数字化与存储、传输技术

景 琪

（山西大学 商务学院，山西 太原 003006）

数字化与存储、传输技术

景 琪

（山西大学 商务学院，山西 太原 003006）

随着人类步入21世纪，信息（计算机）领域的数字技术以加速度向人类生活各个领域全面推进，数字化革命正在改变着人们的学习、工作和生活方式，随着数字化技术的不断成熟，正在对教育技术实践领域带来巨大的变革.本文旨在阐述和解释数字化技术对存储领域以及传输技术的影响.

数字化；存储；蓝牙

人类社会的一个伟大的转折是由工业化时代步入了信息化时代.数字化革命是步入信息化时代面临的第一场革命，我们正处于一个数字化的时代.数字化又是什么呢？就是用来存储、交换、处理和传输的所有连续变化的输入都用“0”和“1”这两个数字化的元素所替代.数字化实质上就是将模拟信号转换为表示同样信息的数字信号，来达到数字化的实现.

模拟磁带作为一种视听资料的存储方式，因其记录方式成本低、节目交换方便、兼容性好、技术稳定等优点，在教育教学领域应用非常广泛.模拟磁带记录的是模拟信号.受磁带技术自身条件的约束，在资料的保存上，即便是广播级的多媒体磁带也存在着诸多缺点，如：长时间保存会导致磁带粘连，故不能够长期保存；交流和资源共享无法有效地实现；会受温度变化的影响；可以反复使用是磁带的最大优点，但多次操作还是会使图像的质量有所下降等.随着传输、存储技术的进步，出现了以光盘、硬盘为载体的多媒体化存储媒体以及近几年发展起来的蓝牙传输技术.

1 光盘存储

光盘存储技术是70年代初开始发展起来的一项高新技术.光盘存储具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列其它记录媒体无可比拟的优点，特别适用于大数据量信息的存储和交换.光盘存储技术不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图像等多种媒体的信息.光盘按存贮信息的种类可分为用来存贮声音信息的激光唱盘、存贮图像和伴音的激光视盘和存贮文字、数字等文件资料的数字光盘.从光盘的技术上来分，可分为CD与DVD两种：

1.1 CD-ROM（Compact Disc Read-Only Memory）即只读光盘，这种光盘中的信息是制造商事先写入和复制好的，用户只能读取或再现其中的信息.它是一种能够存储大量数据的外部存储媒体，一张压缩光盘的直径大约是4.5英寸，1/8英寸厚，能容纳约660兆字节的数据.所有的CD-ROM盘都是用一张母盘压制而成，然后封装到聚碳酸酯的保护外壳里.记录在母盘上的数据呈螺旋状，由中心向外散开，磁盘表面有许许多多微小的坑，那就是记录的数字信息.读CD-ROM上的数据时，是利用激光束扫描光盘，根据激光在小坑上的反射变化得到数字信息.目前这类光盘的技术比较成熟，信息存储密度比磁盘等介质高得多.它的特点是将数据先写到母盘上，然后大量复制拷贝供发行.由于采用工业化生产方式大批量生产，价格低廉，标准统一，用户使用光盘驱动器或播放机即可读出不同厂家生产的光盘上的信息.

1.2 DVD的英文全名是Digital Versatile/Video Disc，即数字多用途光盘或数字视频光盘或数字影盘，是利用激光记录、存储和读取信息的.DVD集计算机技术、光学记录技术和影视技术等为一体，其目的是满足人们对大存储容量、高性能的存储媒体的需求.DVD光盘不仅已在音/视频领域内得到了广泛应用，而且将会带动出版、广播、通信、WWW等行业的发展.在教学方面，使用DVD光盘的优势首先是包括文本、图形、声音、活动视频图像等教学信息可以被大量保存，并且这些信息还能够融成一个有机的整体，呈现生动形象的教学内容.第二可以进行人机交互操作，教学内容或教学路径可以通过机器面板上的按钮及菜单上的提示来选择，很方便地实现了人机对话.通过计算机播放，能够使DVD教学资料的人机交互功能更好地得以发挥，通过交互界面（图标、按钮、菜单、关键字等）、触摸屏幕和鼠标器进行操作，使人机对话能够很自然地进行.第三采用了超文本信息组织结构.根据自己的需要，在导航系统的帮助下，可以自由选择教学信息进行学习.最后，DVD的分辨率可达到720×576，可用作记录数字电视信息.

CD/DVD是将所需要的数据存储在光盘轨道中极小的凹槽内，然后再通过光驱的激光束来进行读取数据信息.但是在光盘的密度方面，CD的最小凹坑长度为0.834μm，道间距为1.6μm，采用波长为780～790nm的红外激光器读取数据.在播放影像时，VCD只能达到240线的标准.在数据容量上CD/VCD只能容纳650MB-700MB左右的数据.而DVD现已达到9.4千兆字节，它的存储容量更大，还有更高的，分辨率也可达到576×720，图像更清晰，高保真效果更好.

2 硬盘存储

磁盘可以分为硬磁盘和软磁盘两种.它进行数据存储的方式也是利用磁记录技术，其中硬磁盘简称为硬盘，一般放在主机箱中.它是用于存放基本程序、数据信息的.按盘片的结构，硬盘又可以分为两种，那就是固定式和移动式.固定于机箱内的就是固定式硬盘.移动式硬盘用USB线与计算机连接，可以进行信息处理，不用时从计算机上取出非常方便.软盘以其易于携带而被广为应用，但其1.44MB的容量使信息社会的用户大受限制.移动U盘和大容量的移动硬盘将取而代之.

在计算机的硬件配置中硬盘是不可缺少的组成部分，但它需要在多方面的技术支持下，才能完成像视频图像这样的大数据量以及高传输率的信号记录.硬盘上的多媒体化信号，在记录前要先把模拟信号变成数字信号；再把这些数字信号经压缩后分成一场信号一节的数据，存入快速缓存中，接着在几个硬盘的某些地方同时分配并记录，这样就可以与缓存的速度匹配.硬盘之所以能超越传统磁带，正是这种记录特性所致.因为“0”和“1”这两种记录信号的共同形式，致使硬盘可以多路、多品种地记录控制信号、数据、视频和音频，这也是成就硬盘电脑化、多功能化特点的一个重要因素.

3 VOD技术

VOD（Video on Demand）是视频点播技术的简称，是存储技术、网络技术、计算机技术等多领域多学科相互交叉并结合的传媒技术，它可以实现用户的按需播放，从根本上改变了用户过去被动式看电视的不足.VOD系统实现视频点播服务，就是依靠硬盘的超大容量.

在VOD中，应用多媒体硬盘存储方式的优势，第一是记录的多媒体化，这种记录方式，克服了多版复制、无失真记录、合成带来的图像质量下降等录像带技术中的各种弊端.第二是视频信号的存在是以文件的形式.所以，可以像计算机中文件的操作那样，迅速方便地对节目进行编辑、复制、移动、删除和传输.第三是在教学中，VOD的应用前景非常广泛，它不仅可以运用校园网资源开展校内网络教学，还能通过互联网开展远程教育.第四是VOD分别兼顾了以教师为主导和以学生为中心的教学模式.在教学实践中，教师利用数据库中的电视教材作为多媒体课件实时多媒体教学，也可以点播教学节目进行插播教学，以达到学生学习兴趣地增强，课堂教学效率地提高.

4 蓝牙技术

蓝牙技术起源于1994年，当时瑞典爱立信公司成立了一个调研小组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的可能性进行研究，其目的在于把传统网络中错综复杂的电缆用微波取代，使办公场所或家庭的计算机、键盘、打印机、复印机、耳机、移动电话及其它手持设备实现无线互连互通.

通俗地说，蓝牙（bluetooth）是一种用于各种固定与移动数字化硬件设备之间的开放性、低成本、近距离无线通信的连接技术.这种连接是稳定的、无缝的，其程序写在一个9×9（mm）的微型芯片上，可以方便地嵌入各种数字化设备之中.它本质上其实是一种代替线缆的技术，只面向的是移动设备间的小范围连接.在较短距离内，目前的多种线缆连接方案，墙壁等障碍地穿透，统一短距离无线线路的通过，灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信在各种数字设备之间地实现，都可以用它取代.

作为一点到多点的无线声音及数据传输标准，2.4GHz是蓝牙技术运行的频段.79MHz是它的跳频带宽，1Mbit/s是它的最高数据传输速度，通信距离可达10m(0 dBm)～100m(20 dBm)，可同时实现八台设备的互连通信.极小的蓝牙晶片是蓝牙技术的关键，它是一种无线电收发装置，比邮票还要小，在各种信息处理设备中安装上它，就可以使智能模式互通自动通过，高速数据信息自动同步交换.

尽管蓝牙定义了不少应用模型，但在人们的生活中，以下三大类的应用领域是它主要针对的：外围设备互联、语音/数据的接入和个人局域网络（PAN）.

4.1 外围设备的互联就是通过蓝牙将各种外设连接到主机.如不需要电缆，通过蓝牙把鼠标、键盘与主机连接，因此外设的成本可以降低.此外，外设只需一个统一的蓝牙接口，就可以有不同的使用环境，如蓝牙耳机既可以接听电话，又可以享受来自计算机的多媒体播放.

4.2 语音/数据的接入是将计算设备和通信设备通过安全的无线线路连接起来，来实现与广域通信网络的互联.如将同时具备了蓝牙功能的手机和计算机连接到一起，就可以很方便地接收到互联网上的信息.

蓝牙技术的特点主要有：

（1）以每秒1M个码元的字符速率传输，充分利用信道的最大有效带宽

（2）利用快速跳频技术避免干扰，提高通信的安全性

（3）可变的电源输出使干扰减小到最小

（4）采用短数据包传输增强抗干扰能力

（5）快速确认，允许有附加低速率的编码被发送到链路上

（6）CVSD（连续可变斜率增量调制）的语音编码可以在高误码率的情况下正常工作

（7）采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠

（8）灵活的分组类型支持多种应用

（9）松散的连接方式支持低成本的单一芯片集成

（10）发送/接收接口使得当前电耗达到最小

（11）不需要特意建立或激活，可在任何需要的时候开始工作

支持一个异步数据通道或3个并发的同步语音通道，通信的安全性可通过加密和鉴权等措施得以提高支持小范围点到点，而且支持无线网络信息传输的点到多点

过不了多久，各种信息传输设备、数字电子设备通过蓝牙技术的应用，除了电源线外再没有其它连线；信息产品中，以掌上电脑和便携式计算机为代表，将采用无线方式与网络或其它设备连接，形成可移动的办公室；电子商务的功能将通过蓝牙较好的安全、保密特性得到极大地扩展；办公自动化、家庭娱乐、电子商务、工程控制等领域将通过蓝牙芯片的微型化和低成本开辟广阔的应用前景.总之，蓝牙技术的出现，使普通消费者对无线网络和信息家电的需求得到了适时地满足，它将彻底使我们的双手得以解放，为生活增添无限精彩.我们拥有了蓝牙技术（Bluetooth），就可以使我们的个人信息尽在自己的掌握中.

数字化加快了信息存贮形式的改变，在技术不断进步的今天，存贮形式的转变意味着人们获取知识的形式更加多样化，尤其是在教学过程中，我们可以利用有限的课堂时间为学生讲授更丰富的知识.数字化会使我们的日常生活发生翻天覆地的改变，但是这一切的前方，是新理论、新事物、新模式的酝酿和萌芽，一个新世界将在数字化的洪流里潮涌而至.

〔1〕王列．浅议我国常规电教媒体的生存空间及发展策略[J]．电化教育研究，2001（12）：30-33．

〔2〕孙祯祥．论网络教育媒体与电视教育媒体的融合[J]．电化教育研究，2005（2）：54-58．

〔3〕王洪锋，贾志军，王曙光，吕艳梅．蓝牙技术及其展望[J]．电力自动化设备，2002，22（1）．

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