Представление звуковой информации в компьютере





ЗВУК - волнообразно распространяющееся колебательное движение материальных частиц упругой среды, воспринимаемое органами слуха.

Человек воспринимает звук в пределах от 20 Гц до 20 КГц.

Верхняя граница зависит от возраста и других факторов.

Нижняя граница зависит от интенсивности звучания.

Аналоговый звук

Звуковая волна – это некая сложная функция, зависимость амплитуды звуковой волны от времени.

Информация, содержащаяся в звуковой волне, определяется не параметрами среды, в которой распространяется упругая волна, а параметрами колебаний (амплитудой и частотами основного тона и гармоник).

Любая форма звукозаписи (механическая, магнитная, оптическая, лазерная) осуществляется на основе предварительного преобразования звуковой волны в переменный электрический ток с такими же параметрами колебаний (с помощью микрофона).

Аналоговый звук представляется в аппаратуре непрерывным электрическим сигналом.

Качество звучания зависит от точности воспроизведения формы колебаний, которую очень трудно сохранить.

Главный недостаток аналоговой записи звука — неизбежные потери качества при копировании.

Оцифровка звуковой информации

Оцифровка звука – это фиксация амплитуды сигнала через определенные промежутки времени и регистрация полученных значений амплитуды в виде округленных цифровых значений.

Любой компьютер имеет в своем составе плату – аудиоадаптер (звуковую карту).

Звуковые платы включают: АЦП (аналогово-цифровой преобразователь), синтезатор, микшер, ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), усилитель, MIDI интерфейс, порт для игровых манипуляторов.

Для записи цифрового звука АЦП производит:

дискретизацию по времени непрерывного сигнала (определяет значение амплитуды сигнала с частотой необходимой для воссоздания его исходной формы = удвоенной максимальной частотой звуковой волны);

квантование по уровням измеренных значений сигнала (определяет число фиксируемых значений (уровней, градаций) амплитуды сигнала);

кодирование сигнала (запись в двоичной системе счисления).

Обратную операцию проделывает ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).

Битрейт (bit rate) — буквально, скорость прохождения битов информации.

Битрейт - эффективная скорость передачи информации по каналу (скорость передачи «полезной информации», помимо служебной) выраженная килобитамив секунду (kilobit per second, kbps).

Преимущества "цифрового звука"

Оцифрованный звуковой сигнал имеет следующие достоинства:

· возможность бесконечно долгого хранения без потери исходного качества,

· возможность сколь угодно долгого воспроизведения без потери исходного качества,

· возможность бесконечного тиражирования без потери исходного качества,

· простота и широкие возможности обработки современными средствами,

· устойчивость к помехам в линиях передачи сигнала.

Параметры цифрового звука

Важными параметрами цифрового представления звука являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала (измеряется его амплитуда) для преобразования в цифровой код.

Для стандарта CD это 44КГц (44 тысячи раз за секунду), для SACD 192КГц

Разрядность квантования характеризует число ступеней сигнала и измеряется степенью числа 2.

Для стандарта CD применяются 16-разрядные аудио адаптеры, имеющие 65 536 (2 в 16 степени) ступеней квантования — как у звукового компакт–диска. Для стандарта SACD 24-разрядные.

Достоинства и ограничения цифрового звука

Достоинства

надежность хранения (данные не искажаются с течением времени);

компактность хранения;

огромные возможности коррекции и редактирования.

Sennheiser PXC 450

Наушники Sennheiser PXC 450 используют две уникальные технологии для устранения окружающего шума.

1) NoiseGard 2.0 устраняет внешние звуки противофазой: улавливает звук, рассчитывает волну, разворачивает ее в противофазу и воспроизводит с нужной громкостью внутри. После сложения волн остается тишина.

2) TalkThrough отделяет шумы от человеческой речии подавляет их обеспечивая хорошую слышимость речи.

Ограничения

Аналоговый звук слушается живее (процесс оцифровки вносит погрешности в звучание, а усиливающая цифровая аппаратура привносит специфические искажения).

Слуховой аппарат человека воспринимает частоты до 20 кГц, но человеческий мозг улавливает и более высокие частоты на подсознательном уровне.

 

52.1. ПОНЯТИЕ ПРОГРАММЫ, ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
КОМПЬЮТЕР (вычислительная система) представляет собой единство двух составляющих: АППАРАТНОГО и ПРОГРАММНОГО обеспечения

Информация, с которой работает компьютер, делится на 2 типа: ПРОГРАММЫ и ДАННЫЕ.

ПРОГРАММА - последовательность инструкций ( команд ) для выполнения различных операций на ПК.

ДАННЫЕ - это та информация, над которой производятся действия, предусмотренные программой.
В настоящее время ПО (программное обеспечение) ПК условно можно разделить на три основных класса:


Рис 1.1. Классификация программного обеспечения ПК.

i.
Системное ПО (или Системные программы) – предназначено для эксплуатации и технического обслуживания ПК, управления и организации вычислительного процесса при решении любой конкретной задачи на ПК и т.д.


Системное ПО обязательная часть ПО, к нему относятся

 


  • Операционные системы

  • Оболочки операционных систем.

  • Программы-утилиты

ii.
Прикладное ПО ( или пакеты прикладных программ) – предназначено для решения определенного класса задач, т.е. это программы, используемые как инструмент при создании документов в повседневной деятельности. ИЛИ ПРОГРАММЫ, с помощью которых пользователь решает свои информационные задачи, не прибегая к программированию.


К ним относятся:.

 


  • текстовые и графические редакторы

  • электронные таблицы

  • системы управления базами данных (СУБД)

  • интегрированные среды

  • обучающие и учебные программы

  • прикладные программы

  • игры

  • мультимедиа и т.д.

iii.
Инструментальное ПО (или системы программирования) обеспечивают создание ВСЕХ КЛАССОВ ПРОГРАММ: системных, прикладных и новых систем программирования


Или Инструментальное ПО (или системы программирования) обеспечивает создание новых прикладных программ для компьютера.
Это комплексы программ и прочих средств, предназначенных каждый для разработки и эксплуатации программ на конкретном языке программирования для конкретного вида ЭВМ. Системы программирования обычно включают некоторую версию языка программирования, транслятор программ и т.д.
Изучение программного обеспечения ПК начнем с системного обеспечения.
1.2. СИСТЕМНОЕ ПО.

Число всех разновидностей системных программ очень велико, здесь будут кратко описаны некоторые из них, а именно: операционные системы, интерфейсные оболочки, утилиты.


1. Cреди десятков тысяч системных программ особое место занимают ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ОС), которые обеспечивают управлениересурсами компьютера с целью их эффективного использования. Это первая и самая важная программа, благодаря которой становится возможным общение между компьютером и человеком.
ОС - это комплекс программ по управлению работой аппаратной части ПК и организации взаимодействия пользователя и ПК.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в оперативной памяти. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:


  • осуществление диалога с пользователем;

  • ввод-вывод и управление данными;

  • планирование и организация процесса обработки программ;

  • распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

  • запуск программ на выполнение;

  • всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

  • передача информации между различными внутренними устройствами;

  • программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).


Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Каждая ОС состоит как минимум из трех обязательных частей:

Первая – ядро, командный интерпретатор, «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая – специализированные программы для управления различными устройствами. Такие программы называются драйверами – т.е. «водителями», управляющими. Сюда же относятся так называемые «системные библиотеки», используемые как самой операционной системой, так и входящими в ее состав программами.

И, наконец, третья часть – удобная оболочка, с которой общается пользователь – интерфейс. Своего рода красивая оболочка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро. Сравнение с упаковкой удачно еще и потому, что именно на нее обращают внимание при выборе операционной системы, - о ядре же, главной части ОС, вспоминают уже потом. Поэтому нестабильная и ненадежная (с точки зрения ядра) ОС, как Windows 95, и пользовалась таким сногсшибательным успехом – благодаря красивой обертки-интерфейсу. Кстати, все версии Windows, вплоть до Windows ME, были не полноценными операционными системами, а оболочками для старого ядра DOS.

Сегодня графический интерфейс – неизменный атрибут любой операционной системы, будь то Windows, Linux или MacOS.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

 


  • однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

  • однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

  • однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

  • многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.


Критерий многозадачности появился при переходе от DOS к Windows, ну а многопользовательскими операционные системы стали чуть позже – в середине 90-х годов.

И последнее разрядность. Мы в вами уже говорили о разрядности процессора – точно также разрядность характеризует и ОС. 16-разрядные операционные системы (DOS, Windows 3.1, Windows 3.11) ушли в прошлое с появлением windows 98/ME. С конца 90-х годов правили 32-разрядные системы, а в настоящее время мы стоим на пороге перехода к 64-разрядным ОС.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционных систем на свете много. По крайней мере – больше одной. Помимо многочисленных версий Windows, существует целая группа операционных систем семейства UNIX. Назовем хотя бы главного соперника Windows – Linux (существует около десятка самых распространенных версий этой операционной системы, и среди них есть немало русскоязычных. Программисты и опытные пользователи часто отдают предпочтение другому потомку UNIX – FreeBSD. Наконец, постоянно ходят слухи о скором появлении PC-варианта знаменитой MacOS.


2. ИНТЕРФЕЙСНЫЕ ОБОЛОЧКИ – это программы, которые обеспечивают удобный и наглядный способ общения (интерфейс) компьютера и пользователя.

Наиболее популярными интерфейсными оболочками являются Windows Commander, Norton Commander (NC) , DOS Shell, Volkov Commander и т.д.

 

Операционные оболочки (например, Windows Commander), в отличие от обычных программ-оболо­чек, не только обеспечивают удобный и наглядный способ общения ПК и пользователя, но и предоставляют новые возможности для за­пускаемых программ, такие как графический интерфейс, мультипрограммирование, расширенные средства для обмена информацией между программами.
3. Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения — УТИЛИТЫ (лат. utilitas — польза). Они либорасширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.Кратко опишем некоторые разновидности утилит:

 


  • программы-драйверы, которые расширяют возможности операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; с помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся;

  • программы контроля,тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера, для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации; указывают причину и место неисправности. Их используют также не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы.

  • программы сжатия данных (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

  • антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;


Компьютерный вирус — это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам для выполнения каких-либо вредных действий — портит файлы, "засоряет" оперативную память и т.д.

 


  • программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;

  • программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

  • коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

  • программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти

  • программы для записи DVD/CD-ROM, DVD/CD-RW и многие другие


Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.

1.3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ
Одна из важнейших функций ОС - организация файловой системы.

Файловая система – это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций с файлами.

Файл (File) – в переводе с английского – это просто лист, на котором может быть записана некая информация. Неважно код программы или созданный вами текст. Важно другое – что каждый такой листок является чем-то логически завершенным, законченным.

Файл - это логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которых во внешней памяти (на дисках) выделяется определенная область.

Файл - это место постоянного хранения информации - программ, данных для их работы, текстов, закодированных изображений и др. Реализуются файлы как участки памяти на внешних носителях: жестких дисках, CD/DVD-дисках, flash-носителях.

В файлах хранится однородная информация и связанные между собой сведения.

 

Файлы программ (приложений) – содержат двоичные коды команд для выполнения различных операций на ПК

Файлы данных (документов) – объекты, созданные средствами приложений

Хотя бывают и «комбинированные» файлы, включающие, к примеру, картинку, текст и элемент программы. Главное, чтоб мы, пользователи, всегда могли отличить один «кусочек информации» от другого и знали, как именно на работать с каждым типом файлов.

Как это делается? Очень просто: каждый файл, подобно человеку, имеет собственное «имя» и «фамилию» (ее называют «типом» файла), возраст и вес.

ПАРАМЕТРЫ ФАЙЛА: имя, тип (расширение), размер, дата и время создания, атрубут и др.


1. ИМЯ. РАСШИРЕНИЕ

Каждый файл на диске имеет свое собственное имя, которое состоит из 2-х частей - имени файла и отделенного точкой расшире­ния имени. Расширение имени файла называют иногда типом файла.

Имя файла чаще всего может быть выбрано произвольно самим пользователем. Раньше, в эпоху DOS, имена файлов могли составлять максимум восьми букв латинского алфавита – сегодня в операционной системе Windows их может быть до 256 и никаких языковых ограничений не осталось. Работая с русской версией Windows, мы можем давать нашим файлам русские имена, а китайцы, к примеру, могут с легкостью использовать свои иероглифы. В длинных именах различаются прописные и строчные символы, можно использовать русскоязычные символы, но нельзя применять знаки:\ / : * ? “ < > |
Тип файлапоказывает, какого рода начинка хранится в каждом информационном «контейнере» - рисунок ли это, текст или программа. О типе файла рассказывает его расширение, - часть имени из трех (редко – из четырех) букв, отделенное от основной части названия точкой. Так, расширением имени файла будут называться символы справа от последней точки.

Итак,


Имя файла - содержит до 255 символов

Расширение имени - содержит от 1 до 3 символов,

( Расширение имени может отсутствовать)

Например: calc.exe

| | Расширение (тип)

Имя


В компьютерном мире существует бесчисленное множество расширений – запомнить все просто нереально. Однако основных расширений не так уж много:

Примеры расширений имени файлов:

 


  • .exe – обозначает «исполняемый» файл, хранящий в себе программу;

  • com – другой тип программного файла. Обычно файлы.com соответствуют небольшим (до сотни килобайт) программкам. Сегодня практически не используются.

  • .bat – так называемый «пакетный файл», предназначенный для последовательного запуска нескольких программ (или команд). По сути, это обычный текстовый файл, в котором набраны названия программных файлов, которые вы хотите выполнить, в необходимом вам порядке. Пример – файл autoexec.bat, автоматически выполняющийся в момент загрузки компьютера;

  • .cfg - конфигурационный файл, в котором программа указывает параметры своей работы;

  • .dll – так называется «динамически подключаемая библиотека» данный, к которой могут обратиться по мере надобности сразу несколько программ;

  • .hlp – файл справки, в котором хранятся «подсказки», а иногда – и полное руководство по той или иной программе;

  • .doc, .txt – текстовые файлы;

  • .htm, .html – гипертекстовый документ Интернета;

  • .xls- электронная таблица;

  • .dat – файл данных;

  • .wav, .mp3, .wma – звук в цифровом формате;

  • .bmp, .gif,.jpg– файлы, содержащие графическую информацию (картинки);

  • .avi, .MPEG, .mov, .vob – файлы видео;

  • .iso, .nrg – файлы образов;

  • .zip, .rar, .arj, .7z - файлы «архивов», т.е. сжатой с помощью специальных программ-«архиваторов» информации. В одном архивном файле может храниться множество файлов.

Для поиска файлов, выбора группы файлов используются следующие шаблоны:

* - любое число символов, допустимое в имени и расширении имени файла

? – любой одиночный символ в имени и расширении имени файла

 

Атрибуты файлов

Есть у файла и еще один признак, называемый атрибутом. Однако, в отличии от имени и расширения ( а в Windows – значка определенного типа) его-то пользователь как раз и не видит. Зато великолепно видит и понимает компьютер. Вот лишь некоторые из этих атрибутов;

 

Скрытый (Hidden).Файлы с таким атрибутом обычно не видны пользователю. Для перестраховки – как правило, файлы эти весьма важные для функционирования системы.

Только для чтения (Read-Only).Файлы открыты пользователю, но изменить их содержимое без специальной команды – нельзя.

Системный (Sistem) – Этим атрибутом, как особым знаком отличия, отмечены самые важные файлы в операционной системе, отвечающие за загрузку компьютера. Их повреждение или удаление всегда влечет за собой самые тяжкие последствия – поэтому щедрый компьютер, «награждает» заодно и двумя предыдущими атрибутами – «только чтение» и «скрытый».

Архивный (Arhive)– Этот атрибут устанавливается обычно во время работы с файлом, при его изменении. По окончании сеанса работы он, как правило, снимается.

РАЗМЕР файла

Каждый файл может быть любого размера. Размер ограничивается размером внешнего носителя, на котором хранится файл


4. ДАТА и ВРЕМЯ создания файла регистрируются автоматически ОС при его создании
ДЕЙСТВИЯ с файлами: создать, сохранить, открыть, закрыть, копировать, переместить, переименовать, удалить

ПРАВИЛО: Чтобы выполнить любое действие с объектом в ОС Windows, выделите объект и выполните действие

 

ПАПКИ
Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге — оглавлении файлов.

Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы.

 

Каталог / Папка - это специальное место на диске, в котором хранятся сведения о файлах (имя файла, размер файла, дата и время создания файла и т.д.).

ПАПКА – объект ОС Windows, предназначенный для объединения файлов и других папок в группы


ПАРАМЕТРЫ ПАПКИ: имя, тип (расширение), размер, дата и время создания и др.

1. ИМЯ.РАСШИРЕНИЯ – требования совпадают с требованиями к имени и расширению файлов, но обычно расширение у папок отсутствует

Папка (каталог) может иметь собственное имя и храниться в другой папке наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Пример такой структуры — на рис. 1.3.

Рис. … Пример иерархической файловой структуры
Полное имя файла состоит из имени диска, пути к файлу на диске и имени файла.

Например: С:\Иванов\Рефераты\Экономическая информатика.doc

Где

С: - обозначение диска

 

\Иванов\Рефераты\ - путь к файлу ( цепочка вложенных папок0

Экономическая информатика.doc – конечный файл

2. РАЗМЕР ПАПКИ определяется суммарным размером файлов и папок, находящихся в ней

3. ДАТА и ВРЕМЯ создания папки - регистрируются автоматически ОС при ее создании


ДЕЙСТВИЯ с папками: создать, сохранить, открыть, закрыть, копировать, переместить, переименовать, удалить

Таким образом папку можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в ней файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.


К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры.

Понятие файла может быть обращено на любой источник или потребитель информации в машине, например, в качестве файла для программы могут выступать принтер, дисплей, клавиатура и др.


Вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними называется файловой структурой
Структура файловой системы и структура хранения данных на внешних магнитных носителях определяет удобство работы пользователя, скорость доступа к файлам и т.д.

Разработчики современного программного обеспечения стараются сделать работу пользователя за компьютером удобной, простой, наглядной. Качество любой программы определяется пользовательским интерфейсом, т.е. набором средств общения программы с пользователем.

Основная форма организации пользовательского интерфейса – меню.

Меню – это выводимый на экран список, из которого пользователь может выбирать необходимо ему элементы.


Коротко о главном

Программное обеспечение(ПО, Software) - совокупность программ, используемых на ПК.

Программное обеспечение ПК условно можно разделить на три основных класса: системное ПО, прикладное ПО, инструментальное ПО.

Системное ПО обязательная часть ПО. Определяющая роль отводится операционной системе.

ОС - это комплекс программ по управлению работой аппаратной части ПК и организации взаимодействия пользователя и ПК

Файловая система – это функциональная часть ОС, обеспечивающая выполнение операций с файлами.

Файл - это именованная область на диске или другом машинном носителе.

Каждый файл на диске имеет свое собственное имя, которое состоит из 2-х частей - имени файла и отделенного точкой расшире­ния имени.

 

Каталог / Папка - это специальное место на диске, в котором хранятся сведения о файлах ( имя файла, размер файла, дата и время создания файла и т.д. ).
Полное имя файла состоит из имени диска, пути к файлу на диске и имени файла.

Качество любой программы определяется пользовательским интерфейсом, т.е. набором средств общения программы с пользователем, основная форма пользовательского интерфейса – меню.

53.Виды сжатия

Все методы сжатия информации можно условно разделить на два больших непересекающихся класса: сжатие с потерей информации и сжатие без потери информации.





Читайте также:
Этапы развития человечества: В последние годы определенную известность приобрели попытки...
Методы исследования в анатомии и физиологии: Гиппократ около 460- около 370гг. до н.э. ученый изучал...
Методика расчета пожарной нагрузки: При проектировании любого помещения очень важно...
Технические характеристики АП«ОМЕГА»: Дыхательным аппаратом со сжатым воздухом называется изоли­рующий резервуарный аппарат, в котором...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.048 с.