分布式多媒体计算机系统教程

第1章引言(1)

1.1迎接知识经济的挑战(1)

1.1.1全球经济大变革--由工业经济走向知识经济(1)

1.1.2什么是知识经济(1)

1.1.3知识经济的特点(2)

1.1.4知识经济和创新工程(2)

1.2信息.信息革命和信息产业(2)

1.2.1信息(Information)(2)

1.2.2信息革命-数字化技术-数字化地球(3)

1.2.3信息产业和信息社会(4)

1.3信息产业遵循的三大定律(5)

1.4为什么要发展分布式多媒体系统(5)

1.5分布式多媒体系统(6)

1.5.1什么是多媒体系统(6)

1.5.2什么是分布式多媒体系统(6)

1.5.3分布式多媒体系统的特点(7)

1.6分布式多媒体系统的应用(8)

1.7技术发展趋势.展望和预测(8)

1.7.1应用发展的趋势(8)

1.7.2关键技术的分析和展望(10)

1.7.3未来技术发展的预测(11)

1.8本章小结(12)

第2章分布式计算机系统(14)

2.120世纪90年代的变迁--由集中式走向分布式(14)

2.1.1分布式计算机的崛起(14)

2.1.2分布式计算机系统的潜在优势(15)

2.2为什么要研究和开发分布式系统(16)

2.2.1应用是发展分布式计算机系统的强大动力(16)

2.2.2应用环境分散的信息系统第三次浪潮(16)

2.2.3新一代信息系统(16)

2.3什么是分布式计算机系统(16)

2.3.1DCS的发展(17)

2.3.2分布式计算机系统的特征(17)

2.3.3分布式系统的结构模型(19)

2.4异构分布式计算机系统(19)

2.4.1异构性必然演化(20)

2.4.2不兼容问题(20)

2.4.3异构分布式系统的连接机制(21)

2.4.4数据共享(23)

2.4.5处理器共享(24)

2.5分布式系统设计和实现的关键技术(25)

2.5.1分布式系统的互连和通信技术(25)

2.5.2低层通信对进程通信的支持(32)

2.5.3分布式操作系统的进程通信(34)

2.5.4远程过程调用(RPC)(42)

2.5.5远程过程调用设计(47)

2.5.6远程过程调用的应用--NFS(54)

2.5.7消息传递和远程过程调用的对比和小结(56)

2.6DCS性能评价与结构相关的参数(57)

2.7本章小结(58)

第3章分布式计算环境(DCE)(60)

3.1为什么要DCE(60)

3.2DCE的发展(62)

3.3DCE的核心组成和优点(63)

3.4DCE的线程(63)

3.4.1进程和线程的概念(63)

3.4.2线程调度和同步(64)

3.4.3DCE的多线程机制.结构和实现(65)

3.4.4线程包及其原语(66)

3.4.5应用举例(67)

3.5远程过程调用RPC(68)

3.6目录服务(69)

3.6.1名字(70)

3.6.2信元目录服务(70)

3.7时间服务(71)

3.8安全服务(71)

3.9分布式文件系统(DFS)(72)

3.10本章小结(74)

第4章分布式对象技术(75)

4.1引言(75)

4.2分布式管理环境(DME)和分布式管理系统(DAS)(76)

4.2.1分布式管理环境(DME)(76)

4.2.2分布式管理系统(DAS)(77)

4.3通用对象请求代理结构(CORBA)(79)

4.3.1通用对象请求代理结构(CORBA)的发展(79)

4.3.2CORBA的基本概念与功能(81)

4.3.3CORBA的体系结构(82)

4.3.4CORBA的调用过程和请求服务(83)

4.4DCOM模型(84)

4.5DCOM与CORBA的比较(86)

4.5.1CORBA(86)

4.5.2构件对象模型COM/DCOM(87)

4.6DCOM与CORBA的新发展(88)

4.6.1高可用性CORBA的研究(88)

4.6.2DCOM在Internet上的发展(90)

4.6.3NetMeetingCOM构件对象(91)

4.7本章小结(92)

第5章分布式计算模型(94)

5.1分布式计算模型(94)

5.1.1分布式组织模型(94)

5.1.2分布式通信模型(95)

5.1.3分布式系统管理模型(96)

5.2分布式系统的三维模型(96)

5.2.1三维模型的层次结构(97)

5.2.2三维模型中各层次的共同问题(100)

5.2.3全局实现和优化问题(105)

5.3客户/服务器（Client/Server）模型(105)

5.3.1什么是Client/Server(C/S)(105)

5.3.2客户/服务器的基本概念和工作原理(106)

5.3.3编程实例(107)

5.3.4客户/服务器模型的实现(110)

5.4分布式多媒体客户/服务器模型(114)

5.4.1多媒体流在分布式环境中的特点以及客户/服务器的局限性(114)

5.4.2四种基于Agent的C/S模型的比较(115)

5.4.3分布式多媒体C/S模型的实现和应用(115)

5.5本章小结(117)

第6章数字化多媒体关键技术(119)

6.1数字信号处理和多媒体技术发展(119)

6.1.1多媒体的概念及其分类方法(119)

6.1.2模拟信号处理和数字信号处理(120)

6.1.3数字信号的优点(120)

6.2多媒体信息采集(120)

6.2.1音频和视频采集技术(121)

6.2.2视频数字化步骤(121)

6.2.3视频图像编码过程(123)

6.3多媒体数据的压缩技术(123)

6.3.1压缩的重要性(124)

6.3.2数据冗余的分类和可压缩性(124)

6.3.3压缩原理.方法及关键技术(125)

6.4多媒体数据存储技术(133)

6.4.1多媒体数据特征(133)

6.4.2存储介质(134)

6.4.3存储管理(134)

6.4.4存储组织和检索(135)

6.5多媒体同步技术(135)

6.5.1引言(135)

6.5.2多媒体流的同步方法(136)

6.5.3多媒体通信的同步法(137)

6.6多媒体实时性(138)

6.7本章小结(138)

第7章支持多媒体通信的高速网络技术(140)

7.1为什么要研究和开发高速计算机网络(140)

7.1.1需求是强大的驱动力(140)

7.1.2高性能计算机推动了高速网络的发展和应用(142)

7.1.3光纤通信技术使高速网络成为可行(142)

7.2高速网络发展的关键技术(143)

7.2.1高速网络传输技术(143)

7.2.2交换技术(145)

7.2.3虚拟网技术(152)

7.2.4网管技术(154)

7.3局域网.广域网技术的新发展(161)

7.3.1高速以太网(161)

7.3.2千兆位以太网（GigabitEthernet）(162)

7.3.3帧中继(FrameRelay,FR)(163)

7.3.4综合业务数字网(ISDN)(164)

7.3.5异步传送模式(ATM)(165)

7.3.6多协议标记交换标准（MPLS）(167)

7.4光互联网络及新发展(168)

7.4.1引言(168)

7.4.2什么是光网络(168)

7.4.3光互联网络的参考模型(169)

7.4.4光互联网技术及系统的组成(170)

7.4.5光网络的优越性(171)

7.4.6光纤互联网的未来(172)

7.5本章小结(173)

第8章多媒体通信技术及网络协议支持(174)

8.1多媒体通信技术的发展(174)

8.2多媒体通信的特点和对网络要求(175)

8.2.1多媒体网络通信的特点(175)

8.2.2多媒体通信对网络的要求(176)

8.3当前网络对多媒体通信的支持(178)

8.3.1计算机通信网(178)

8.3.2IP组播技术（Multicast）(181)

8.4支持多媒体通信的网络协议技术及其发展(184)

8.4.1现有网络协议的特点(185)

8.4.2支持多媒体通信的网络层协议IPv4～IPv6(186)

8.4.3资源预留协议RSVP（ResourceReservationProtocol）(189)

8.4.4实时传输协议RTP（RealtimeTransportProtocol）(194)

8.5本章小结(198)

第9章分布式多媒体流服务质量（QoS）保证(200)

9.1引言(200)

9.2什么是服务质量（QoS）(201)

9.3QoS的管理(203)

9.3.1QoS管理的基本功能(203)

9.3.2QoS管理实现原则和组成(204)

9.3.3分布式多媒体QoS管理实现的过程(206)

9.4Internet对服务质量的支持(207)

9.4.1IPv6对服务质量的支持(208)

9.4.2综合服务（IntServ）模型(209)

9.4.3区分服务（DiffServ）模型(210)

9.5区分服务（DiffServ）模型在Internet2中的研究与发展(212)

9.5.1Internet2的发展(212)

9.5.2Internet2中的区分服务(DiffServ)模型(213)

9.5.3关于区分服务模型研究趋势的几点看法(218)

9.6本章小结(221)

第10章分布式多媒体资源管理(223)

10.1什么是操作系统(223)

10.1.1传统的操作系统（OS）(223)

10.1.2操作系统对多媒体的支持(224)

10.1.3实时问题(225)

10.2资源管理(226)

10.2.1资源(226)

10.2.2资源管理与QoS(226)

10.2.3基于QoS保证资源管理的原理(227)

10.3实现资源管理的逻辑结构(231)

10.3.1资源管理的结构(231)

10.3.2资源管理的工作过程(233)

10.4基于RTP的动态QoS控制和资源管理方法(235)

10.5多媒体流的资源管理(236)

10.5.1节(236)

10.5.2资源管理结构(237)

10.5.3资源分配(238)

10.5.4资源请求确认(238)

10.5.5多媒体流同步(239)

10.6本章小结(240)

第11章分布式多媒体调度算法(242)

11.1进程管理(242)

11.1.1传统操作系统的进程管理(242)

11.1.2分布式系统的调度问题(242)

11.1.3调度模型(243)

11.2实时系统调度算法概述(243)

11.2.1基于周期的调度(244)

11.2.2基于距离约束的调度(245)

11.3DMSr调度算法(248)

11.3.1调度算法(248)

11.3.2调度条件(251)

11.3.3举例(251)

11.4本章小结(253)

第12章分布式多媒体系统的应用(255)

12.1多媒体视频会议系统(255)

12.1.1视频会议的发展(256)

12.1.2视频会议的四个浪潮(256)

12.1.3视频会议的关键技术(257)

12.1.4多媒体视频会议系统的标准化(258)

12.2多媒体视频点播系统(259)

12.2.1视频点播系统的主要功能和特点(259)

12.2.2多媒体视频点播系统的组成(260)

12.2.3有线电视上的视频点播系统(263)

12.2.4Internet上的视频点播(265)

12.3远程教学.医疗和军事应用(265)

12.3.1远程教学系统(266)

12.3.2远程医疗系统(269)

12.3.3分布式多媒体在军事领域的应用(270)

12.4计算机支持协同工作（CSCW）(272)

12.4.1什么是CSCW(272)

12.4.2CSCW的分类(272)

12.4.3CSCW的研究目标和内容(273)

12.4.4CSCW系统的体系结构和实现(274)

125虚拟实验室(276)

126本章小结(279)

第13章应用实例--SBF摄编放分布式多媒体教学系统(281)

13.1SBF系统组成(281)

13.2多媒体通信平台(283)

13.2.1通信平台结构(283)

13.2.2银河JMC230MPEGI动态图像实时压缩/回放卡(283)

13.2.3WindowsSocket通信建立(284)

13.2.4MPEGI视频流音频流捕捉(284)

13.2.5MPEGI系统流分解(284)

13.2.6MPEGI视频流音频流播放(288)

13.3通信协议(288)

13.4课件服务器设计(289)

13.4.1MicrosoftWindowsSocket2的GQOS(289)

13.4.2QoS描述(292)

13.4.3服务器网络Agent(296)

13.4.4接纳控制(296)

13.5客户端设计(299)

13.5.1结构设计(300)

13.5.2客户网络Agent结构(302)

13.6用户API接口函数设计(305)

13.7本章小结(308)

附录A定理说明(309)

附录B参考文献(316)