Windows

Ақпаратты кодтау. Дыбыстық ақпаратты кодтауға арналған тапсырмалар

2-тапсырма. Ойнату уақыты 22,05 кГц таңдау жиілігінде және 8 бит ажыратымдылығында 10 секунд болатын сандық аудио файлдың өлшемін (байтпен) анықтаңыз.

Мақсат 3.Дискідегі бос жад көлемі 5,25 МБ, дыбыстық картаның разрядтық тереңдігі 16. 22,05 кГц дискреттеу жиілігімен жазылған сандық аудио файл дыбысының ұзақтығы қандай?

4-тапсырма.Ақпарат көлемін анықтаңыз стерео дыбысДыбыс сапасы жоғары 1 секундтық дыбыс файлы (16 бит, 48 кГц).

5-тапсырма. 44,1 кГц таңдау жиілігінде және 16 бит ажыратымдылығында екі минуттық ойнату уақыты бар сандық аудио файл үшін сақтау орнының көлемін анықтаңыз.

6-тапсырма.Цифрлық аудио файлды жазудың бір минутында дискіде 1,3 МБ орын алады, дыбыстық картаның разрядтық тереңдігі 8. Дыбыс таңдаудың қандай жылдамдығымен жазылған?

7-тапсырма. 3 минуттық ойнату уақыты бар жоғары сапалы сандық аудио файлды сақтау үшін қанша сақтау орны қажет?

8-тапсырма.Сандық аудио файлда төмен сапалы аудио жазба бар (дыбыс күңгірт және тұйық). Егер оның көлемі 650 Кбайт болса, файл дыбысының ұзақтығы қандай?

9-есеп.Екі минуттық цифрлық аудио жазба дискідегі 5,05 МБ орынды алады. Сынама алу жиілігі - 22 050 Гц. Аудио адаптердің қашықтығы қандай?

10-тапсырма.Дискідегі бос жад көлемі 0,1 ГБ, дыбыстық картаның разрядтық тереңдігі 16. 44 100 Гц дискреттеу жиілігімен жазылған сандық аудио файл дыбысының ұзақтығы қандай?

11-есеп.Дыбыс ұзақтығы 1 секунд (1 минут) жоғары дыбыс сапасымен (16 бит; 48 кГц) стерео аудио файлының ақпарат көлемін бағалаңыз.
12-есеп.Моно-аудио файлдың ойнату уақытын есептеңіз, егер 16-биттік кодтаумен және 32 кГц дискреттеу жылдамдығымен оның көлемі мынаған тең болса:
A) 700 Кбайт;
B) 6300 КБ.

Ақпаратты кодтау

Информатиканы оқытудағы негізгі бағыттардың бірі – ақпаратты кодтау. Бұл тақырып«Информатика және АКТ» пәнінің негізгі мақсаттарына сәйкес келеді: ақпарат туралы түсініктерді, орналасқан ақпарат көлемінің өлшемдері туралы идеяларды қалыптастыру. әртүрлі түрлеріқабылдау.

Қабылдау тәсіліне қарай ақпаратты кодтауға арналған тапсырмалар үш түрге бөлінеді: кодтау кескіндері, мәтіндік және дыбыстық. Тапсырмалардың кез келген түрлері ЖИА-да, Бірыңғай мемлекеттік емтихандарда және олимпиадаларда әрқашан болады. Сондықтан информатиканың осы саласын түсіну өте маңызды.

Графика

DIV_ADBLOCK4">

Мысал . 65536 түс палитрасы пайдаланылса, рұқсаты 640x480 пиксель болатын монитордың бүкіл экранын алатын нүктелік кескінді сақтау үшін қажетті бейне жады көлемін есептеңіз.

Шешім.Түс тереңдігін N = 65536 = 2I формуласы арқылы табуға болады, бұл I = 16 битті білдіреді.Сондықтан бір кескін пикселін сақтау үшін 16/8 = 2 байт бейне жады қажет. Осылайша, бүкіл кескінді сақтау үшін Vgr = W*H*I = 640*480*2 = 614400 байт = 600 Кб қажет.

Дыбыс

Alphabet" href="/text/category/alfavit/" rel="bookmark">алфавит) әртүрлі ықтимал тең болуы мүмкін күйлер (оқиғалар) ретінде. Содан кейін кез келген алфавиттің әрбір мәтіндік белгісі (әріп, сан, тыныс белгілері, т.б.) тағайындай алады. код – бүтін сан, яғни олардың ақпараттық сыйымдылығы алфавиттегі санына байланысты ( қуаталфавит), олардың саны неғұрлым көп болса, соғұрлым үлкен мөлшерақпарат бір символ арқылы тасымалданады. Мысалы, орыс алфавитінде («ё» әрпі жоқ) әр таңбаға 5 бит ақпарат бар (32=2I)..

Мысал. Алфавиттің қуаты 16 разряд (тырнақшасыз) болса, «Шағын катушка, бірақ қымбат» мақалдың ақпараттық көлемін разрядтармен анықтаңыз.

Шешімі:Сіз жай ғана сөйлемдегі таңбалардың санын, тырнақшаларды емес, бос орындарды қоса санауыңыз керек. (Сонымен қатар, сөздер арасында бір бос орын бар деп есептеп, тыныс белгілерінің алдында бос орын болмайды). Алынған мәнді I = 4 битке көбейтіңіз. Яғни, Vt \u003d 22 * 4 \u003d 44 бит.

Бұл бөлімдер бірін-бірі толықтырады және жалпылау болып табылады, сондықтан оларды оқыту кезінде теориялық баяндауда және есептерді шешуде сәйкестікті сақтау керек.

1. Дыбыс – амплитудасы мен жиілігі үздіксіз өзгеретін дыбыс толқыны. Адам үшін дыбыс қаттырақ, сигналдың амплитудасы неғұрлым көп болса, дыбыс неғұрлым жоғары болса, сигналдың жиілігі соғұрлым жоғары болады. Үздіксіз сигнал ақпаратты тасымалдамайды, сондықтан оны екілік нөлдер және бірліктер тізбегіне - екілік (цифрлық) кодқа айналдыру керек.

2. Дыбыс дыбыс картасындағы арнайы құрылғы арқылы цифрланады. Ол аналогты-цифрлық түрлендіргіш (ADC) деп аталады. Кері процесс – кодталған дыбысты жаңғырту цифрлық-аналогтық түрлендіргіштің (DAC) көмегімен орындалады. Осы процестерді толығырақ қарастырайық.

Үздіксіз кодтау процесінде дыбыстық сигналол уақыт бойынша дискреттенеді немесе олар айтқандай, «уақытша дискретизация». Дыбыс толқыны жеке шағын уақыт бөлімдеріне бөлінеді және әрбір бөлім үшін белгілі бір амплитудалық мән орнатылады. Бұл әдіс PCM импульстік амплитудалық модуляция деп аталады (Импульстік код модуляциясы ). Осылайша, тегіс қисық «қадамдар» тізбегімен ауыстырылады. Әрбір «қадамға» дыбыс деңгейінің мәні тағайындалады (1, 2, 3 және т.б.). «Қадамдар» неғұрлым көп болса, кодтау процесінде соғұрлым көп дыбыс деңгейлері бөлінеді және әр деңгейдің мәні бойынша көбірек ақпарат тасымалданады және дыбыс жақсырақ болады.

2. Цифрланған дыбыстың сипаттамасы.

Дыбыс сапасы екі сипаттамаға байланысты - дыбысты кодтау тереңдігі және таңдау жылдамдығы. Осы сипаттарды қарастырайық.

Аудио кодтау тереңдігі ( I ) - әртүрлі сигнал деңгейлерін немесе күйлерін кодтау үшін пайдаланылатын биттердің саны. Сонда мұндай күйлердің немесе деңгейлердің жалпы саны ( Н ) формула бойынша есептеуге болады:

N=2I.

Қазіргі заманғы дыбыс карталары 16-биттік аудио кодтау тереңдігін қамтамасыз етіңіз, содан кейін әртүрлі деңгейлердің жалпы саны:

N = 216 = 65536.

Таңдау жиілігі (M) - уақыт бірлігіндегі дыбыстық сигнал деңгейінің өлшемдерінің саны. Бұл сипаттама дыбыс сапасын және екілік кодтау процедурасының дәлдігін көрсетеді. Герцпен (Гц) өлшенеді. Бір секундтағы бір өлшеу 1 Гц жиілікке, бір секундта 1000 өлшеуге - 1 килогерц (кГц) сәйкес келеді. Дыбыстық сигналды таңдау жиілігі 8-ден 48 кГц-ке дейінгі мәндерді қабылдай алады. 8 кГц жиілікте таңдалған дыбыс сигналының сапасы радиохабар сапасына, ал 48 кГц жиілікте дыбыстық сигналдың дыбыс сапасына сәйкес келеді. CD.

Жоғары сапалы дыбыс 44,1 кГц дискреттеу жылдамдығымен және 16 биттік аудио кодтау тереңдігімен қол жеткізіледі. Күңгірт, күңгірт дыбыс келесі параметрлермен сипатталады: дискретизация жылдамдығы - 11 кГц, кодтау тереңдігі - 8 бит.

Параметр Дыбыс сапасы	Кодтау тереңдігі	Сынама алу жиілігі
радиохабар	8 бит	8 кГц дейін
Орташа сапа	8 бит немесе 16 бит	8-48 кГц
CD дыбысы	16 бит	48 кГц дейін

Дыбыстық ақпараттың көлемін табу үшін келесі формуланы қолдану керек: V =М*мен*т , мұндағы M – іріктеу жиілігі (Гц-пен), I - кодтау тереңдігі (битпен), т — ойнату уақыты (секундпен).

Мысал

Дыбыс 22,05 кГц таңдау жиілігінде және 8 бит дыбыс тереңдігінде 10 секунд ойнатылады. Оның өлшемін анықтаңыз (байтпен). Шешімі:

M \u003d 22,05 * 1000 \u003d 220500 Гц; I = 8/8=1 байт;

T = 10 секунд; В = 220500*10*1= 220500 байт.

Жауабы: 220500 байт.

№1

44 кГц таңдау жиілігінде және 16 биттік кодтау тереңдігінде ойнату уақыты бес минут болатын моно аудио файлды сақтау үшін жад көлемін анықтаңыз.

Шешімі:

V=MIt = 44000Гц * 16 * 5 = 3520000 бит = 430 КБ.

Жауабы: 430 КБ.

№2

Пайдаланушыда 5,1 Мбайт жады болса, 2 минутқа созылатын аудио ақпаратты жазу үшін таңдау жылдамдығы мен кодтау тереңдігі қандай болуы керек.