对海量数据的长效低成本存储提出了更高的要求。但是,目前主流的数据保存方法,如磁盘、磁带和固态硬盘等,都存在维护成本高、电力消耗大、记录密度低、保存时间短、读取速度慢等问题。面对如此巨大的数据存储量,现有存储方式在低成本、长寿命等方面逐渐显露出问题的端倪。因此,迫切需要一种新型的存储技术,以弥补现有存储方式的不足。 以CD、DVD和BD光盘为代表的传统光存储技术,在保持数据时具有低成本和长寿命等优点,从上世纪八十年代开始发展至今,已经普及到各家各户。近些年,由于网络传送速度的提高,经历了数代进步的光盘市场逐渐变得萧条起来。但是,面对大数据时代对长期低耗保存的需求,光存储技术又迎来了它的春天。目前,传统光盘存储技术已经广泛应用到数据存储行业,以全息、多维变量和超分辨等为代表的新型光存储技术也在渐渐完善和发展,有些已接近于产业化。《光存储技术发展现状及展望》综述了各种光存储技术;在全息光存储方面,《光全息数据存储——新发展时机已至》概括了全息光存储技术的沿革和现状,《相位调制的同轴全息存储》综述了全息光存储在增加一维相位调制变量之后提高记录密度的有效方法,《应用于高密度存储的偏光全息技术研究进展》介绍了利用偏振这一维调制变量进一步提高全息存储记录密度的方法,《面向体全息存储技术的光致聚合物材料研究进展》着重回顾了全息存储材料的研究现状和未来发展趋势;除了全息光存储利用相位和偏振增加调制维度外,利用三维空间、波长和偏振的五维调制方式可通过《基于无序金纳米棒编码的多维光信息存储》和《大容量光存储的维度扩展》两篇文章来了解;除此之外采用双光束实现超分辨光存储的技术也是近年研究的热点,《超分辨光存储研究进展》和《面向产业化应用的双光束超分辨数据存储技术》是这一领域的两篇代表性文章。最后我们还选择了四篇研究论文:《一种基于信息物理集成的光盘自动标识系统》介绍了光盘存储系统中对批量光盘自动标识的系统,《一种用于光盘数据存储的冗余恢复码纠错方法》介绍了一种针对蓝光光盘数据存储的数据进行纠错恢复的方法,《全息掺杂光致聚合物的吸收光谱定量化分析》介绍了近期热门的掺杂光致聚合物的分析方法,《GdFeCo材料全光磁反转的微观三温度模型研究》介绍了磁光存储的新进展,为快速、大面积超快激光诱导的全光磁反转提供了有效手段。 希望此次推出的“光存储技术与未来发展”专题,通过综述目前支撑光存储技术发展的核心技术基础,展现创新的光存储技术,探讨未来光存储技术的发展趋势,为广大同行在研究未来光存储技术的物理机制,开发相应存储材料的时候,能够起到抛砖引玉之功效,更新我们对存储认知的传统观念,为光存储领域的发展带来新的进步。同时,推动这门古老技术的更新换代,开拓新型存储技术市场,确保我们的数据财富能够长久安全地保存下去。 最后需要说明的是,文中对技术的评价和未来预测等观点纯属作者个人之认知,不代表本刊编辑的观点。 专题特邀组稿人: 福建师范大学谭小地教授 华中科技大学谢长生教授 暨南大学李向平教授

多链路传输技术

多链路聚合传输技术简介针对目前通信技术只能提供有限带宽、目前的多链路技术存在灵活性不够、限制性大且不适合终端设备和无线场景等问题,本技术提供了一种高效的多链路数据聚合传输技术,实现了将多条物理链路的传输带宽进行聚合,从而实现在同一个终端上带宽叠加的高速传送效果,并做到了与应用程序以及使用的物理设备无关。应用程序不用考虑有几条链路的存在,而物理上,这几条链路都是存在的,也是能单独工作的,有别于多网卡绑定技术的绑定成一条链路。 本技术通过系统自动检测,具备动态链路侦测功能,能动态扩充/减少链路数量,特别是在无线场景下,使用热拔插的USB、PCMIC接口的无线网卡,使无线网卡接入网卡之后,能立即加入到多链路传输的工作中,不需要额外的配置,有别于多网卡绑定技术每次有新网卡接入设备之后,必须重新配置多网卡绑定的配置文件。特别适合没有固定网络环境的无线客户端终端使用。 本技术还提供了链路自维护功能,能在网络断线之后尝试重新连接,最大限度上保证了链路的通畅。特别是在无线场景下,由于信号的原因,断线的发生率是比较高的,该功能保证了在网络断线之后,能尽快恢复网络连接。有别于多网卡绑定和多链路传输协议不能自动恢复网络连接的问题。 (1)技术方案简介 为了实现多链路传输数据,需要在网络协议栈中把数据帧分发到各个链路上。本技术在传统的链路层之上实现了一个虚拟层,该虚拟层实现了对数据帧的分发,这些数据帧通过轮转算法(round robin)分发到各条链路中。 链路的动态增加与减少需要操作系统和应用程序的支持。有新网卡加入系统,操作系统首先侦测到,并对该新网卡进行驱动安装、配置,使新网卡能在该操作系统下正常工作。随后发送信号给监控程序,监控程序尝试进行网络连接,在网络连接成功之后,通知虚拟层有新链路产生,虚拟层将把新链路加入多链路列表,该条链路即可正常工作。有网卡被物理移除,首先由操作系统侦测到,通知监控程序,监控程序通知虚拟层该条链路停止工作,虚拟层把该条链路从多链路列表中移除。 链路的自维护需要操作系统和应用程序的支持。有网卡网络断线,由监控程序侦测到,通知虚拟层该条链路暂停工作,虚拟层把该条链路从多链路列表中移除,同时,监控程序尝试重新进行网

数字音视频技术考核内容

数字音视频技术考核内容 1、声波基本要素:振幅、频率、频谱 2、彩色三要素:亮度、色调、饱和度 3、音视频输入有设备哪些? 话筒、摄像机等 4、音视频模/数(A/D)数/模(D/A)转换的设备有哪些? 非线性编辑卡、数字录像机等。 5、数字音视频节目存储介质: 磁带、光盘、磁盘等 6、模拟音频信号波形的振幅反映了是什么、频率反映了是什么? 用信号的幅度值来模拟音量的高低,音量高,信号的幅度值就大。 用信号的频率模拟音调的高低,音调高,信号的频率就高。 模拟信号具有直观、形象的特点。 7、视频分量YUV的意义及数字化格式(比例)? 用Y:U:V来表示YUV三分量的采样比例,则数字视频的采样格式分别 有4:2:0 ,4:1:1、4:2:2和4:4:4多种 8、音频信号的冗余度有哪些? 1、 时域冗余:: (1)、幅度分布的非均匀性(2)、样值间的相关性 (3)、周期之间的相关性(4)、基音之间的相关性(5)、静止系数(6)、长时自相关函数 2、 频域冗余: (1)、长时功率谱密度的非均匀性。(2)、语音特有的短时功率谱密度。 3、 听觉冗余: ①人的听觉具有掩蔽效应。②人耳对不同频段的声音的敏感程度不同,通常对低频段较之高频段更敏感。③人耳对音频信号的相位变化不敏感 9、视频信号具有的特点: 、直观性:人眼视觉所获得的视频信息具有直观的特点,与语音信 1、直观性: 息相比,由于视频信息给人的印象更生动、更深刻、更具体、更直接,所以视频信息交流的效果也就更好。这是视频通信的魅力所在,例如电视、电影。 、确定性:“百闻不如一见”,即视频信息是确定无疑的,是什么 2、确定性: 就是什么,不易与其他内容相混淆,能保证信息传递的准确性。而语音则由于方言、多义等原因可能会导致不同的含义。 、高效性:由于人眼视觉是一个高度复杂的并行信息处理系统,它 3、高效性: 能并行快速地观察一幅幅图像的细节,因此,它获取视频信息的效率要

网络设备冗余和链路冗余-常用技术(图文)

网络设备及链路冗余部署 ——基于锐捷设备 8.1 冗余技术简介 随着Internet的发展,大型园区网络从简单的信息承载平台转变成一个公共服务提供平台。作为终端用户,希望能时时刻刻保持与网络的联系,因此健壮,高效和可靠成为园区网发展的重要目标,而要保证网络的可靠性,就需要使用到冗余技术。高冗余网络要给我们带来的体验,就是在网络设备、链路发生中断或者变化的时候,用户几乎感觉不到。 为了达成这一目标,需要在园区网的各个环节上实施冗余,包括网络设备,链路和广域网出口,用户侧等等。大型园区网的冗余部署也包含了全部的三个环节,分别是:设备级冗余,链路级冗余和网关级冗余。本章将对这三种冗余技术的基本原理和实现进行详细的说明。 8.2设备级冗余技术 设备级的冗余技术分为电源冗余和管理板卡冗余,由于设备成本上的限制,这两种技术都被应用在中高端产品上。 在锐捷网络系列产品中,S49系列,S65系列和S68系列产品能够实现电源冗余,管理板卡冗余能够在S65系列和S68系列产品上实现。下面将以S68系列产品为例为大家介绍设备级冗余技术的应用。 8.2.1S6806E交换机的电源冗余技术 图8-1 S6806E的电源冗余 如图8-1所示,锐捷S6806E内置了两个电源插槽,通过插入不同模块,可以实现两路AC电源或者两路DC电源的接入,实现设备电源的1+1备份。工程中最常见配置情况是同

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OceanStor存储系统技术架构介绍

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目录 第1章OceanStor系列存储简介 (1) 1.1产品定位 (1) 1.2 产品特点 (1) 第2章OceanStor存储硬件架构 (2) 2.1引擎 (2) 2.1.1控制器 (2) 2.1.2风扇模块 (2) 2.1.3 BBU模块 (3) 2.1.4电源模块 (3) 2.1.5管理模块 (3) 2.1.6接口模块 (3) 2.2硬盘框 (4) 2.2.1风扇模块 (4) 2.2.2电源模块 (4) 2.2.3级联模块 (4) 2.2.4硬盘模块 (4) 2.3数据交换机 (5) 2.4 SVP (5) 2.5设备线缆 (5) 2.5.1电源线 (5) 2.5.2接电线 (5) 2.5.3网线 (5) 2.5.4串口线 (6) 2.5.5 mini SAS线缆 (6) 2.5.6光纤 (6) 2.5.7 AOC线缆 (6)

第1章OceanStor系列存储简介 1.1产品定位 OceanStor OCEANSTOR85T/OCEANSTOR 18800企业级存储系统(以下简称OCEANSTOR系列存储系统)是华为技术有限公司(以下简称华为)根据存储产品应用现状和存储技术未来发展趋势,针对企业大中型数据中心,推出的新一代(虚拟化、混合云、精简IT和低碳等)存储系统,聚焦于大中型企业核心业务(企业级数据中心、虚拟数据中心以及云数据中心等),能够满足大中型数据中心对海量数据存储、高速数据存取、高可用性、高利用率、绿色环保和易于使用等需求。 OCEANSTOR系列存储系统秉承灵活、可扩展的设计理念,采用创新的Smart Matrix Architecture,该架构采用多引擎(每个引擎包括两个控制器)的横向扩展体系,可为企业数据中心提供一至八个系统机柜和最多两个硬盘柜,无缝配合企业数据中心高度整合、高效率和可扩展的特点,能够满足数据中心大型数据库OLTP/OLAP(OnlineTransaction Processing/Online Analytical Processing)、高性能计算、数字媒体、因特网运营、集中存储、备份、容灾和数据迁移等不同业务应用的需求。 1.2 产品特点 OCEANSTOR系列存储系统具有高规格的硬件结构,结合多种高级数据应用和数据保护技术,使存储系统具有高性能、高可扩展性、高可靠性和高可用性等特点,满足大中型数据中心对存储系统的各种需求。

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光存储技术和微缩胶片技术各自优缺点及其应用领域 班级:计算机072 学号:072523 姓名:吴磊 摘要:光存储技术和微缩胶片技术作为多媒体存储技术的重要组成部分,分别在不同的领域里发挥着不可替代的作用,但不可避免的两者都有一定的优缺点,随着数字时代的快速发展,多媒体存储技术的格局也必将为之发生改变。 引言 近几年来,信息存储技术飞速发展,各种曾经是高不可攀的存储设备,如高容量硬盘、可擦写CD以及磁光盘(MO)等,其价格都在大幅度下降。存储设备价格的普遍下滑给很多人带来一种困惑:多媒体存储技术的未来之路到底指向何方?飞速发展且日趋成熟的光存储技术与传统的微缩胶片技术究竟孰优孰劣? 作为经典的电子信息存储技术,磁带已经被人们使用几十年了。随着硬盘、可擦写C D、MO等技术的发展,磁带技术会不会有朝一日被淘汰出局,与古老的结绳记事一样永远地成为历史呢? 从整体来看,信息存储全貌就象是一个金字塔,根据性能与价格的不同,包括几个技术层次(需要注意的是,我们这里所指的"性能"只是指数据的存取速度,并不包括该技术可靠性、可管理性等其它方面)。位于金字塔最底层的就是微缩胶片技术。微缩胶片所能提供的存储空间是十分有限的, 而且现今人们需要存储的不仅仅是文字信息,还包括声音、动画等多媒体信息。很显然,微缩胶片在这方面是无能为力的。相比之下光存储技术很好的实现了这一多媒体时代的要求,满足了使用者对除了简单的文字信息之外的多媒体信息的存储传播和使用。 光存储技术是采用激光照射介质,激光与介质相互作用,导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是用激光扫描介质,识别出存储单元性质的变化。在实际操作中,通常都是以二进制数据形式存储信息的,所以首先要将信息转化为二进制数据。写入时,将主机送来的数据编码,然后送入光调制器,这样激光源就输出强度不同的光束。 伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长,对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。在这种情况下,光存储技术应运而生。多媒体应用系统存储的信息包括文本、图形、图象、动画视频影象和声音等多种媒体信息。这些媒体信息的信息量特别大,经数字化后,它们要求占用巨大的存储空间。传统的磁存储方式和设备存在着一定的限制,光存储技术的的发展则为多媒体信息的存储提供了新的方法和若干技术保证。光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低,检索方便等优点。而微缩胶片是数码相机时代之前的当代科技产物,人类利用胶卷摄影技术,复制书籍、报纸、杂志等出版物上的文字和图片之类,汇集制作为一个小胶片。该胶片有16-mm和35-mm两种型号。因为以当时的科技极限,微缩胶片比原物可以保存较长的时间,便于查阅,方便分类。及在以后的电子化过程中占有绝对的优势。此种方法大量的应用于以前的图书馆、档案馆等机构中。在一片数字革命浪潮过后,缩微保存需要长期保持为一个高度受重视和保护的地位。缩微胶片能保持经久不衰,是因为它的实践性。不同于数字时代,缩微胶片是一个几乎静态的技术,它是通过精心设计的国家级标准产品。当创建和存储根据这些标准做成的缩微胶片后,它们拥有500年的寿命。还值得一提的是,数字数据需要系统的使用一个复杂的检索访问他们需要的信息,而缩微胶卷(即缩微胶片和缩微胶片)对信息的读取则相对简单得多。 缩微胶片现在仍然是最普遍被接受的档案格式。由于它具备很好的可读性,可以被大多数人使用。35mm缩微胶片的使用提高了微小的文件的清晰程度。现在微缩胶片还被一些人认为是保存文档材料的最完美的媒介。除此之外它还有以下优点: 1.通过微缩胶片缩微档案文献收藏是较经济的方式。

数字音频技术_MP3_的压缩编码原理与制作方法

第4卷第2期2004年6月 长沙航空职业技术学院学报 CHAN GSHA AERONAU TICAL VOCA TIONAL AND TECHN ICAL COLL EGE JOURNAL Vol.4No.2 J un.2004 收稿日期:2004-03-20 作者简介:张晓婷(1964-),女,上海市人,讲师,主要从事计算机教学与研究。 数字音频技术(MP3)的压缩编码原理与制作方法 张晓婷 (珠海市工业学校,广东珠海 519015) 摘要:本文从音频压缩理论的角度,阐述MP3音频格式、压缩编码原理,同时介绍专业制作 MP3的方法。 关键词:MP3音频格式;压缩编码原理;制作经验与技巧中图分类号:TN919.3+11 文献标识码:A 文章编号:1671-9654(2004)02-051-06 Compression Coding Principle and F acture of Digital Audio Frequency T echnique (MP 3) ZHAN G Xiao 2ting (Zhuhai Indust ry School ,Zhuhai Guangdong 519015) Abstract : From the perspective of Audio Compression Theory ,the paper discusses format of audio Frequency tech 2 nique (MP3)and compression coding principle and also introduces the facture of audio Frequency technique (MP3). K ey w ords : Fomat of audio Frequency technique (MP3);compression coding principle ;facture 一、引言 数字技术的出现与应用为人类带来了深远的影响,特别是互联网的普及,使数字音频技术得到更为广泛的应用,并具有良好的市场前景。与之相关的数字音频压缩技术也得到了充分的发展,一些著名的研究机构和公司都致力于开发专利技术和产品。其中,MP3便是目前为止开发得最为成功的数字音频压缩技术之一。 二、MP3简介 (一)数字音频MP3的格式 MP3音频格式诞生于20世纪80年代,全名MPEG Audio layer 3,是MPEG (Moving PicturesEx 2pert Group 运动图像专家组)当初和影像压缩格式同时开发的音频压缩格式,是MPEG 21标准中的第三个层次,是综合了MPEG Audio layer 2和ASPEC 优点的混合压缩技术,音频质量好,主要用于MP3音频压缩,典型的码流为每通道64Kbit/s 。 (二)数字音频MP3压缩的优点 使用数字音频MP3压缩方式的处理,能增加更多的存储空间。由于MP3的压缩比约在十到十二倍之间,一分钟的CD 音乐经MP3压缩后,只需要一兆左右的存储空间,即一张光盘可以存储六百五十分钟到七百五十分钟的音乐;MP3典型的码流是每通道64Kbit/s ,只有CD 音乐每通道大约十分之一的码流,非常适合网上传输。更重要的是,即使压缩比如此惊人,音乐的品质依然较好,这主要是利用了人类听觉掩蔽效应(Masking Effect )的缘故。MP3具有容量小、数码化、制作简单、传输方便、成本低廉等特点,虽历经14余年,仍然是网上最流行的音乐格式之一。 三、MP3压缩编码原理在MPEG 21的音频压缩中,采样频率可分为32、44.1和48KHz ,可支持的声道有单声道(mono 2phonic )、双—单声道(dual 2monophonic )、立体声模式 ? 15?

超高密度光存储技术的现状和今后的发展_金国藩

第2期(总 第13期) 2001年9月 中 国 计 量 学 院 学 报J OURNAL OF CHIN A INST ITU TE OF M ETROLOGY №.2(Sep.13)Ma r.2001 【文章编号】 1004-1540(2001)02-0006-07 【收稿日期】 2001-04-09 【作者简介】 金国藩(1929-),男,浙江绍兴人,教授,中国工程院院士、国家教育部科技委副主任,目前所从事的科学研究为计算全息,二元光学,光计算.超高密度光存储技术的现状和今后的发展 金国藩,张培琨 (清华大学精仪系光电工程研究所,北京 100084) 【摘 要】 文章综述了光存储领域的研究进展,主要包括体全息存储、近场光学存储和双光子双稳态存 储技术.在介绍各种存储技术发展现状的同时,分析了各自的优势和存在的问题.从整个光存储学科发 展的角度给出了未来的趋势. 【关键词】 光存储;体全息;近场光学;双光子 【中图分类号】 T N 29;O438 【文献标识码】 A 1 信息时代的光学存储 21世纪人类进入信息社会,知识经济成为推动社会进步,促进科技发展的强大动力,信息存储、传输与处理是提高社会整体发展水平最重要的保障条件之一.全球的信息量今后几年会以更快的速度增长.由于信息的多媒体化,人们需要处理的不仅是数据、文字、声音、图像,而且是活动图像和高清晰的图像等.一页A 4文件为2KB (千字节),而一张A 4彩色照片就占5M B (兆字节),放一分钟广播级的FMV 就要占40M B,可见信息量与日俱增.在信息技术的几个环节(获取、传输、存储、显示、处理)中,信息存储是关键.20世纪80年代到90年代,人们最关心的是信息处理,即如何提高计算机芯片的处理速率和效率,全球掀起的计算机主处理器竞争已使本世纪可达1GHz 的处理速度;随后通信网络的掀起及数据共享和通信使人们认识了网络时代的到来;面对21世纪,人们又在考虑如何有效地存储和管理越来越多的数据和如何应用这些数据,信息存储空间日益拥挤,信息数据的采集和数据管理体系的复杂性越来越高,以及网络的普及,导致21世纪信息技术的浪潮将在存储领域兴起. 光信息存储(简称光存储)作为继磁存储之后新兴起的重要信息存储技术(目前以光盘为代表的光学数字数据存储技术)已成为现代信息社会中不可缺少的信息载体.与磁存储技术相比,现有的光盘存储技术具有许多特点:(1)数据存储密度高、容量大、携带方便.目前普通的á120mm 的光盘能存储650M B,是硬磁盘的几十倍,软盘的几百倍.(2)寿命长、功能多.在常温环境下数据保存寿命在100年以上,且可根据用途采用不同介质制成只读型、一次写入型或可擦除型等不同功能的光盘.(3)非接触式读/写和擦.(4)信息的载噪比高,光盘的载噪比可达50dB 以上.(5)生产成本低廉、数据复制工艺简单、效率高. 以CD 系列为代表的第一代光盘技术产品的存储容量仍为十年前的650M B;第二代DVD 系列的单面双层存储容量为8.5GB,盘容量为17GB [1] ;2000年日本Sony 公司采用兰光激光器实现单面存储容量达25GB 的高密度DVR 已见报道[2].尽管如此,作为计算机科学中的关键研究领域

多媒体技术知识点整理

多媒体技术知识整理 1.1.1 多媒体的含义和分类 1、媒体的定义:人们用来与外界沟通和交流各种信息的载体,或者说是信息传递和信息存储的最基本的手段。 2、强调媒体的两层含义:一是存储信息的实体,二是指传递信息的载体,多媒体技术主要指后者。 3、国际通用定义媒体的分类:感觉、表示、显示、存储和传输五种媒体,信息源流最丰富的媒体(感觉媒体),最主要的媒体(表示媒体)。 4、表示媒体通常包含的几种媒体(多媒体数据的分类) 文本:最基本 声音(音频):三种表现形式(解说词、音效、背景音乐),具有很强的前后相关性,数据量大,实时性强 图片、图像:图像主要以位图形式存放,是一种最基本的形式,图片一般以向量图形式存在。视频影像:(静态和动态,真实的画面) 动画:移动的主观设计的绘画(二维平面、三维立体),根据制作方法分为造型和帧动画两类。05年高考题:分别指出WINDOWS系统中下列工具软件所处理的媒体,记事本(文本)、画图(图像)、录音机(声音)、CD唱机(声音)、媒体播放器(音频、视频)。 填空:___________、声音、图形、图像和动画等信息载体中的两个或多个的组合成为多媒体。单:下列不属于多媒体技术中的媒体的范围是(A 存储信息的实体B 信息的载体 C 文本D 图像)A

超文本是一个什么样的结构(A顺序的树形B非线性的网状C线性的层次D随机的链式)B 1.1.2 多媒体技术的概念 1、多媒体技术的含义:以计算机技术为基础,综合处理图像、文本、声音、动画等多种媒体信息、具有交互式的综合与实时处理多种媒体信息的计算机系统,具有集成性、交互性和实时性的特点。 2、多媒体技术的基本特征:集成性(综合性)、交互性、实时性。 集成性注意把握处理媒体的设备的集成和多种类型数据的集成化处理两个方面,了解创作的含义,基类媒体的概念。 05年高考题:多媒体作品与影视作品的主要区别是(A、共享性B集成性C交互性D传播性) C交互性是多媒体技术最基本的特征。 简:请回答 单:多媒体技术的主要特性有(A、多样性B集成性C交互性D可扩充性)ABC 填空:多媒体技术具有__________、实时性、交互性、高质量等特性。 1.1.3 多媒体技术的发展和应用 1、多媒体技术的发展简史:1986年,世界上第一台多媒体计算机AMGIA;1985年,只读光盘的问世;多媒体PC机标准MPC-1,MPC-2,MPC-3。 2、多媒体计算机的应用:了解性内容,注意几个符号简称的意义 1.2 多媒体计算机系统组成 1.2.1 硬件组成

链路捆绑技术介绍

广域网协议目录 目录 链路捆绑 (1) 链路捆绑的作用 (1) 链路捆绑的基本概念 (1) 链路捆绑的工作机制 (2) 成员接口状态确定原则 (2) 负载分担方式 (3)

链路捆绑 链路捆绑的作用 链路捆绑将多个封装相同链路层协议的接口捆绑到一起,形成一条逻辑上的数据链 路。 链路捆绑的作用如下: z流量负载分担:出/入流量可以在多个成员接口之间分担。 z增加带宽:链路捆绑接口的带宽是各可用成员接口带宽的总和。 提高连接可靠性:当某个成员接口出现故障时,流量会自动切换到其他可用的成员 接口上,从而提高整个捆绑链路的连接可靠性。 链路捆绑的基本概念 1. 捆绑接口 捆绑接口是一个逻辑接口。一个捆绑接口对应一个捆绑。 2. 捆绑 捆绑是一组接口的集合。捆绑是随着捆绑接口的创建而自动生成的,其编号与捆绑 接口编号相同。 3. 成员接口 加入捆绑后的接口称为成员接口。 目前,只有POS接口和Serial接口可以加入捆绑,并且加入捆绑的成员接口的链路 层协议类型必须是HDLC(High-level Data Link Control,高级数据链路控制)。 4. 成员接口的状态 成员接口有下列4种状态: z初始状态:成员接口的链路层协议处于down状态。 z协商状态:成员接口的链路层协议处于up状态,但是成员接口不满足选中条件。 z就绪状态:成员接口的链路层协议处于up状态,且成员接口满足选中条件,但由于最多选中成员接口数目/最少选中成员接口数目/最小激活带宽的限制, 使得该成员接口没有被选中,那么该成员接口将处于就绪状态。

z选中状态:成员接口的链路层协议处于up状态,且成员接口满足选中条件,处于选中状态。只有处于此状态的成员接口才能转发流量。 关于如何确定成员接口的状态,将在“链路捆绑的工作机制”中详细介绍。 链路捆绑的工作机制 成员接口状态确定原则 成员接口状态的确定原则如下: (1) 链路层协议处于down状态的成员接口处于初始状态。 (2) 链路层协议处于up状态的成员接口处于协商状态。 (3) 处于协商状态的成员接口经过下面的选择过程可能变为选中状态或就绪状态。 根据设备是否允许不同速率的成员接口同时被选中,选择过程分为两种: z如果设备不允许不同速率的成员接口同时被选中,则选出速率/波特率最大的成员接口。如果选出的成员接口有M个(其余没有被选出的速率/波特率小的 成员接口仍处于协商状态),又分两种情况:①如果设备没有限制最多选中 成员接口数目,则这M个成员接口均处于选中状态。②如果设备限制最多选 中成员接口数目为N,当M<=N时,这M个成员接口均处于选中状态;当M>N 时,依次按照成员接口的捆绑优先级和接口索引号来为这些成员接口进行排序 (捆绑优先级高的排在前面,接口索引号小的排在前面),排在前N个的成员 接口将处于选中状态,排在后面的(M-N)个成员接口将处于就绪状态。 z如果设备允许不同速率的成员接口同时被选中,也分两种情况:①如果设备没有限制最多选中成员接口数目,则所有处于协商状态的成员接口(假设接口 数为M)均变为选中状态。②如果设备限制最多选中成员接口数目为N,当 M<=N时,这M个成员接口均处于选中状态;当M>N时,依次按照成员接口 的速率/波特率、捆绑优先级和接口索引号来为这些成员接口进行排序(速率/ 波特率大的排在前面、捆绑优先级高的排在前面,接口索引号小的排在前面), 排在前N个的成员接口将处于选中状态,排在后面的(M-N)个成员接口将处 于就绪状态。 (4) 假设满足上述选中原则的成员接口有P个,而设备限制的最少选中成员接口数 目为Q,当P

大数据存储技术研究

大数据存储技术研究 3013218099 软工二班张敬喆 1.背景介绍 大数据已成为当前社会各界关注的焦点。从一般意义上讲,大数据是指无法在可容忍的时间内,用现有信息技术和软硬件工具对其进行感知、获取、管理、处理和服务的数据集合。近年来,大数据的飙升主要来自人们的日常生活,特别是互联网公司的服务。据著名的国际数据公司(IDC)的统计,2011年全球被创建和复制的数据总量为1.8ZB(1ZB=1021B),其中75%来自于个人(主要是图片、视频和音乐),远远超过人类有史以来所有印刷材料的数据总量(200PB,1PB=1015B)。 然而,与大数据计算相关的基础研究,诸如大数据的感知与表示、组织与存储、计算架构与体系、模式发现与效应分析等,目前还没有成体系的理论成果。对于大数据计算体系的研究,一方面,需要关注大数据如何存储,提供一种高效的数据存储平台;另一方面,为了应对快速并高效可靠地处理大数据的挑战,需要建立大数据的计算模式以及相关的优化机制。 2.相关工作 为了应对数据处理的压力,过去十年间在数据处理技术领域有了很多的创新和发展。除了面向高并发、短事务的OLTP内存数据库外(Altibase,Timesten),其他的技术创新和产品都是面向数据分析的,而且是大规模数据分析的,也可以说是大数据分析的。 在这些面向数据分析的创新和产品中,除了基于Hadoop环境下的各种NoSQL外,还有一类是基于Shared Nothing架构的面向结构化数据分析的新型数据库产品(可以叫做NewSQL),如:Greenplum(EMC收购),Vertica(HP 收购),Asterdata(TD 收购),以及南大通用在国内开发的GBase 8a MPP Cluster等。目前可以看到的类似开源和

《数字音视频处理技术》教学大纲

《数字音视频处理技术》教学大纲《数字音视频处理技术》教学大纲课程名称:数字音视频处理技术 学时:64 学分:3 课程性质:专业选修课 考核方式:考查 )专业学生开课对象:计算机科学与技术(师范 一. 教学目的与要求 《数字音视频处理技术》是计算机科学与技术(师范)专业的一门应用性较强的专业选修课程。 随着多媒体技术日益成熟,使用数字音视频处理技术来处理各种媒体在师范生以后的工作过程中显 得十分重要。 本课程的目的和要求是: 1. 使学生了解数字音视频技术的基本概念,掌握数字音视频技术的基本原理,具备一定的理论 知识; 2. 使学生掌握专业音视频软件的使用方法,能够进行音视频的采集与编辑操作,并能进行典型 的艺术特效处理。 4. 培养学生的审美能力、艺术创造能力和多媒体技术的实际应用能力。本课程总授课64学时,在第六学期开设,为考查课程,其中理论教学为32学时,实践教学为

32学时。 二. 课程内容及学时分配 章节内容学时 第一章数字音视频处理技术的产生与发展 2 第二章音频技术概述 2 第三章音频处理 8 第四章视频技术概述 2 第五章视频处理 12 第六章音视频处理技术综合应用 6 实验一音视频软件的安装与基本操作 2 实验二音频采集与编辑 4 实验三数字音频特效与合成 6 实验四视频采集与编辑 4 实验五数字视频特效 8 实验六音视频处理技术综合应用 8 合计 64 第一部分理论教学第一章数字音视频处理技术的产生与发展(2学时) 主要内容: 1. 数字音视频处理技术的基本概念; 2. 数字音视频处理技术的产生与发展过程; 3. 数字音视 频处理的主要研究内容;4. 数字音视频处理的软硬件环境。要求: 1. 了解数字音视频处理技术的基本概念、产生与发展过程; 2. 了解数字音视频处理的技术概况和主要研究内容; 3. 了解数字音视频处理的软硬件环境要求; 4. 了解常见的音视频处理软件及其功能特点。

(广告传媒)多媒体数据压缩与存储技术习题

第四章 多媒体数据压缩与存储技术习题 4-1填空题 1.自信息函数是 的函数。必然发生的事件概率 为 ,自信息函数值为 。把 叫作信息熵或简称熵(Entropy ),记为 。 2.所有概率分布p j 所构成的熵,以 为最大,因此,可设法改变信源 的概率分布使 ,再用最佳编码方法使 来达到高效编码的目的。 3.MPEG 中文翻译“动态图像专家组”,MPEG 专家组推出的MPEG-1标准 中文含义是 标准,它包括 四部分。 4.CD-DA 中文含义 ,其相应的国际标准称为 书标准。 CD-ROM 中文含义 ,其相应的国际标准称为 书标准。 5.在CD-ROM 光盘中,用 代表 “1”,而 代表“0”,为保证光盘上的信息能可靠读出,把“0”的游程最小长度限制在 个,而最长限制在 个。 6.DVD 原名 ,中文翻译 。DVD 光盘按单/双面 与单/双层结构可以分为 四种。按照DVD 光盘的不同用途,可以把它分为: , , , , , 。 4-2简答题 1.请解释信息熵的本质为何? 2.请解释在MPEG 压缩算法中,最好每16帧图像至少有一个帧内图(I 帧) 的原因。 3.简要说明光盘的类型有哪些? 4.DVD 有哪些类型?DVD 存储容量大大增加的原因是什么? 4-3应用题 1.某信源有以下6个符号,其出现概率如下: 求其信息熵及其Huffman 编码? 2.设某亮度子块按Z 序排列的系数如下: ? ?????=8/1 8/1 8/1 8/1 4/1 4/1 654321a a a a a a X

k 0 1 2 3 4 5 6 7-63 系数: 12 4 1 0 0 -1 1 0 0 请按JPEG基本系统对其进行编码。 4-4计算题 1.请计算52速光盘的传输速率。 4-5上机应用题 1.请用Nero Express 7将上一章编辑的电影剪辑制作成VCD。

存储技术现状

存储技术应用现状调查 摘要在如今的存储市场上,有大量可供选择的技术。而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定。有三个比较全面的存储选项值得你考虑:直连存储(DAS)、网络直连存储(NAS)、和存储区域网络(SAN)。正如你所期望的,每个选项都会满足特定的需要,并且每个选项都会有自己的优点和缺点,在作出决定之前你需要权衡一下利弊。 关键词直连存储;网络直连存储;存储区域网络 1.存储技术的介绍 1.1直连存储 在DAS(Direct Attached Storage)方式中,存储设备是通过电缆直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。 任何曾经接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如,将存储介质连接到服

务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。 DAS已经存在了很长时间,并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很快的传输速率,因此,虽然在一些部门中一些新的SAN 设备已经开始取代DAS,但是在要求快速磁盘访问的情况下,DAS仍然是一种理想的选择。更进一步地,在DAS环境中,运转大多数的应用程序都不会存在问题,所以你没有必要担心应用程序问题,从而可以将注意力集中于其他可能会导致问题的领域。然而,DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经理必须要经常面对所谓的"空间问题"问题,这些问题需要考虑以下常见的方面:对于一个新的服务器,我需要多少存储空间?如果物资不充沛但需要增加空间时我应该如何做?目前市场上的一些选项可以帮助你减轻与这些问题相关的存储负担,但是不管怎样,你也需要对这种存储方式进行一次较好的评估,否则的话,你对存储所做的扩展将只是一个没有预测的表面上的需要。另外,你还需要管理几乎所有基于服务器的DAS系统,这意味着你需要在适当的位置上有一个监控服务器上每个物理单元的磁盘使用率工具。大多数的IT经理都不希望其磁盘空间在工作日的中间出现不够用的情况。在很多情况下,DAS是一种理想的选择:如果你的存储系统中需要快速访问,但是公司目前还不能接受最新的SAN技术的价格时或者SAN技术在你的公司中还不是一种必要的技术时,这是一种理想的选择。对于那些对成本非常敏感的客户来说,在很长一段时间内,DAS将仍然是一种比较便宜的存储机制。当然,这是在只考虑硬件物理介质成本的情况下才有这种结论。如果与其他的技术进行一个全面的比较--考虑到管理开销和存储效率等方面的因素的话,你就会发现,DAS将不再占有绝对的优势。对于那些非常小的不再需要其他存储介质的环境来说,这也是一种理想的选择。 1.2网络直连存储 NAS(Network Attached Storage)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。

数字音视频技术试卷

数字音频技术期末考试试卷 一.选择(每题2分,共20分) 1.可闻声的频率范围(C) A.20~2000HZ B.200~20000HZ C.20~20000HZ D.200~2000HZ 2.下面哪一种相加混色产生的色彩是错误的(B) A红色+绿色=黄色B红色+蓝色=橙色 C蓝色+绿色=青色D红色+绿色+蓝色=白色。 3.不是数字图像的格式的是(D) A.JPG B. GIF C. TIFF D. WAVE 4.在音频数字化的过程中,对模拟语音信号处理的步骤依次为(C) A.抽样编码量化 B 量化抽样编码 C. 抽样量化编码D量化编码抽样 5.将声音转变为数字化信息,又将数字化信息变换为声音的设备是(A) A.声卡B.音响 C. 音箱D.PCI卡 6.不属于国际上常用的视频制式的是(D) A.PAL制B.NTSC制C.SECAM制D.MPEG 7.数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是(C) A.数字编码器B.数字解码器 C.模拟到数字的转换器(A/D转换器)D.数字到模拟的转换器(D/A转换器) 8.信息接受者在没有接收到完整的信息前就能处理那些已经接受到的信息一边接收,一边处理的方式叫(B)

A.多媒体技术B.流媒体技术C.云技术D.动态处理技术 9.影响声音质量的因素不包括(D) A.声道数目B.采样频率C.量化位数D.存储介质 10.我们常用的VCD,DVD采用的视频压缩编码国际标准是(A)A.MPEGB.PLAC.NTSCD.JPEG 二.填空(每空一分,共20分) 1.音质四要素:音量音调音色音品 2.室内声的组成:直达声前期反射声混响声 3.电声器件包括:传声器和扬声器 4.色彩三要素:亮度色调饱和度 5.彩色摄像机包括:单管式彩色摄像机和三片式CCD彩色摄像机 6.数字视音频存储技术包括:磁存储技术光存储技术半导体存储技术磁光盘存储技术 7.混色的方法有:相减混色和相加混色 三.简答题(每题六分,共30分) 1.什么是相干波?什么是驻波? 答:具有相同频率和固定相位差的两列波为相干波。 驻波是频率相同、传播方向相反的平面波的迭加形成的干涉现象 2.什么是非线性失真? 非线性失真:当输入扬声器中为单一频率信号时,扬声器输出声信号中含有其倍频成份,这一失真现象称为非线性失真。 3.数字音频格式有哪些?

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