voip畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　伴隨著上世紀(jì)九十年代末嵌入式技術(shù)（Embedded Technology）及硬件的成熟發(fā)展，到二十一世紀(jì)，人類進入了所謂的后PC時代。</p><p>　　于此同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，通訊技術(shù)的提高級多媒體信息需求的增加，各種各樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都被拿來作為信息傳輸?shù)拿浇?。從傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò) 。在各種網(wǎng)絡(luò)上，將

2、資料，語音及視頻，封裝打包，以提供有效率，節(jié)省成本及多樣化的服務(wù)，這是未來的趨勢。于是VOIP( video over IP)技術(shù)應(yīng)運而生，得到了長足的發(fā)展，有了多種應(yīng)用，如視頻會議，可視電話，多媒體協(xié)同工作等。而這些應(yīng)用由于種種客觀條件的限制，所用的終端往往不是普通的pc機而是嵌入式設(shè)備，所以有其一定的特殊性。</p><p>　　本文將主要介紹Video over IP 的發(fā)展，現(xiàn)狀及未來趨勢，討論相關(guān)技術(shù)，

3、并集中討論 中的不足，提出自己一些想法。</p><p>　　關(guān)鍵詞：VOIP，嵌入式，多媒體，</p><p><b>　　Abstract</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的定義與發(fā)展歷史</p><p>　　20世紀(jì)

4、70年代，微處理器的出現(xiàn)，計算機才出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計算機以其小型、價廉、高可靠性特點，迅速走出機房；基于高速數(shù)值解算能力的微型機，表現(xiàn)出的智能化水平引起了控制專業(yè)人士的興趣，要求將微型機嵌入到一個對象體系中，實現(xiàn)對象體系的智能化控制。例如，將微型計算機經(jīng)電氣加固、機械加固，并配置各種外圍接口電路，安裝到大型艦船中構(gòu)成自動駕駛儀或輪機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。這樣一來，計算機便失去了原來的形態(tài)與通用的計算機功能。為了區(qū)別于原

5、有的通用計算機系統(tǒng)，把嵌入到對象體系中，實現(xiàn)對象體系智能化控制的計算機，稱作嵌入式計算機系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的定義及特點</p><p>　　按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)”?！扒度胄浴?、“

6、專用性”與“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的特點與定義不同，它是由定義中的三個基本要素衍生出來的。不同的嵌入式系統(tǒng)其特點會有所差異。</p><p>　　與“嵌入性”的相關(guān)特點：由于是嵌入到對象系統(tǒng)中，必須滿足對象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境（小型）、電氣/氣氛環(huán)境（可靠）、成本（價廉）等要求。</p&

7、gt;<p>　　與“專用性”的相關(guān)特點：軟、硬件的裁剪性；滿足對象要求的最小軟、硬件配置等。</p><p>　　另外，在理解嵌入式系統(tǒng)定義時，不要與嵌入式設(shè)備相混淆。嵌入式設(shè)備是指內(nèi)部有嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品、設(shè)備，例如，內(nèi)含單片機的家用電器、儀器儀表、工控單元、機器人、手機、PDA等。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)兩種應(yīng)用模式</p><p>　　嵌

8、入式計算機系統(tǒng)起源于微型機時代，但很快就進入到獨立發(fā)展的單片機時代。在單片機時代，嵌入式系統(tǒng)以器件形態(tài)迅速進入到傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域中，以電子技術(shù)應(yīng)用工程師為主體，實現(xiàn)傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化，而計算機專業(yè)隊伍并沒有真正進入單片機應(yīng)用領(lǐng)域。因此，電子技術(shù)應(yīng)用工程師以自己習(xí)慣性的電子技術(shù)應(yīng)用模式，從事單片機的應(yīng)用開發(fā)。這種應(yīng)用模式最重要的特點是：軟、硬件的底層性和隨意性；對象系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的密切相關(guān)性；缺少計算機工程設(shè)計方法。</p>

9、<p>　　雖然在單片機時代，計算機專業(yè)淡出了嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，但隨著后PC時代的到來，網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)得以發(fā)展；同時，嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)有了很大的提升，為計算機專業(yè)人士介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開辟了廣闊天地。計算機專業(yè)人士的介入，形成的計算機應(yīng)用模式帶有明顯的計算機的工程應(yīng)用特點，即基于嵌入式系統(tǒng)軟、硬件平臺，以網(wǎng)絡(luò)、通信為主的非嵌入式底層應(yīng)用。</p><p>　　由于嵌入式系統(tǒng)最大、最廣、最底層的應(yīng)用

10、是傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域的智能化改造，因此，以通曉對象專業(yè)的電子技術(shù)隊伍為主，用最少的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開銷，以8位機為主，帶有濃重的電子系統(tǒng)設(shè)計色彩的電子系統(tǒng)應(yīng)用模式會長期存在下去。另外，計算機專業(yè)人士會愈來愈多地介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，但囿于對象專業(yè)知識的隔閡，其應(yīng)用領(lǐng)域會集中在網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體、商務(wù)電子等方面，不可能替代原來電子工程師在控制、儀器儀表、機械電子等方面的嵌入式應(yīng)用。因此，客觀存在的兩種應(yīng)用模式會長期并存下去，在不同的領(lǐng)域中相

11、互補充。電子系統(tǒng)設(shè)計模式應(yīng)從計算機應(yīng)用設(shè)計模式中，學(xué)習(xí)計算機工程方法和嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)；計算機應(yīng)用設(shè)計模式應(yīng)從電子系統(tǒng)設(shè)計模式中，了解嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的電路系統(tǒng)特性、基本的外圍電路設(shè)計方法和對象系統(tǒng)的基本要求等。</p><p>　　由于嵌入式系統(tǒng)有過很長的一段單片機的獨立發(fā)展道路，大多是基于8位單片機，實現(xiàn)最底層的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，帶有明顯的電子系統(tǒng)設(shè)計模式特點。大多數(shù)從事單片機應(yīng)用開發(fā)人員，都是對象系統(tǒng)領(lǐng)域中的

12、電子系統(tǒng)工程師，加之單片機的出現(xiàn)，立即脫離了計算機專業(yè)領(lǐng)域，以“智能化”器件身份進入電子系統(tǒng)領(lǐng)域，沒有帶入“嵌入式系統(tǒng)”概念。因此，不少從事單片機應(yīng)用的人，不了解單片機與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系，在談到“嵌入式系統(tǒng)”領(lǐng)域時，往往理解成計算機專業(yè)領(lǐng)域的，基于32位嵌入式處理器，從事網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體等的應(yīng)用。這樣，“單片機”與“嵌入式系統(tǒng)”形成了嵌入式系統(tǒng)中常見的兩個獨立的名詞。但由于“單片機”是典型的、獨立發(fā)展起來的嵌入式系統(tǒng)，從學(xué)科建設(shè)的角度

13、出發(fā)，應(yīng)該把它統(tǒng)一成“嵌入式系統(tǒng)”?？紤]到原來單片機的電子系統(tǒng)底層應(yīng)用特點，可以把嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用分成高端與低端，把原來的單片機應(yīng)用理解成嵌入式系統(tǒng)的低端應(yīng)用，含義為它的底層性以及與對象系統(tǒng)的緊耦合。</p><p>　　本文如為特別指出，文中所有的嵌入式所指為高端應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　VoIP（Video over IP）</p><p>　　Vo

14、IP是“Video over IP”，Video可以數(shù)字化，可以和IP融合，使得Video這種媒體可以和語音一樣與數(shù)據(jù)技術(shù)融合，可以和計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)融合。它是多媒體技術(shù)與數(shù)據(jù)技術(shù)的融合，是通信網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)的融合，它可以使得多媒體業(yè)務(wù)更廉價、更靈活、更易于存儲和檢索、更易于多點之間的交互……VoIP打破了傳統(tǒng)點到點電路交互的封閉模式，使得多媒體作為基礎(chǔ)媒體特性融入到IP這個數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)中。</p><p>

15、;　　VoIP從字面上來說也就是IP上的流媒體相關(guān)知識。流媒體用戶通過網(wǎng)絡(luò)或者特定數(shù)字信道邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)的一種工作方式。流媒體應(yīng)用的一個最大的好處是用戶不需要花費很長時間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放，而僅需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地的緩沖區(qū)中就可以開始播放，后面收到的數(shù)據(jù)會源源不斷輸入到該緩沖區(qū)，從而維持播放的連續(xù)性，因此流媒體播放器通常只是在開始時有一些時延。流媒體系統(tǒng)要比下載播放系統(tǒng)復(fù)雜得多，所以需要將多媒體的編解

16、碼和傳輸技術(shù)很好地結(jié)合在一起，才能確保用戶在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能得到較穩(wěn)定的播放質(zhì)量。</p><p>　　可見VoIP （Video over IP）不論在技術(shù)上還是市場上都是新興的熱點，有光明的開發(fā)前景。</p><p><b>　　分布式中間件技術(shù)</b></p><p>　　中間件（middle-ware）是基礎(chǔ)軟件的一大類，屬于可復(fù)用

17、軟件的范疇。中間件處于操作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層，作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。</p><p>　　在眾多關(guān)于中間件的定義中，比較普遍被接受的是IDC表述的：中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，

18、管理計算機資源和網(wǎng)絡(luò)通信。IDC對中間件的定義表明，中間件是一類軟件，而非一種軟件；中間件不僅僅實現(xiàn)互連，還要實現(xiàn)應(yīng)用之間的互操作；中間件是基于分布式處理的軟件，最突出的特點是其網(wǎng)絡(luò)通信功能。</p><p>　　中間件應(yīng)具有如下的一些特點：</p><p><b>　　滿足大量應(yīng)用的需要</b></p><p>　　運行于多種硬件和OS平臺&

19、lt;/p><p>　　支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺的透明性的應(yīng)用或服務(wù)的交互</p><p><b>　　支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議</b></p><p><b>　　支持標(biāo)準(zhǔn)的接口</b></p><p>　　選題動機及主要研究工作</p><p>　　綜上所述，可以看出嵌

20、入式系統(tǒng)的發(fā)展是計算機發(fā)展的一個重要方向，而VoIP作為一個新興的熱點，其發(fā)展前景也不可限量。</p><p>　　本文的選題正是在這一背景下，根據(jù)參與的省重點科技項目——新一代分布嵌入式軟件平臺而進行的研究和開發(fā)，結(jié)合的新理念，提出基于構(gòu)件化嵌入式中間件的VoIP系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，將的理念利用嵌入式系統(tǒng)進行實現(xiàn)。</p><p>　　本文使用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，以構(gòu)件化嵌入式中間

21、件為基礎(chǔ)詳盡分析討論VoIP系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)上的實現(xiàn)方法，主要研究工作包括以下幾個方面：</p><p>　　1。 分析研究了以構(gòu)件化為核心的下一代嵌入式中間件的整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向</p><p>　　2。 深入研究了基于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和嵌入式實時操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)</p><p>　　3。 研究了國內(nèi)外VoIP理論以及VoIP的實現(xiàn)</p>&l

22、t;p>　　4。 以分布嵌入式軟件平臺DESII為基礎(chǔ)，</p><p><b>　　論文的組織結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　本文共分為六章。</b></p><p>　　第一章是“緒論”，闡述嵌入式系統(tǒng)及VoIP概念及特點，分析論文的研究背景，歸納了論文的主要研究工作，簡述了本文的組織結(jié)構(gòu)。</p

23、><p>　　第二章是“VoIP相關(guān)技術(shù)的概述”，對VoIP技術(shù)基本概念、原理進行了詳細的闡述。</p><p>　　第三章是“嵌入式及中間件相關(guān)技術(shù)概述”，對嵌入式及中間件相關(guān)技并對國內(nèi)外流行的嵌入式中間件的特點作出介紹。</p><p>　　第四章是“基于分布式嵌入式系統(tǒng)的VoIP(Video over IP)框架設(shè)計”，基于分布式嵌入式系統(tǒng)的VoIP(Video

24、over IP) －VDES（VoIP on Distributed Embedded Systems）框架設(shè)計,提出了分布式嵌入式系統(tǒng)中的資源,應(yīng)用分類和系統(tǒng)狀態(tài)等概念,系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及功能作出闡述。</p><p>　　第五章是“試驗及數(shù)據(jù)分析”，介紹了試驗軟硬件情況概述,通過系統(tǒng)資源使用率的比較和應(yīng)用QoS的比較對試驗數(shù)據(jù)作出科學(xué)的分析,并作出小結(jié)。</p><p>　　第六章是“總

25、結(jié)”，小結(jié)了本文的工作。</p><p>　　VoIP相關(guān)技術(shù)的概述</p><p>　　未來，消費類產(chǎn)品和通信是整個市場的主要驅(qū)動力，這正如80、90年代PC驅(qū)動整個產(chǎn)業(yè)一樣。無線手機、寬帶產(chǎn)業(yè)、HDTV，這些都是市場發(fā)展的熱點。今天的各種應(yīng)用會進一步發(fā)展，手機多媒體、更低價的手機都會成為潮流，VoIP和Video over IP都是寬帶的發(fā)展趨勢。</p><p&g

26、t;　　德州儀器CEO Rich Templeton</p><p>　　傳統(tǒng)的視頻信號基于模擬技術(shù)的，它們在昂貴的傳輸線路上傳播，我們現(xiàn)在甚或在一個數(shù)字世界中。隨著數(shù)字信號壓縮技術(shù)，音頻和視頻信號可以在常規(guī)的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，乃至英特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)線路上傳播。Video over IP或IP上的流媒體視頻是一種嶄新的技術(shù)，它允許我們在IP網(wǎng)絡(luò)上捕捉，編碼傳播和管理數(shù)字信號。</p><p>　　

27、第一步是捕捉數(shù)字信號內(nèi)容。這可以通過多種方法得到。數(shù)字信號內(nèi)容在 視頻服務(wù)器段 處理，壓縮，存儲和編輯。內(nèi)容可以實時（實時捕捉處理）或預(yù)先錄制并存儲。這些信號然后通過網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送給單一或多個站點連續(xù)或間斷的觀看。這些站點可以是硬件或軟件閱覽器，默寫情況下是兩者皆是。</p><p>　　VoIP（Video over IP）分類</p><p>　　視頻應(yīng)用可以分成3個類型：視頻廣播，視頻點

28、播（VOD），視頻會議。這三者之中，只有視頻會議是雙向的，其他本質(zhì)上大都是單向的傳輸?shù)?。這是video over IP傳輸具有可伸縮，性價比高，靈活等特點。。</p><p><b>　　IP上的視頻廣播</b></p><p>　　IP上的視頻廣播是一個基于網(wǎng)絡(luò)的視頻文件內(nèi)容的單向傳輸。終端用戶只是一個被動的觀看者，對于會話本身沒有任何控制能力。視頻廣播可以通過服務(wù)

29、器單播或多播。在單播配置中 ，服務(wù)器會話直接將內(nèi)容傳輸給終端用戶。在多播配置中，同樣的內(nèi)容信號在網(wǎng)絡(luò)上傳輸作為一個對話，但是是傳輸給多個終端或 簡單說，是一組終端用戶。這種技術(shù)被許多大型集團公司作為員工培訓(xùn)，演講等用，同時不少大學(xué)，成人教育，技術(shù)培訓(xùn)中西也使用此項技術(shù)。在此項應(yīng)用中主要的元素是帶寬，而帶寬主要由用戶數(shù)目，每個用戶連接到服務(wù)器的帶寬以及視頻的長度決定的。廣播常常被認為是一種“開放的管道”。</p><p

30、><b>　　視頻點播（VOD）</b></p><p>　　通常來說，視頻點播（VOD）允許用戶根據(jù)需求選擇在服務(wù)器上的流媒體視頻。這種技術(shù)有別于視頻廣播之處在于，在服務(wù)交互過程中，用戶有權(quán)選擇停止，開始，快進等操作。視頻點播（VOD）還有其他一些特性，它通常允許用戶查看可選擇的視頻列表及其時間長度。當(dāng)視頻點播（VOD）杯用來做為實時服務(wù)是，它通常使用預(yù)先存儲的視頻文件。這項技術(shù)通常

31、被用來，電子學(xué)習(xí)，培訓(xùn)，市場，娛樂，廣播和其他一些場合終端用戶需要根據(jù)自己的時間安排而不是視頻內(nèi)容提供者的安排觀看文件。</p><p>　　在一個典型的IP網(wǎng)絡(luò)上的視頻點播（VOD）系統(tǒng)，一般包括以下組件：</p><p>　　視頻服務(wù)器（單一集中服務(wù)器或分布式服務(wù)器群）</p><p>　　應(yīng)用管理服務(wù)器，用于發(fā)起會話（可以及承載單一服務(wù)器中）</p>

32、;<p>　　終端用戶，擁有轉(zhuǎn)換器可以提交觀看請求和控制重放</p><p>　　管理軟件錄制和轉(zhuǎn)化視頻文件</p><p>　　PC或基于網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備來</p><p><b>　　視頻會議（VC）</b></p><p>　　視頻會議（VC）是雙向的音頻和視頻的結(jié)。視頻會議系統(tǒng)，是指兩個以上不同地方的

33、人，通過傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文件資料互傳，達到即時、互動的溝通，以完成會議目的的系統(tǒng)設(shè)備。視頻會議的使用有點像電話，除了能看到與你通話的人，并進行語言交流外還能看到他們的表情和動作，使處于不同地方的人就像在同一房間一樣互相溝通。通訊是實時的，一般來說內(nèi)容并不存儲。</p><p>　　目前視頻會議系統(tǒng)由硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)兩大陣營組成。從目前的發(fā)展趨勢看軟件視頻會議系統(tǒng)將會代替硬件視

34、頻會議系統(tǒng)成為視頻會議的主流。但是由于技術(shù)上的原因軟件視頻會議系統(tǒng)還不能夠完全取代硬件視頻會議系統(tǒng)，那些對視頻的穩(wěn)定性和音、視頻質(zhì)量有較高要求的場所硬件視頻會議仍然是理想的選擇。但是硬件視頻會議系統(tǒng)投入較大、建設(shè)復(fù)雜以及不夠靈活等特性卻制約了它的發(fā)展，而軟件視頻會議系統(tǒng)由于價格低廉、擴充容易、應(yīng)用多樣化、靈活性好等特點在短短幾年時間里迅速普及開來并將完全取代硬件視頻會議的市場份額。</p><p>　　本文所討論

35、的為軟件視頻會議系統(tǒng)。</p><p>　　用視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)勢 </p><p>　　視頻會議使不同地方的人們像在同一房間一樣交流思想、交換信息，可以克服空間與時間距離上的障礙，節(jié)省商務(wù)旅行、住宿、娛樂等開支，節(jié)省精力，將更多的時間用在生產(chǎn)工作，從而提高生產(chǎn)力，充分利用資源。</p><p>　　會議系統(tǒng)使得會議更頻繁，溝通更流暢，分享信息更加充分，從而可以更快地

36、作出決策。</p><p>　　視頻會議系統(tǒng)使制定決策會更快，更優(yōu)化，而且有更多參與者的意見與贊同；無論主管人員在何時何地，都能在短時間內(nèi)召集決策，得到更多的意見，因此可以使產(chǎn)品能更快地投入市場和更快的危機處理；因為公司運作變得更加有效率，就會獲得更多的顧客反饋和對顧客需求作出更有成效的回答。 </p><p>　　視頻會議的發(fā)展及應(yīng)用</p><p>　　最早的視

37、頻會議技術(shù)是AT&T于1964推向市場的。傳統(tǒng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)是ITU H。320。這個標(biāo)準(zhǔn)有很多局限，如使用成本，用戶必須在單一的地點保留地專用的設(shè)備。早期，視頻會議系統(tǒng)僅限于在政府與電力、電信、金融等壟斷性行業(yè)使用。這些系統(tǒng)大多基于H。320協(xié)議構(gòu)建，造價昂貴，同時是在專網(wǎng)中運行，而專網(wǎng)的建設(shè)投資巨大。1990年推出的H。320標(biāo)準(zhǔn)是第一代視頻會議標(biāo)準(zhǔn)，主要適用于窄帶ISDN（N－ISDN）網(wǎng)及非撥號專用網(wǎng)，集中定義了ISDN上的

38、視頻會議以及速率為56kbps～2Mbps的視頻會議，也是現(xiàn)今發(fā)展最為成熟的技術(shù)和系統(tǒng)。1996年推出的H。323定義了在LAN、Intranet以及Internet上的視頻會議框架性建議。它使符合標(biāo)準(zhǔn)的不同廠商的系統(tǒng)，可以在LAN上進行相互通信，是視頻會議發(fā)展的新方向。H。323定義了在LAN上進行視頻通信的設(shè)備、規(guī)程和協(xié)議。H。323使用與Internet協(xié)議兼容的IETF RTP/RTCP標(biāo)準(zhǔn)，并計劃使用各種分組交換網(wǎng)（PSN）協(xié)

39、議，包括TCP/IP和Novell SPX/IPX協(xié)議。H。323協(xié)議就是IP視頻會議的標(biāo)準(zhǔn)。基于IP的服務(wù)擁有更多的好</p><p>　　在初期，由于IP協(xié)議不是很普遍，基于ISDN線路，符合H。320協(xié)議的產(chǎn)品占主要比例，隨著幾年IP協(xié)議的普遍應(yīng)用 和互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，特別是對于寬帶網(wǎng)絡(luò)的預(yù)見，符合H。323協(xié)議的產(chǎn)品自2000年開始，在整體市場中占有的比例急劇上升。隨著IP技術(shù)的不斷提高和改善、國際

40、標(biāo)準(zhǔn)的制訂，IP視頻業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍必定會逐漸擴大，基于H。323平臺的應(yīng)用將日益廣泛。</p><p>　　據(jù)美國IDC的統(tǒng)計結(jié)果：近年來，視頻會議系統(tǒng)需求急驟上升。2003年視頻會議市場大概10億；2004年全球市場容量的高達40億美元，是視頻會議系統(tǒng)的成長“拐點”；2005年，中國視頻會議市場增長率也將保持在32%以上！另據(jù)The Gartner Group的預(yù)測，在2006年全球財富前2000的公司有80%

41、將使用IP視頻應(yīng)用。這些應(yīng)用將快速代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ISDN 視頻會議應(yīng)用。根據(jù)In-Stat/MDR (March， 2003)，視頻會議終端用戶消費將在20007年達到 8。75億美元，在同一年視頻會議服務(wù)的總體收入將達到55億美元。。</p><p>　　自從視頻會議系統(tǒng)逐漸運用于各企業(yè)之間，大多針對企業(yè)和企業(yè)間的聯(lián)系、企業(yè)內(nèi)部的多點開會和教育訓(xùn)練等。目前看來，視頻會議系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下幾大方面： </p&g

42、t;<p>　　遠程商務(wù)會議應(yīng)用——視訊業(yè)務(wù)最普遍最廣泛的應(yīng)用，適用于一些大型集團公司、外商獨資企業(yè)等在商務(wù)活動猛增的情況下，逐步利用視訊會議方式組織部分商務(wù)談判、業(yè)務(wù)管理、商務(wù)談判、產(chǎn)品展示、遠程業(yè)務(wù)指導(dǎo)和遠程公司內(nèi)部會議。 </p><p>　　遠程教育應(yīng)用——利用視頻會議系統(tǒng)開展教學(xué)活動，使更多、更大范圍的學(xué)生能夠聆聽優(yōu)秀教師的教學(xué)，數(shù)百萬學(xué)生通過交互電視會議系統(tǒng)接受教育。另外，遠程培訓(xùn)在各大

43、企業(yè)也越來越受到關(guān)注。 </p><p>　　遠程醫(yī)療應(yīng)用——利用視頻會議系統(tǒng)業(yè)務(wù)實現(xiàn)中心醫(yī)院與基層醫(yī)院就疑難病癥進行會診、指導(dǎo)治療與護理、對基層醫(yī)務(wù)人員的醫(yī)學(xué)培訓(xùn)等。高質(zhì)量的視頻會議使醫(yī)生、護士在不同地方同時協(xié)同工作成為可能。　　  </p><p>　　項目協(xié)同工作應(yīng)用——也是進行遠程項目管理的非常好的工具，突出特點是資源共享。項目組的成員能進行遠程協(xié)作，使地理上分開的工作組

44、以更高的速率和靈活性以電子方式組織起來。</p><p>　　政府行政會議應(yīng)用——視頻會議系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化召開會議的多快好省的方法，它可使上級文件內(nèi)容即時下達，使下級與會者面對面地討論和深刻領(lǐng)會上級精神，使上級指示及時得到貫徹執(zhí)行。</p><p>　　VoIP（Video over IP）的標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　VoIP（Video over IP）作為揖各開

45、放的系統(tǒng)，其要求通信必須發(fā)生在事先定義好的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，而且供應(yīng)商的設(shè)比之間相互兼容。兩個重要的協(xié)議是H。323 and SIP (Session Initiation Protocol)。如今的視頻應(yīng)用一般采用視頻壓縮及編碼技術(shù)在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬中傳輸，其中MPEG (Motion Picture Experts Group)是主要的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者。</p><p><b>　　H.323<

46、/b></p><p>　　H。323是IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體標(biāo)準(zhǔn)，它為通過基于IP的網(wǎng)絡(luò)(包括Internet)傳輸音頻、視頻和數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)。原標(biāo)準(zhǔn)于1996年獲得通過，H。323 V2于1998年1月通過。國際電信聯(lián)盟(ITU)把它當(dāng)作能夠為不提供可保證QoS的局域網(wǎng)多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)視頻會議系統(tǒng)所依賴的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的不同，ITU-T制定了三個視頻會議協(xié)議簇：H。320、H。323和H。324。在這些協(xié)

47、議簇中，又規(guī)定了音頻視頻的編解碼協(xié)議等各種標(biāo)準(zhǔn)?！　。323協(xié)議與1996年通過ITU-T組織的認可，成為其H系列（視聽及多媒體系統(tǒng)）協(xié)議之一。該協(xié)議詳細說明了在無服務(wù)質(zhì)量保證的分組交換網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體信息交互的終端的功能、結(jié)構(gòu)以及各個傳輸信道所遵循的協(xié)議。　　H。323采用包交換技術(shù)，基于我們已經(jīng)建好的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)平臺，可以在同一平臺上實現(xiàn)視頻、語音和數(shù)據(jù)的三網(wǎng)合一，對廣域網(wǎng)的昂貴帶寬的綜合利用非常有效，而且具有較好的靈活性

48、，也便于網(wǎng)絡(luò)的管理，而且H。323具有H。320技術(shù)無法相比的靈活性和帶寬的綜合利用功能。從效果上說，H。323在高清晰度的大型視頻會議方面在效果上毫不遜于H。320，尤其是在這</p><p>　　H。323定義了四個主要系統(tǒng)組件：終端(Terminal)、網(wǎng)關(guān)(Gateways)、關(guān)守(Gatekeepers)、多點控制單元(Multipoint Control Units)。</p><

49、p><b>　　終端</b></p><p>　　用于實時雙向多媒體通信。H。323終端可以是一個PC或者一個運行H。323與多媒體應(yīng)用的獨立設(shè)備。它支持音頻通信，視頻和數(shù)據(jù)是可選的H。323的主要目標(biāo)是在H。323終端和其他終端之間提供互操作性。H。323終端與SCN和無線網(wǎng)絡(luò)上的H。324終端，B-ISDN上的H。310終端，ISDN上的H。320終端，B-ISDN上的H。321終

50、端以及提供QoS的局域網(wǎng)內(nèi)的H。323終端，都是兼容的。</p><p><b>　　網(wǎng)關(guān)</b></p><p>　　網(wǎng)關(guān)連接兩個不同的網(wǎng)絡(luò)。H。323網(wǎng)關(guān)連接H。323網(wǎng)絡(luò)和非H。323網(wǎng)絡(luò)。比如，網(wǎng)關(guān)可以連接一個H。323終端和SCN網(wǎng)絡(luò)（SCN網(wǎng)絡(luò)包括所有的交換電話網(wǎng)絡(luò)，比如PSTN），并提供通信服務(wù)。這種連接是通過呼叫信令轉(zhuǎn)換，媒體格式的轉(zhuǎn)換以及在不同的網(wǎng)絡(luò)

51、之間傳遞信息來完成的。在H。323網(wǎng)絡(luò)上的兩個終端之間通信時，網(wǎng)關(guān)不是必需的。</p><p><b>　　網(wǎng)守</b></p><p>　　網(wǎng)守是H。323網(wǎng)絡(luò)的大腦。它是所有呼叫的焦點。雖然網(wǎng)守不是必需的，但它提供了一些很重要的服務(wù)：尋址、授權(quán)，終端和網(wǎng)關(guān)的認證，帶寬管理，審計，計費和管理。網(wǎng)守還可以提供呼叫路由服務(wù)。</p><p>&l

52、t;b>　　多點控制單元</b></p><p>　　MCU提供對會議的支持（三個或者三個以上的終端）。所有的終端和MCU之間建立一條連接。MCU管理會議的資源，在不同的終端之間協(xié)商，以決定使用哪一種編解碼器，MCU還可以處理媒體流。網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)守和多點控制單元邏輯上是獨立的組件，但可以在一個物理設(shè)備中實現(xiàn)。</p><p>　　在VoIP應(yīng)用環(huán)境下，這四個系統(tǒng)組件中關(guān)守最為

53、重要。關(guān)守的功能一般包括地址轉(zhuǎn)換、接受許可控制、帶寬控制、區(qū)域管理等必備業(yè)務(wù)以及呼叫控制信令、呼叫驗證、帶寬管理與保留、呼叫管理、關(guān)守管理信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、目錄服務(wù)等可選業(yè)務(wù)。實際上H。323有兩種呼叫模式：直接呼叫模式、關(guān)守路由呼叫模式。直接呼叫模式就是靜態(tài)路由模式，可以不需要關(guān)守的參與，只要網(wǎng)關(guān)之間直接通信就可以了。當(dāng)需要動態(tài)路由模式時，就得采用關(guān)守路由呼叫模式。它的工作原理大致如下：首先各個H。323網(wǎng)關(guān)利用靜態(tài)配置在關(guān)守上注冊自己的

54、名字或E。164地址；隨后，當(dāng)一個網(wǎng)關(guān)向另一個網(wǎng)關(guān)連接時，首先向關(guān)守發(fā)ARQ(Admission Request)以表明向哪個網(wǎng)關(guān)發(fā)請求，然后關(guān)守回應(yīng)ACF(Admission Confirm)告之批準(zhǔn)連接，并將目的地網(wǎng)關(guān)的IP地址告訴發(fā)起者。此后在兩個網(wǎng)關(guān)之間通過Q。931構(gòu)成信令呼叫和應(yīng)答，從而實現(xiàn)Voice/Video over IP。對端的網(wǎng)關(guān)會向相關(guān)語音設(shè)備發(fā)送中繼信令，使兩端實現(xiàn)端到端的語音通信。</p>&l

55、t;p>　　SIP(Session Initiation Protocol，會話啟動協(xié)議) </p><p>　　SIP是IETF標(biāo)準(zhǔn)進程的一部分，它是在諸如SMTP（簡單郵件傳送協(xié)議）和HTTP（超文本傳送協(xié)議）基礎(chǔ)之上建立起來的。它用來建立，改變和終止基于IP網(wǎng)絡(luò)的用戶間的呼叫。為了提供電話業(yè)務(wù)它還需要結(jié)合不同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議：特別是需要確保傳輸（RTP），與當(dāng)前電話網(wǎng)絡(luò)的信令互連，能夠確保語音質(zhì)量（RSV

56、P），能夠提供目錄（LDAP），能夠鑒權(quán)用戶（RADIUS）等等。</p><p>　　SIP被描述為用來生成，修改和終結(jié)一個或多個參與者之間的會話。這些會話包括因特網(wǎng)多媒體會議，因特網(wǎng)（或任何IP網(wǎng)絡(luò)）電話呼叫和多媒體發(fā)布。會話中的成員能夠通過多播或單播聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)來通信。SIP支持會話描述，它允許參與者在一組兼容媒體類型上達成一致。它同時通過代理和重定向請求到用戶當(dāng)前位置來支持用戶移動性。SIP不與任何特定的會

57、議控制協(xié)議捆綁。</p><p>　　本質(zhì)上，SIP提供以下功能： </p><p>　　名字翻譯和用戶定位：無論被呼叫方在哪里都確保呼叫達到被叫方。執(zhí)行任何描述信息到定位信息的映射。確保呼叫（會話）的本質(zhì)細節(jié)被支持。</p><p>　　特征協(xié)商：它允許與呼叫有關(guān)的組（這可以是多方呼叫）在支持的特征上達成一致（注意：不是所有方都能夠支持相同級別的特征）。例如視頻可

58、以或不可以被支持?？傊嬖诤芏嘈枰獏f(xié)商的范圍。</p><p>　　呼叫參與者管理：呼叫中參與者能夠引入其它用戶加入呼叫或取消到其它用戶的連接。此外，用戶可以被轉(zhuǎn)移或置為呼叫保持。 </p><p>　　呼叫特征改變：用戶應(yīng)該能夠改變呼叫過程中的呼叫特征。例如，一呼叫可以被設(shè)置為“voice-only”，但是在呼叫過程中，用戶可以需要開啟視頻功能。也就是說一個加入呼叫的第三方為了加入該呼

59、叫可以開啟不同的特征。</p><p>　　MPEG (Motion Picture Experts Group)</p><p>　　MPEG的全稱是運動圖像專家組（Moving Picture Experts Group），是專門制定多媒體領(lǐng)域內(nèi)的國際標(biāo)準(zhǔn)的一個組織。該組織成立于1988年，由全世界大約300名多媒體技術(shù)專家組成。包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)（視音頻同步

60、）三個部分。</p><p>　　MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)是針對運動圖像而設(shè)計的、基本方法是——在單位時間內(nèi)采集并保存第一幀信息，然后就只存儲其余幀相對第一幀發(fā)生變化的部分，以達到壓縮的目的。 MPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)幀之間的壓縮，其平均壓縮比可達50：1，壓縮率比較高，且又有統(tǒng)一的格式，兼容性好。</p><p>　　在多媒體數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，較多采用MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，包括MPEG-1、2、4等。M

61、PEG-1(ISO/IEC 11172)是MPEG組織于1992年提出的第一個具有廣泛影響的多媒體國際標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱為“基于數(shù)字存儲媒體運動圖像和聲音的壓縮標(biāo)準(zhǔn)”，可見，MPEG-1著眼于解決多媒體的存儲問題。由于MPEG-1的成功制定，以VCD和MP3為代表的MPEG-1產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)迅速普及。繼成功制定MPEG-1之后，MPEG組織于1996年推出解決多媒體傳輸問題的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2的正式名稱為“通

62、用的圖像和聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)”。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)最為引人注目的產(chǎn)品是數(shù)字電視機頂盒與DVD。此后，MPEG并沒有停止前進的步伐，于1999年1月公布了ISO的MPEG-4（視頻和音頻對象的壓縮）標(biāo)準(zhǔn)的第一版，隨后又于1999年12月公布了此標(biāo)準(zhǔn)的第二版。MPEG-4的正式ISO命名為ISO/IEC14496。MPEG-4于1991年5月首次提出，1993年7月正式啟動，于1999年1月成為國際標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷了長達6年的研究與討論。</p&g

63、t;<p>　　MPEG-1用于傳輸1．5Mbps數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼，經(jīng)過MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)壓縮后，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為1/100-1／200，音頻壓縮率為1／6。5。MPEG-1提供每秒30幀352*240分辨率的圖像，當(dāng)使用合適的壓縮技術(shù)時，具有接近家用視頻制式（VHS）錄像帶的質(zhì)量。 MPEG-1允許超過70分鐘的高質(zhì)量的視頻和音頻存儲在一張CD-ROM盤上。VCD采用的就是MPEG-1的標(biāo)準(zhǔn)，

64、該標(biāo)準(zhǔn)是一個面向家庭電視質(zhì)量級的視頻、音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　MPEG-2主要針對高清晰度電視（HDTV）的需要，傳輸速率為10Mbps，與MPEG-1兼容，適用于1。5-60Mbps甚至更高的編碼范圍。 MPEG-2有每秒30幀704*480的分辨率，是MPEG-1播放速度的四倍。它適用于高要求的廣播和娛樂應(yīng)用程序，如： DSS衛(wèi)星廣播和DVD，MPEG-2是家用視頻制式（VHS）錄像帶分辨率的兩倍

65、。</p><p>　　MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)是超低碼率運動圖像和語言的壓縮標(biāo)準(zhǔn)用于傳輸速率低于64kbps的實時圖像傳輸，它不僅可覆蓋低頻帶，也向高頻帶發(fā)展。較之前兩個標(biāo)準(zhǔn)而言，MPEG一4為多媒體數(shù)據(jù)壓縮提供了—個更為廣闊的平臺。它更多定義的是一種格式、一種架構(gòu)，而不是具體的算法。它可以將各種各樣的多媒體技術(shù)充分用進來，包括壓縮本身的一些工具、算法，也包括圖像合成、語音合成等技術(shù)。MPEG-4從其提出之日起就引起了

66、人們的廣泛關(guān)注，雖然不是每個人都清楚它的具體目標(biāo)，但卻都對它寄予了很大的希望。MPEG-4的最大創(chuàng)新在于賦予用戶針對應(yīng)用建立系統(tǒng)的能力，而不是僅僅使用面向應(yīng)用的固定標(biāo)準(zhǔn)。此外，MPEG-4將集成盡可能多的數(shù)據(jù)類型，例如自然的和合成的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)各種傳輸媒體都支持的內(nèi)容交互的表達方法。借助于MPEG-4，我們第一次有可能建立個性化的視聽系統(tǒng)。</p><p>　　嵌入式及中間件相關(guān)技術(shù)概述</p>&

67、lt;p><b>　　嵌入式系統(tǒng)的定義</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)是指用于執(zhí)行獨立功能的專用計算機系統(tǒng)。它由包括微處理器、定時器、微控制器、存儲器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組成，共同實現(xiàn)諸如實時控制、監(jiān)視、管理、移動計算、數(shù)據(jù)處理等各種自動化處理任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)為基

68、礎(chǔ)，強調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿足系統(tǒng)對功能、成本、體積和功耗等要求。最簡單的嵌入式系統(tǒng)僅有執(zhí)行單一功能的控制能力，在唯一的ROM 中僅有實現(xiàn)單一功能的控制程序，無微型操作系統(tǒng)。復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，例如個人數(shù)字助理（PDA）、手持電腦（HPC）等，具有與PC 幾乎一樣的功能。實質(zhì)上與PC 的區(qū)別僅僅是將微型操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件嵌入在ROM、RAM 和/或FLASH 存儲器中，而不是存貯于磁盤等載體中。很多復(fù)雜的嵌入式

69、系統(tǒng)又是由若干個小型嵌入式系統(tǒng)組成的。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的硬件/軟件特征</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的硬件必須根據(jù)具體的應(yīng)用任務(wù)，以功耗，成本，體積， 可靠性，處理能力等為指標(biāo)來進行選擇。嵌入式系統(tǒng)的核心是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，由于存儲空間有限，因而要求軟件代碼緊湊，可靠，大多對實時性有嚴格要求。</p><p>　　早期的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，通常是

70、采用“硬件優(yōu)先”原則。即在只粗略估計軟件任務(wù)需求的情況下，首先進行硬件設(shè)計與實現(xiàn)。然后，在此硬件平臺之上，再進行軟件設(shè)計。因而很難達到充分利用硬件軟件資源，取得最佳性能的效果。同時，一旦在測試時發(fā)現(xiàn)問題，需要對設(shè)計進行修改時，整個設(shè)計流程將重新進行，對成本和設(shè)計周期的影響很大。這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法只能改善硬件/軟件各自的性能，在有限的設(shè)計空間不可能對系統(tǒng)做出較好的性能綜合優(yōu)化，在很大程度上依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗和反復(fù)實驗。90 年代以來隨著電

71、子系統(tǒng)功能的日益強大和微型化，系統(tǒng)設(shè)計所涉及的問題越來越多，難度也越來越大。同時硬件和軟件也不再是截然分開的兩個概念，而是緊密結(jié)合、相互影響的。因而出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同（codesign）設(shè)計方法，即使用統(tǒng)一的方法和工具對軟件和硬件進行描述、綜合、和驗證。在系統(tǒng)目標(biāo)要求的指導(dǎo)下，通過綜合分析系統(tǒng)軟硬件功能及現(xiàn)有資源，協(xié)同設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)，以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力，避免由于獨立設(shè)計軟硬件體系結(jié)構(gòu)而帶來的種種弊病，得到高性能低代價的優(yōu)化

72、設(shè)計方案。</p><p><b>　　嵌入式操作系統(tǒng)</b></p><p>　　目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)可以分為兩類：一類是從運行在個人電腦上的操作系統(tǒng)向下移植到嵌入式系統(tǒng)中，形成的嵌入式操作系統(tǒng)，如微軟公司的Windows CE 及其新版本，SUN 公司的Java 操作系統(tǒng)，朗訊科技公司的Inferno，嵌入式Linux 等。這類系統(tǒng)經(jīng)過個人電腦或高性能計算機等

73、產(chǎn)品的長期運行考驗，技術(shù)日趨成熟，其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和軟件開發(fā)方式已被用戶普遍接受，同時積累了豐富的開發(fā)工具和應(yīng)用軟件資源。</p><p>　　另一類是實時操作系統(tǒng)，如WindRiver 公司的VxWorks，ISI 的pSOS，QNX 系統(tǒng)軟件公司的QNX，ATI 的Nucleus，中國科學(xué)院凱思集團的Hopen 嵌入式操作系統(tǒng)等，這類產(chǎn)品在操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)上都針對所面向的應(yīng)用領(lǐng)域，對實時性高可靠性等進行了精巧

74、的設(shè)計，而且提供了獨立而完備的系統(tǒng)開發(fā)和測試工具，較多地應(yīng)用在軍用產(chǎn)品和工業(yè)控制等領(lǐng)域中。</p><p><b>　　交叉編譯</b></p><p>　　隨著硬件平臺和操作系統(tǒng)的多樣化，軟件向不同平臺移植的工作變得越來越繁復(fù)。交叉編譯技術(shù)的引入為軟件的不同平臺移植創(chuàng)造了便利條件。在交叉編譯技術(shù)中有兩種比較典型的實現(xiàn)，一個我們稱之為Java 模式，即Java 的字節(jié)

75、碼編譯技術(shù)；另外一個我們稱之為GNU GCC 模式，即通常所講的Cross GCC 技術(shù)。</p><p>　　Java 模式（圖。）的最大特點是引入了一個自定義的虛擬機（Java Virtual Machine），即Java 虛擬機（JVM）。所有Java 源程序都會首先被編譯成在只有在這個虛擬機上才能執(zhí)行的“目標(biāo)代碼”——字節(jié)碼（Bytecode）。在實時運行時，可以有兩種運行方式，一種是編譯所獲得的字節(jié)碼由

76、JVM 在實際計算機系統(tǒng)上執(zhí)行；另外一種方式是通過Java 實時編譯器（Just-In-Time Compiler）將字節(jié)碼首先轉(zhuǎn)換成本地機可直接執(zhí)行的目標(biāo)代碼，而后交給實際的計算機系統(tǒng)運行，這實際上是一個兩次編譯過程，一次是非實時的、一次是實時的。由于在這里，第一次非實時編譯時，Java 編譯器生成的是基于JVM 的“目標(biāo)代碼”，我們可以將它的編譯技術(shù)也稱為交叉編譯。</p><p>　　GCC 模式（圖。）通

77、過Cross GCC 直接生成目標(biāo)平臺的目標(biāo)代碼，從而能夠直接在目標(biāo)平臺上運行。這里的關(guān)鍵是Cross GCC 的生成和選擇問題。我們需要根據(jù)目標(biāo)平臺的不同，選擇針對這個平臺的Cross GCC。</p><p>　　GCC 模式和Java 模式的最大不同在于GCC 直接生成目標(biāo)平臺的目標(biāo)代碼，而Java模式首先只是生成字節(jié)碼，只有在有JIT 編譯器的參與下才會進一步生成目標(biāo)平臺的目標(biāo)代碼。研究表明，Java 模

78、式雖然可以通過兩個編譯過程生成目標(biāo)代碼，但是因為兩次編譯的優(yōu)化存在相互沖突，最終的目標(biāo)代碼的執(zhí)行效率也不是很高。而GCC 模式由于直接能夠生成目標(biāo)代碼，其執(zhí)行效率一般很高。</p><p><b>　　中間件技術(shù)</b></p><p><b>　　中間件的概念</b></p><p>　　中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)

79、程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶機/服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通訊。 從中間件的定義可以看出，中間件是一類軟件，而非一種軟件；中間件不僅僅實現(xiàn)互連，還要實現(xiàn)應(yīng)用之間的互操作；中間件是基于分布式處理的軟件，定義中特別強調(diào)了其網(wǎng)絡(luò)通訊功能。</p><p><b>　　中間件特點及優(yōu)勢</b></p><p>

80、　　通常意義下，中間件應(yīng)具有以下的一些特點：滿足大量應(yīng)用的需要；運行于多種硬件和OS平臺；支持分布式計算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺的透明性的應(yīng)用或服務(wù)的交互功能；支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議；支持標(biāo)準(zhǔn)的接口。程序員通過調(diào)用中間件提供的大量API，實現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境的通訊，從而屏蔽異構(gòu)系統(tǒng)中復(fù)雜的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。中間件提供客戶機與服務(wù)器之間的連接服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)

81、。由于標(biāo)準(zhǔn)接口對于可移植性和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對于互操作性的重要性，中間件已成為許多標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要部分。對于應(yīng)用軟件開發(fā)，中間件遠比操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更為重要，中間件提供的程序接口定義了一個相對穩(wěn)定的高層應(yīng)用環(huán)境，不管底層的計算機硬件和系統(tǒng)軟件怎樣更新?lián)Q代，只要將中間件升級更新，并保持中間件對外的接口定義不變，應(yīng)用軟件幾乎不需任何修改，從而保護了企業(yè)在應(yīng)用軟件開發(fā)和維護中的重大投資。     中間件是

82、一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件軟件管理著客戶端程序和數(shù)據(jù)庫或者早期應(yīng)用軟件之間的通訊。    中間件在</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)維護</b></p><p><b>　?。?）質(zhì)量：</b></p><p>

83、<b>　?。?）技術(shù)革新</b></p><p>　?。?0）增加產(chǎn)品吸引力</p><p>　　具體地說，中間件屏蔽了低層操作系統(tǒng)的復(fù)雜性，使程序開發(fā)人員面對一個簡單而統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，減少程序設(shè)計的復(fù)雜性，將注意力集中在自己的業(yè)務(wù)上，不必再為程序在不同系統(tǒng)軟件上的移植而重復(fù)工作，從而大大減少了技術(shù)上的負擔(dān)。</p><p>　　中間件帶給應(yīng)

84、用系統(tǒng)的不只是開發(fā)的簡單、開發(fā)周期的縮短，也減少了系統(tǒng)的維護、運行和管理的工作量，還減少了計算機總體費用的投入。The Standish Group的調(diào)查報告顯示，由于采用了中間件技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)的總建設(shè)費用可以減少50%左右。在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟大發(fā)展、電子商務(wù)大發(fā)展的今天，從中間件獲得利益的不只是IT廠商，IT用戶同樣是贏家，并且是更有把握的贏家。</p><p>　　中間件作為新層次的基礎(chǔ)軟件，其重要作用是將不同時期、

85、在不同操作系統(tǒng)上開發(fā)應(yīng)用軟件集成起來，彼此像一個天衣無縫的整體協(xié)調(diào)工作，這是操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)本身做不了的。中間件的這一作用，在技術(shù)不斷發(fā)展之后，使以往在應(yīng)用軟件上的勞動成果仍然物有所用，節(jié)約了大量的人力、財力投入。</p><p>　　中間件的應(yīng)用領(lǐng)域與分類</p><p>　　按照IDC 的分類方法，中間件可分為六類。分別是數(shù)據(jù)訪問中間件、遠程過程調(diào)用中間件、消息中間件、交易中間

86、件、對象中間件等。        面向?qū)ο蟮闹虚g件是對象技術(shù)和分布式計算發(fā)展的產(chǎn)物，業(yè)界普遍認為面向?qū)ο笫墙窈笾虚g件發(fā)展的主流方向，它提供一種通訊機制，透明地在異構(gòu)的分布計算環(huán)境中傳遞對象請求，而這些對象可以位于本地或者遠程機器。</p><p>　　面向?qū)ο髽?biāo)準(zhǔn)原本只有一個，即CORBA(公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu))，該標(biāo)準(zhǔn)由包括B

87、EA、IBM、Oracle、Sun和Sybas e等公司在內(nèi)的眾多廠商一起制定，從而形成了一個龐大的CORBA聯(lián)盟勢力。后來，Sun推出了企業(yè)級JavaBeans(EJB)，用自己易使用的程序模型來對CORBA做出了改進。微軟COM(Component Object Model，組件對象模型)的出現(xiàn)，使面向?qū)ο笾虚g件市場里又多了一個標(biāo)準(zhǔn)，這樣，面向?qū)ο笾虚g件產(chǎn)品實際上形成了兩大標(biāo)準(zhǔn)，一是微軟的COM，一是JavaBeans。</p

88、><p>　　當(dāng)前支持服務(wù)器端中間件技術(shù)的平臺</p><p>　　考察當(dāng)前主流的分布計算技術(shù)平臺，主要有OMG的CORBA、Sun的J2EE和Microsoft DNA 2000。它們都是支持服務(wù)器端中間件技術(shù)開發(fā)的平臺，但都有其各自的特點，將分別闡述如下。</p><p><b>　　OMG的CORBA</b></p><p

89、>　　CORBA分布計算技術(shù)是OMG組織基于眾多開放系統(tǒng)平臺廠商提交的分布對象互操作內(nèi)容的基礎(chǔ)上制定的公共對象請求代理體系規(guī)范。    CORBA分布計算技術(shù)，是由絕大多數(shù)分布計算平臺廠商所支持和遵循的系統(tǒng)規(guī)范技術(shù)，具有模型完整、先進，獨立于系統(tǒng)平臺和開發(fā)語言，被支持程度廣泛的特點，已逐漸成為分布計算技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。COBRA標(biāo)準(zhǔn)主要分為3個層次：對象請求代理、公共對象服務(wù)和公共設(shè)施。最底層是

90、對象請求代理ORB，規(guī)定了分布對象的定義（接口）和語言映射，實現(xiàn)對象間的通訊和互操作，是分布對象系統(tǒng)中的"軟總線"；在ORB之上定義了很多公共服務(wù)，可以提供諸如并發(fā)服務(wù)、名字服務(wù)、事務(wù)(交易)服務(wù)、安全服務(wù)等各種各樣的服務(wù)；最上層的公共設(shè)施則定義了組件框架，提供可直接為業(yè)務(wù)對象使用的服務(wù)，規(guī)定業(yè)務(wù)對象有效協(xié)作所需的協(xié)定規(guī)則。目前，CORBA兼容的分布計算產(chǎn)品層出不窮，其中有中間件廠商的ORB產(chǎn)品，如BEAM3，IBM

91、 Component Broker，有分布對象廠商推出的產(chǎn)品，如IONAObix和OOCObacus等。</p><p>　　CORBA規(guī)范的近期發(fā)展，增加了面向Internet的特性，服務(wù)質(zhì)量控制和CORBA構(gòu)件模型(CORBA Component Model)。Internet集成特性包括了針對IIOP傳輸?shù)姆阑饓?Firewall)和可內(nèi)部操作的定義了URL命名格式的命名服務(wù)(Naming Service)

92、。服務(wù)質(zhì)量控制包括能夠具有質(zhì)量控制的異步消息服務(wù)，一組針對嵌入系統(tǒng)的CORBA定義，一組關(guān)于實時CORBA與容錯CORBA的請求方案。CORBA CCM(CORBA Component Model)技術(shù)，是在支持POA的CORBA規(guī)范(版本2。3以后)基礎(chǔ)上，結(jié)合EJB當(dāng)前規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。CORBA構(gòu)件模型，是OMG組織制定的一個用于開發(fā)和配置分布式應(yīng)用的服務(wù)器端中間件模型規(guī)范，它主要包括如下三項內(nèi)容：</p>&

93、lt;p>　　抽象構(gòu)件模型，用以描述服務(wù)器端構(gòu)件結(jié)構(gòu)及構(gòu)件間互操作的結(jié)構(gòu)；</p><p>　　構(gòu)件容器結(jié)構(gòu)，用以提供通用的構(gòu)件運行和管理環(huán)境，并支持對安全、事務(wù)、持久狀態(tài)等系統(tǒng)服務(wù)的集成；</p><p>　　構(gòu)件的配置和打包規(guī)范，CCM使用打包技術(shù)來管理構(gòu)件的二進制、多語言版本的可執(zhí)行代碼和配置信息，并制定了構(gòu)件包的具體內(nèi)容和基于XML的文檔內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。</p>&l

94、t;p>　　總之，CORBA的特點是大而全，互操作性和開放性非常好。CORBA的缺點是龐大而復(fù)雜，并且技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的更新相對較慢，COBRA規(guī)范從1。0升級到2。0所花的時間非常短，而再往上的版本的發(fā)布就相對十分緩慢了。在具體的應(yīng)用中使用不是很多。</p><p><b>　　Sun的J2EE</b></p><p>　　為了推動基于Java的服務(wù)器端應(yīng)用開發(fā)，

95、Sun于是在1999年底推出了Java2技術(shù)及相關(guān)的J2EE規(guī)范，J2EE的目標(biāo)是：提供平臺無關(guān)的、可移植的、支持并發(fā)訪問和安全的，完全基于Java的開發(fā)服務(wù)器端中間件的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　在J2EE中，Sun給出了完整的基于Java語言開發(fā)面向企業(yè)分布應(yīng)用規(guī)范，其中，在分布式互操作協(xié)議上，J2EE同時支持RMI和IIOP，而在服務(wù)器端分布式應(yīng)用的構(gòu)造形式，則包括了Java Servlet、JSP(Jav

96、a Server Page)、EJB等多種形式，以支持不同的業(yè)務(wù)需求，而且Java應(yīng)用程序具有"Write once，run anywhere"的特性，使得J2EE技術(shù)在發(fā)布計算領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。</p><p>　　J2EE簡化了構(gòu)件可伸縮的、其于構(gòu)件服務(wù)器端應(yīng)用的復(fù)雜度，雖然DNA 2000也一樣，但最大的區(qū)別是DNA 2000是一個產(chǎn)品，J2EE是一個規(guī)范，不同的廠家可以實現(xiàn)自己的符合

97、J2EE規(guī)范的產(chǎn)品，J2EE規(guī)范，是眾多廠家參與制定的，它不為Sun所獨有，而且其支持跨平臺的開發(fā)，目前許多大的分布計算平臺廠商都公開支持與J2EE兼容技術(shù)。</p><p>　　EJB是Sun推出的基于Java的服務(wù)器端構(gòu)件規(guī)范J2EE的一部分，自從J2EE推出之后，得到了廣泛的發(fā)展，已經(jīng)成為應(yīng)用服務(wù)器端的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。SunEJB技術(shù)是在Java Bean本地構(gòu)件基礎(chǔ)上，發(fā)展的面向服務(wù)器端分布應(yīng)用構(gòu)件技術(shù)。它基于

98、Java語言，提供了基于Java二進制字節(jié)代碼的重用方式。EJB給出了系統(tǒng)的服務(wù)器端分布構(gòu)件規(guī)范，這包括了構(gòu)件、構(gòu)件容器的接口規(guī)范以及構(gòu)件打包、構(gòu)件配置等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容。EJB技術(shù)的推出，使得用Java基于構(gòu)件方法開發(fā)服務(wù)器端分布式應(yīng)用成為可能。從企業(yè)應(yīng)用多層結(jié)構(gòu)的角度，EJB是業(yè)務(wù)邏輯層的中間件技術(shù)，與JavaBeans不同，它提供了事務(wù)處理的能力，自從三層結(jié)構(gòu)提出以后，中間層，也就是業(yè)務(wù)邏輯層，是處理事務(wù)的核心，從數(shù)據(jù)存儲層分離，取

99、代了存儲層的大部分地位。從分布式計算的角度，EJB像CORBA一樣，提供了分布式技術(shù)的基礎(chǔ)。提供了對象之間的通訊手段。從Internet技術(shù)應(yīng)用的角度，EJB和Servlet，JSP一起成為新一代應(yīng)用服務(wù)器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，EJB中的Bean可以分為會話Bean和實體Bean，前者維護會話，后者處理事務(wù)，現(xiàn)在Servlet負責(zé)與</p><p>　　J2EE的優(yōu)點是，服務(wù)器市場的主流還是大型機和UNIX平臺，這意味著以

100、Java開發(fā)構(gòu)件，能夠做到"Write once，run anywhere"，開發(fā)的應(yīng)用可以配置到包括Windows平臺在內(nèi)的任何服務(wù)器端環(huán)境中去。</p><p>　　Microsoft DNA 2000</p><p>　　Microsoft DNA 2000(Distributed interNet Applications)是Microsoft在推出Window

101、s2000系列操作系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上，在擴展了分布計算模型，以及改造Back Office系列服務(wù)器端分布計算產(chǎn)品后發(fā)布的新的分布計算體系結(jié)構(gòu)和規(guī)范。</p><p>　　在服務(wù)器端，DNA 2000提供了ASP、COM、Cluster等的應(yīng)用支持。目前，DNA2000在技術(shù)結(jié)構(gòu)上有著巨大的優(yōu)越性。一方面，由于Microsoft是操作系統(tǒng)平臺廠商，因此DNA 2000技術(shù)得到了底層操作系統(tǒng)平臺的強大支持；另一方面，由

102、于Microsoft的操作系統(tǒng)平臺應(yīng)用廣泛，支持該系統(tǒng)平臺的應(yīng)用開發(fā)廠商數(shù)目眾多，因此在實際應(yīng)用中，DNA 2000得到了眾多應(yīng)用開發(fā)商的采用和支持。</p><p>　　DNA 2000融合了當(dāng)今最先進的分布計算理論和思想，如事務(wù)處理、可伸縮性、異步消息隊列、集群等內(nèi)容。DNA使得開發(fā)可以基于Microsoft平臺的服務(wù)器構(gòu)件應(yīng)用，其中，如數(shù)據(jù)庫事務(wù)服務(wù)、異步通訊服務(wù)和安全服務(wù)等，都由底層的分布對象系統(tǒng)提供。以

103、Microsoft為首的DCOM/COM/COM+陣營，從DDE，OLE到ActiveX等，提供了中間件開發(fā)的基礎(chǔ)，如VC，VB，Delphi等都支持DCOM，包括OLE DB在內(nèi)新的數(shù)據(jù)庫存取技術(shù)，隨著Windows2000的發(fā)布，Microsoft的DCOM/COM/COM+技術(shù)，在DNA2000分布計算結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，展現(xiàn)了一個全新的分布構(gòu)件應(yīng)用模型。首先，DCOM/COM/COM+的構(gòu)件仍然采用普通的COM(Component Ob

104、ject Model)模型。COM最初作為Microsoft桌面系統(tǒng)的構(gòu)件技術(shù)，主要為本地的OLE應(yīng)用服務(wù)，但是隨著Microsoft服務(wù)器操作系統(tǒng)NT和DCOM的發(fā)布，COM通過底層的遠程支持使得構(gòu)件技術(shù)延伸到了分布應(yīng)用領(lǐng)域。DCOM/COM/COM+更將其擴充為面向服務(wù)器端分布應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯中間件。通過COM+</p><p>　　但是它的不足是依賴于Microsoft的操作系統(tǒng)平臺，因而在其它開發(fā)系統(tǒng)平臺(