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第21章 通信传播(4)

多媒体计算机一般指多媒体个人计算机,一般由四个部分构成:多媒体硬件平台(包括计算机硬件、声像等多种媒体的输入输出设备和装置)、多媒体操作系统、图形用户接口和支持多媒体数据开发的应用工具软件。

多媒体计算机应用广泛,在办公自动化领域、计算机辅助工作、多媒体开发和教育宣传等领域发挥着重要作用。

计算机网络

计算机网络是一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。最简单的计算机网络,是由两台计算机和连接它们的一条链路。由于没有第三台计算机,因此也不存在交换问题。

最庞大的计算机网络就是因特网,它由非常多的计算机网络通过许多路由器互联而成。1969年,美国国防部建立了有4台计算机的APPA网络,成为世界上第一个计算机网络。

网络类型:根据网络结点的分布,计算机网络可分为局域网(LAN)、广域网(WAN)和城域网(MAN)。局域网的网络覆盖半径在十几千米之内;广域网的网络覆盖半径在几十千米以上,主要功能是在地域上相隔很远的用户可共享公共信息并互相传递信息;城域网则是在一个城市内部组成的计算机信息网络,提供全市的信息服务。

一个网络连接通常由客户机、传输介质和服务器三个部分组成。客户机是一个向服务器发出请求并等待相应的程序,网络采用客户机--服务器模式进行通信。

调制解调器:调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号。调制和解调合称为调制解调器。它是在发送端通过调制将数字信号转换为模拟信号,而在接收端通过解调再将模拟信号转换为数字信号的一种装置。它联通了两台计算机的通信。

电子邮件:电子邮件是计算机网络用户之间传递信息的一种方式,用户可在邮件中附加图像、音响甚至影视内容等。电子信息可在数秒内抵达目的地,这一时间取决于互联网硬件的运行速度,而与信息穿越的距离远近无关。

电脑病毒:病毒指编制或者在计算机程序中插入破坏计算机功能或破坏数据,影响计算机使用并能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。病毒是一种比较完美的、精巧严谨的代码,按严格秩序组织,与所在的系统网络环境相适应配合。病毒不会通过偶然形成,并需要一定的长度,这个基本长度从概率上讲不可能通过随机代码产生。

防火墙:防火墙是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件(硬件防火墙应用较少,如国防部以及大型机房)。该计算机流入流出的所有网络通信均要经过此防火墙。防火墙是一种计算机硬件和软件的结合,使互联网之间建立起一个安全网关,从而保护内部网免受非法用户的侵入。防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关四个部分组成。

小知识

触摸屏

为操作方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。在使用前,需要先用手指或它物触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。

触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;触摸屏控制器则从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

神奇的机器人

机器人是一种可编程和多功能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。通俗点说,机器人就是既可接受人类指挥、又可运行预先编排的程序,也可根据以人工智能技术制定的原则纲领行动,其任务是协助或取代人类工作的工作。

机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物,在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中,都有重要的用途。

机器人主要由操作机或移动机构、驱动系统和控制系统构成。操作机大多由机座、立柱、大臂、小臂、腕部、手部用转动或移动关节串联起来的多自由度开式空间运动机构,其终端手部为抓持器,可夹持物料或安装工具。

机器人还需要有一种像人一样的感知能力,以确保工作质量。所有的机器人和传感器都由电脑联系,以确保各方面都作画顺畅。还有些机器人上装置了摄影机,让机器人能够“看”东西。如此,机器人就可分辨形状,知道自己身处何处。

机器人的动作都是受电脑控制的。电脑向机器人的各个关节发出指令,指示移动方向和距离。关节内有探测器,让电脑用来检测手臂是否移到确切位置。机器人所做的工作可轻易改变,只要转换机器人的工具,更改电脑的指示即可。

印刷技术

将文字、图画、照片等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移到纸张、织品、皮革等材料表面上,批量复制原稿内容的技术,称为印刷。

简而言之,印刷就是生产印刷物的工业。印刷通常以高速度进行批量生产。

印刷机:印刷文字和图像的机器,叫做印刷机。现代印刷机一般由装版、涂墨、压印、输纸(包括折叠)等机构组成。

印刷机种类很多,按使用印版的不同,可分为凸版印刷机、平版印刷机、凹版印刷机、孔板印刷机四类;按装版和压印结构,可分为平压平式印刷机、圆压平式印刷机、圆压圆式印刷机三类。另外,也可根据可印颜色、单双面等进行分类。

彩色平版印刷机:彩色平版印刷机由四台前后相连的单色印刷机组成,每台印刷机分别印刷蓝、黄、红、黑四种标准色。只要将标准色构成的各种颜色准确套印,就能得到所需要的印刷品。

摄影

摄影是利用光学透镜获取图像的技术。摄影一词源于希腊语,意为“用光作画”。这里指用照相器材拍摄相片,包括从选定题材到显影、洗印照片的全过程。

在进行摄影时,光通过小孔(更多时候是一个透镜组)进入暗盒,在暗盒背部(相对于光入射方向)的介质上成像。根据实际光强度和介质感光能力的不同,要求的光照时间也不同。在光照过程中,介质被感光。照相完成后,介质所存留的影像信息必须通过转换而再度为人眼所读取。具体方法依赖于感光手段和介质特性。

摄影起源于18世纪。当时,人们将卤化银涂抹在一个光滑表面上,避免受光照射,然后使这块感光片在一定时间内接受一个物体的反光。物体各部位反射光量不同,所以在感光片上能形成无体反像。物体发光越多的部位卤化银就越黑,反之,卤化银仍呈现白色。利用这个原理,最初的黑白摄影就实现了。

后来,人们又发明了照相机,这是专门用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后,被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像,经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性影像。

照相机:从完成摄影的功能来说,照相机主要包括成像系统、曝光系统和辅助系统三个部分。成像系统包括成像镜头、测距器、取景器、附加镜头、滤光镜和效果镜等;曝光系统包括快门机构、光圈机构、测光系统、闪光系统和自拍机构等;辅助系统主要包括卷片机构、计数机构和倒片机构。

照相机品种繁多,按用途可分为风光摄影照相机、印刷制版照相机、文献缩微照相机、显微照相机、水下照相机、航空照相机、高速照相机等;按照相胶片尺寸,可分为110照相机(画面13mm×17mm)、126照相机(画面28mm×28mm)、135照相机(画面24mm×18mm,24mm×36mm)、127照相机(画面45mmx45mm)、圆盘照相机(画面8.2mmx10.6毫米);按取景方式又分为透视取景照相机、双镜头反光照相机、单镜头反光照相机等。

胶片:摄影胶片是一卷在一侧涂有光敏化学物质的透明塑料带,它是事物成像的载体。光线射到胶片上,胶片上的化学物质产生变化,并在胶片上形成一种肉眼看不见的图像或图形。当用特定的化学物质来显影胶片时,图像就变得清晰可见。

日常生活中,人们经常见到的胶片有黑白负片、彩色负片和彩色正片。黑白负片可冲洗出黑白照片;彩色负片可制成彩色照片;彩色正片可制成幻灯片。目前,市场上销售的胶片超过90%是彩色负片。

数字摄影:数字摄影是指用数码相机、数码摄像机进行拍摄。现在,数码相机使用率相当高。

数码相机使用数字电子形式储存照片。光学镜头首先把图像聚焦到一种叫电荷耦合装置的芯片上,电荷耦合装置再将光分解成像素,然后把它们离散成可读取的数字文件形式。

未来的空间通信站

空间通信平台是一种大型航天器,相当于将许多普通通信卫星上的各种仪器设备集中在一起,从而构成一个多功能通信卫星。其最大优势,是可通过不断补充燃料并提供对上面的各种仪器设备的维修服务,具有很长的寿命。

由于在太空通信平台上安装有对接位置,并且它的重量和尺寸都不受限制,因此,可通过航天飞机、宇宙飞船和太空工作站向空间通信平台随时补给燃料或化学电池,修理或更换已损坏或老化部件,并可安装新的仪器设备,延长航天器的使用寿命,并最终使之成为永久性的空间通信工作站。

小知识

星间链路

当两地通信距离超过一颗卫星所覆盖区域时,信号需从一地发射向一颗卫星,然后从该卫星转发到另一个中转地面站,再由该地面站发向另一颗卫星,最后将信号传给用户。这种繁琐的上下跳跃式转发信号会产生较大的信号延时,从而影响通信质量。

此外,低轨道卫星每次通过地面站时仅几分钟,每天也仅通过几次。因此,每颗卫星能传送的信息有限。当卫星不经过地面站上空时,就无法进行通信,因此还必须将这些信息保存,这样,卫星的存储设备势必要增大。

为提高通信质量,在采用低轨道卫星通信时,发展卫星间的联通技术,使卫星与卫星间可以相互转发信息,完成由地面→卫星←→卫星→用户的信号转发方式,避免卫星与地面站间的信号多次上下跳跃式转发,从而构成一个地面与空间的综合通信网。激光和毫米波在空间不存在大气衰减,是理想的大容量通信的空间传输形式。