-
Кодирование звуковой информации
Приёмы и методы работы со звуковой информацией в вычислительной техники появились значительно позже. К тому же в отличие от числовых, текстовых и графических данных у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории кодирования. В итоге методы кодирования звуковой информации далеки от стандартизации. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но если говорить обобщенно, то можно выделить два основных направления.
Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что любой сложный звук можно разбить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. В природе звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, то есть являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых сигналов выполняют специальные устройства – аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированным двоичным кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методами кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным, соответствует качеству простейших музыкальных инструментов с окрасом, характерным для электронной музыки. В то же время, данный метод кодирования обеспечивает весьма компактный код, и поэтому нашёл применение ещё в те годы, когда ресурсы и средства вычислительной техники были недостаточны.
Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза лучше соответствует современному уровню развития техники. Если говорить упрощенно, то можно сказать, что где-то в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных электромузыкальных инструментов (хотя не только для них). В технике такие образцы называются сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры его среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звука. Поскольку в качестве образцов используются «реальные» звуки, то качество звука, полученное в результате синтеза, получается очень высоким и приближается к качеству реальных музыкальных инструментов.
-
Единицы представления данных
Существует множество систем представления данных. С одной из них, принятой в информатике и вычислительной технике, двоичным кодом, мы познакомились выше. Наименьшей единицей такого представления является бит (двоичный разряд). Совокупность двоичных разрядов, выражающих числовые или иные данные, образуют некий битовый рисунок. Практика показывает, что битовым представлением удобнее работать, если этот рисунок имеет регулярную форму. В настоящее время в качестве таких форм используются группы из восьми битов, которые называют байтами.
|
Десятичное число |
Двоичное число |
Байт |
|
1 |
1 |
0000 0001 |
|
2 |
10 |
0000 0010 |
|
… |
… |
… |
|
255 |
11111111 |
1111 1111 |
Понятие о байте как о группе взаимосвязанных битов появились вместе с первыми образцами электронной вычислительной техники. Долгое время понятие байта было машинно-зависимым, то есть в различных вычислительных машинах длина байта была разной. Только в конце 60-х годов понятие байта стало универсальным и машинно-независимым.
Выше мы видели, что во многих случаях целесообразно использовать не восьмиразрядное кодирование, 16-разрядное, 24-разрядное, 32-разрядное и более. Группа из 16-ти взаимосвязанных бит (двух взаимосвязанных байтов) в информатике называется словом. Соответственно, группа из четырёх взаимосвязанных байтов (32 разряда) называются удвоенным словом, а группа из восьми байтов (64 разряда) – учетверённым словом.