აუდიო ინფორმაციის კოდირება. მზადება ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის

1. რომელი კომპიუტერული მოწყობილობა აყალიბებს ადამიანის აზროვნებას?
-ᲞᲠᲝᲪᲔᲡᲝᲠᲘ

2. თავდაპირველ ინფორმაციაზე (ფაქტებზე) მოქმედებები გარკვეული წესების შესაბამისად არის
-მონაცემთა დამუშავება

3.აირჩიეთ წესი შემოთავაზებული შეტყობინებებიდან
-მარტივი წილადების გამრავლებისას მათი მრიცხველები და მნიშვნელები მრავლდება

4. ვისთვის არის ყველაზე მეტად ინფორმაციული შემდეგი შეტყობინება: „პროგრამა არის პროგრამირების ენაზე დაწერილი ალგორითმი“?
- დამწყები პროგრამისტი

5. სად ინახება ამჟამად გაშვებული პროგრამა და მისი დამუშავებული მონაცემები?
- RAM-ში

6. რომელი კომპიუტერული მოწყობილობა ახორციელებს ხმის აღების პროცესს?
-ხმის კარტა

7. განისაზღვრება პირის მიერ მიღებული შეტყობინების საინფორმაციო შინაარსი
- ახალი ცოდნის ხელმისაწვდომობა და სიცხადე

8. ელიფსის ნაცვლად ჩასვით შესაბამისი ცნებები: „ცნობარი შეიცავს ინფორმაციას... შენახული...“
ა) ფაილები, გარე მეხსიერება

9. მიუთითეთ ბრძანებ(ებ)ი, შესრულებისას არჩეული ფრაგმენტი გადადის ბუფერში
ბ) ამოჭრა და გადაწერა

10. ქვემოთ ჩამოთვლილი ქმედებებიდან რომელი ეხება ტექსტის ფორმატირებას?
- ნიველირების რეჟიმის დაყენება

11. აპლიკაციის პროგრამა მოიცავს:
ბ) ტექსტის რედაქტორები

12.ოპერაციული სისტემა არის
- პროგრამების ერთობლიობა, რომელიც აწყობს კომპიუტერის კონტროლს და მომხმარებელთან მის ურთიერთქმედებას

13.შემოთავაზებული ბრძანებები
5 გახადეთ დისკი მიმდინარე.
2 შექმენით TOWN დირექტორია
3 შექმენით STREET დირექტორია
1 შექმენით Home.txt ფაილი
4 შეიყვანეთ შექმნილი დირექტორია
დაალაგეთ დანომრილი ბრძანებები ისე, რომ მიიღება ალგორითმი, რომელიც ქმნის ფაილს ცარიელ ფლოპი დისკზე სრული სახელით A:\TOWN\STREET\Home.txt
ბ) 5,2,3,1

14. ტექსტის შესანახად საჭიროა 84000 ბიტი. რამდენ გვერდს მიიღებს ეს ტექსტი, თუ გვერდი შეიცავს 30 სტრიქონს 70 სიმბოლოთი თითო სტრიქონში? ტექსტის კოდირებისთვის გამოიყენება კოდირების ცხრილი, რომელიც შედგება 256 სიმბოლოსგან.
84000/(log(256)/log(2))/30/70 = 5

15.წიგნი შედგება 64 გვერდისაგან. თითოეულ გვერდს აქვს 256 სიმბოლო. რამდენ ინფორმაციას შეიცავს წიგნი, თუ იგი იყენებს 32-სიმბოლოიან ანბანს?
ა) 81920 ბაიტი ბ) 40 კბ გ) 10 კბ დ) 16 კბ ე) 64 კბ
64*256*(log(32)/log(2)) /8/1024 = 10

16. რამდენ სიმბოლოს შეიცავს 16-სიმბოლოიანი ანბანით დაწერილი შეტყობინება, თუ მისი მოცულობა არის მეგაბაიტის 1/16?
(1/16)*1024*1024*8/(log(16)/log(2)) = 131072

17. რამდენ მეხსიერებას იღებს გრაფიკული გამოსახულება, თუ მისი ზომაა 40x60 და პიქსელის ფერის კოდირებისთვის გამოყენებულია 32-ბიტიანი ორობითი კოდი?
ა) 2400 ბაიტი ბ) 2100 ბაიტი გ) 960 ბაიტი დ) 9600 ბაიტი ე) 12000 ბაიტი
40*60*32/8 = 9600

18.ტექსტი იკავებს 0,25 კბ მეხსიერებას. რამდენ სიმბოლოს შეიცავს ეს ტექსტი, თუ გამოყენებულია 256 სიმბოლოანი კოდირების ცხრილი?
0.25*1024*8/(log(256)/log(2)) = 256

19. რამდენ ბიტი ინფორმაციას შეიცავს მეოთხედი კილობაიტიანი შეტყობინება?
1/4*1024*8 = 2048

აუდიო დიგიტალიზაციის პრინციპები

ციფრული აუდიოარის ანალოგური აუდიო სიგნალი, რომელიც წარმოდგენილია მისი ამპლიტუდის დისკრეტული რიცხვითი მნიშვნელობებით.

აუდიო დიგიტალიზაცია- გაყოფილი დროის ნაბიჯის ტექნოლოგია და მიღებული მნიშვნელობების შემდგომი ჩაწერა რიცხვითი ფორმით.
აუდიო დიგიტალიზაციის კიდევ ერთი სახელია ანალოგური ციფრული კონვერტაციახმა.

აუდიო დიგიტალიზაცია მოიცავს ორ პროცესს:

• დროთა განმავლობაში სიგნალის სინჯის აღების (სიმინგის) პროცესი
• ამპლიტუდის კვანტიზაციის პროცესი.

დროის შერჩევა

დროის შერჩევის პროცესი - გარდაქმნილი სიგნალის მნიშვნელობების მიღების პროცესი, გარკვეული დროის საფეხურით - შერჩევის ნაბიჯი. ერთ წამში განხორციელებული სიგნალის სიდიდის გაზომვების რაოდენობას ეწოდება შერჩევის მაჩვენებელიან შერჩევის სიხშირე, ან შერჩევის მაჩვენებელი(ინგლისური "sampling" - "sampling"). რაც უფრო მცირეა შერჩევის ნაბიჯი, მით უფრო მაღალია ნიმუშის აღების სიხშირე და მით უფრო ზუსტ წარმოდგენას მივიღებთ სიგნალის შესახებ.
ამას ადასტურებს კოტელნიკოვის თეორემა (უცხოურ ლიტერატურაში გვხვდება როგორც შენონის თეორემა, შენონი). მისი თქმით, შეზღუდული სპექტრის მქონე ანალოგური სიგნალი შეიძლება ზუსტად იყოს აღწერილი მისი ამპლიტუდის მნიშვნელობების დისკრეტული თანმიმდევრობით, თუ ეს მნიშვნელობები მიიღება სიხშირით, რომელიც მინიმუმ ორჯერ აღემატება სიგნალის სპექტრის უმაღლეს სიხშირეს. ანუ, ანალოგური სიგნალი, რომელშიც სპექტრის უმაღლესი სიხშირე უდრის F m, შეიძლება ზუსტად იყოს წარმოდგენილი დისკრეტული ამპლიტუდის მნიშვნელობების თანმიმდევრობით, თუ შერჩევის სიხშირე F d მოქმედებს: F d >2F m .
პრაქტიკაში, ეს ნიშნავს, რომ იმისათვის, რომ ციფრული სიგნალი შეიცავდეს ინფორმაციას ორიგინალური ანალოგური სიგნალის ხმოვანი სიხშირეების მთელ დიაპაზონზე (0 - 20 kHz), შერჩეული შერჩევის სიხშირე უნდა იყოს მინიმუმ 40 kHz. ამპლიტუდის გაზომვების რაოდენობა წამში ეწოდება შერჩევის მაჩვენებელი(თუ შერჩევის ნაბიჯი მუდმივია).
დიგიტალიზაციის მთავარი სირთულე არის გაზომილი სიგნალის მნიშვნელობების სრულყოფილი სიზუსტით ჩაწერის შეუძლებლობა.

წრფივი (ერთგვაროვანი) ამპლიტუდის კვანტიზაცია

მოდით გამოვყოთ N ბიტი კომპიუტერის მეხსიერებაში სიგნალის ამპლიტუდის ერთი მნიშვნელობის ჩასაწერად. ეს ნიშნავს, რომ ერთი N-ბიტიანი სიტყვით შეგიძლიათ აღწეროთ 2 N სხვადასხვა პოზიცია. მოდით, ციფრული სიგნალის ამპლიტუდა მერყეობდეს ზოგიერთი ჩვეულებრივი ერთეულის -1-დან 1-მდე. წარმოვიდგინოთ ამპლიტუდის ცვლილებების ეს დიაპაზონი - სიგნალის დინამიური დიაპაზონი - 2 N -1 თანაბარი ინტერვალის სახით, გავყოთ 2 N დონედ - კვანტებად. ახლა, თითოეული ინდივიდუალური ამპლიტუდის მნიშვნელობის ჩასაწერად, ის უნდა დამრგვალდეს კვანტიზაციის უახლოეს დონეზე. ამ პროცესს ამპლიტუდის კვანტიზაცია ეწოდება. ამპლიტუდის კვანტიზაცია - რეალური სიგნალის ამპლიტუდის მნიშვნელობების შეცვლის პროცესი გარკვეული სიზუსტით მიახლოებული მნიშვნელობებით. 2N შესაძლო დონეებიდან თითოეულს ეწოდება კვანტიზაციის დონე, ხოლო მანძილს კვანტიზაციის ორ უახლოეს დონეს შორის ეწოდება კვანტიზაციის საფეხური. თუ ამპლიტუდის მასშტაბი იყოფა ხაზობრივად დონეებად, კვანტიზაციას ეწოდება წრფივი (ჰომოგენური).
დამრგვალების სიზუსტე დამოკიდებულია კვანტიზაციის დონეების არჩეულ რაოდენობაზე (2 N), რაც თავის მხრივ დამოკიდებულია ამპლიტუდის მნიშვნელობის ჩასაწერად გამოყოფილი ბიტების (N) რაოდენობაზე. N რიცხვს უწოდებენ კვანტიზაციის ბიტის სიღრმე(იგულისხმება ციფრების რაოდენობა, ანუ ბიტები, თითოეულ სიტყვაში) და ამპლიტუდის მნიშვნელობების დამრგვალების შედეგად მიღებული რიცხვები. დათვლა ან ნიმუშები(ინგლისური "ნიმუშიდან" - "გაზომვა"). ვარაუდობენ, რომ 16-ბიტიანი კვანტიზაციის შედეგად მიღებული კვანტიზაციის შეცდომები თითქმის შეუმჩნეველი რჩება მსმენელისთვის. სიგნალის დიგიტალიზაციის ამ მეთოდს - სიგნალის სინჯის დროულად აღება ერთგვაროვან კვანტიზაციის მეთოდთან ერთად - ე.წ. პულსის კოდის მოდულაცია, PCM(ინგლისური: Pulse Code Modulation - PCM).
ციფრული სიგნალი თანმიმდევრული ამპლიტუდის მნიშვნელობების სახით უკვე შეიძლება ინახებოდეს კომპიუტერის მეხსიერებაში. იმ შემთხვევაში, როდესაც ჩაწერილია აბსოლუტური ამპლიტუდის მნიშვნელობები, ასეთი ჩაწერის ფორმატიდაურეკა PCM(პულსის კოდის მოდულაცია). სტანდარტული აუდიო კომპაქტური დისკი (CD-DA), რომელიც გამოიყენება 1980-იანი წლების დასაწყისიდან, ინახავს ინფორმაციას PCM ფორმატში, შერჩევის სიხშირით 44.1 kHz და კვანტური ბიტის სიღრმე 16 ბიტი.

დიგიტალიზაციის სხვა მეთოდები

ანალოგური ციფრული გადამყვანები (ADC)

ზემოთ აღწერილი აუდიო დიგიტალიზაციის პროცესი ხორციელდება ანალოგური ციფრული გადამყვანებით (ADC).
ეს კონვერტაცია მოიცავს შემდეგ ოპერაციებს:

1. გამტარუნარიანობის შეზღუდვა ხორციელდება დაბალი გამტარი ფილტრის გამოყენებით სპექტრალური კომპონენტების ჩასახშობად, რომელთა სიხშირე აღემატება შერჩევის სიხშირის ნახევარს.
2. სინჯის აღება დროში, ანუ უწყვეტი ანალოგური სიგნალის შეცვლა მისი მნიშვნელობების თანმიმდევრობით დროის დისკრეტულ მომენტებში - ნიმუშები. ეს პრობლემა მოგვარებულია ADC-ის შესასვლელში სპეციალური მიკროსქემის გამოყენებით - სინჯის დამჭერი მოწყობილობის გამოყენებით.
3. დონის კვანტიზაცია არის სიგნალის ნიმუშის მნიშვნელობის ჩანაცვლება უახლოესი მნიშვნელობით ფიქსირებული მნიშვნელობების ნაკრებიდან - კვანტიზაციის დონეები.
4. კოდირება ან დიგიტალიზაცია, რის შედეგადაც თითოეული კვანტური ნიმუშის მნიშვნელობა წარმოდგენილია კვანტიზაციის დონის სერიული ნომრის შესაბამისი რიცხვის სახით.

ეს კეთდება შემდეგნაირად: უწყვეტი ანალოგური სიგნალი "იჭრება" სექციებად, შერჩევის სიხშირით, მიიღება ციფრული დისკრეტული სიგნალი, რომელიც გადის კვანტიზაციის პროცესს გარკვეული ბიტის სიღრმით, შემდეგ კი კოდირდება, ანუ იცვლება. კოდის სიმბოლოების თანმიმდევრობით. 20-20000 ჰც სიხშირის დიაპაზონში ხმის ჩასაწერად საჭიროა შერჩევის სიხშირე 44.1 და უფრო მაღალი (ამჟამად გამოჩნდა ADC-ები და DAC-ები 192 და თუნდაც 384 კჰც-ის შერჩევის სიხშირით). მაღალი ხარისხის ჩაწერის მისაღებად საკმარისია 16 ბიტი, მაგრამ დინამიური დიაპაზონის გასაფართოებლად და ხმის ჩანაწერების ხარისხის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება 24 (ნაკლებად ხშირად 32) ბიტი.

ციფრული აუდიოს დაშიფვრა მედიაზე ჩაწერამდე

ციფრული აუდიოს შესანახად მრავალი განსხვავებული გზა არსებობს. ციფრული ხმა არის სიგნალის ამპლიტუდის მნიშვნელობების ნაკრები, რომელიც აღებულია გარკვეული ინტერვალებით.

ტერმინოლოგია

• ენკოდერი - პროგრამა (ან მოწყობილობა), რომელიც ახორციელებს მონაცემთა დაშიფვრის სპეციფიკურ ალგორითმს (მაგალითად, არქივი, ან MP 3 შიფრატორი), რომელიც იღებს წყაროს ინფორმაციას შეყვანად და აბრუნებს დაშიფრულ ინფორმაციას კონკრეტულ ფორმატში, როგორც გამომავალს.
• დეკოდერი - პროგრამა (ან მოწყობილობა), რომელიც ახორციელებს დაშიფრული სიგნალის დეკოდირებულად გადაქცევას.
• კოდეკი (ინგლისური "კოდეკიდან" - "კოდერი / დეკოდერი") - პროგრამული უზრუნველყოფის ან აპარატურის ერთეული, რომელიც შექმნილია მონაცემთა კოდირებისთვის/გაშიფვრისთვის.

ყველაზე გავრცელებული კოდეკები

• MP3 – MPEG-1 Layer 3
• OGG – Ogg Vorbis
• WMA – Windows Media Audio
• MPC - MusePack
• AAC – MPEG-2/4 AAC (Advanced Audio Coding)
  • MPEG-2 AAC სტანდარტი
  • MPEG-4 AAC სტანდარტი

ზოგიერთი აუდიო ციფრული ფორმატის შედარებით

მთავარი სტატია: აუდიო ფორმატების შედარება

სახელის ფორმატი	კვანტიზაცია, ბიტი	შერჩევის სიხშირე, kHz	არხების რაოდენობა	მონაცემთა ნაკადის რაოდენობა დისკიდან, კბიტ/წმ	შეკუმშვის/შეფუთვის თანაფარდობა
	16	44,1	2	1411,2	1:1 წაგების გარეშე
Dolby Digital (AC3)	16-24	48	6	640-მდე	~12:1 წაგებებით
DTS	20-24	48; 96	8-მდე	1536 წლამდე	~3:1 წაგებებით
DVD-აუდიო	16; 20; 24	44,1; 48; 88,2; 96	6	6912	2:1 წაგების გარეშე
DVD-აუდიო	16; 20; 24	176,4; 192	2	4608	2:1 წაგების გარეშე
MP3	მცურავი	48-მდე	2	320-მდე	~11:1 წაგებებით
A.A.C.	მცურავი	96-მდე	48-მდე	529-მდე	დანაკარგებით
AAC+ (SBR)	მცურავი	48-მდე	2	320-მდე	დანაკარგებით
ოგ ვორბისი	32-მდე	192-მდე	255-მდე	1000-მდე	დანაკარგებით
WMA	24-მდე	96-მდე	8-მდე	768-მდე	2:1, ხელმისაწვდომია უზარმაზარ ვერსია

ხმის კონვერტაციის სრული ციკლი: დიგიტალიზაციადან მომხმარებელთა დაკვრამდე

ხმის კონვერტაციის სრული ციკლი: დიგიტალიზაციადან დაკვრამდე

სამიზნე.გაიგეთ ხმის ინფორმაციის გარდაქმნის პროცესი, დაეუფლეთ ცნებებს, რომლებიც აუცილებელია ხმის ინფორმაციის მოცულობის გამოსათვლელად. ისწავლეთ პრობლემის გადაჭრა თემაზე.

მიზანი-მოტივაცია.მზადება ერთიანი სახელმწიფო გამოცდისთვის.

Გაკვეთილის გეგმა

1. იხილეთ პრეზენტაცია თემაზე მასწავლებლის კომენტარებით.დანართი 1

საპრეზენტაციო მასალა: აუდიო ინფორმაციის კოდირება.

90-იანი წლების დასაწყისიდან პერსონალურმა კომპიუტერებმა აუდიო ინფორმაციასთან მუშაობა შეძლეს. ყველა კომპიუტერს, რომელსაც აქვს ხმის ბარათი, მიკროფონი და დინამიკები, შეუძლია აუდიო ინფორმაციის ჩაწერა, შენახვა და დაკვრა.

ხმის ტალღების ორობით კოდად გადაქცევის პროცესი კომპიუტერის მეხსიერებაში:

კომპიუტერის მეხსიერებაში შენახული აუდიო ინფორმაციის რეპროდუცირების პროცესი:

ხმაარის ხმის ტალღა მუდმივად ცვალებადი ამპლიტუდით და სიხშირით. რაც უფრო დიდია ამპლიტუდა, მით უფრო ხმამაღალია ადამიანისთვის; რაც უფრო მაღალია სიგნალის სიხშირე, მით უფრო მაღალია ტონი. კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფა ახლა საშუალებას აძლევს უწყვეტ აუდიო სიგნალს გარდაიქმნას ელექტრული იმპულსების თანმიმდევრობით, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორობითი ფორმით. უწყვეტი აუდიო სიგნალის კოდირების პროცესში ეს არის დროის შერჩევა . უწყვეტი ხმის ტალღა იყოფა ცალკეულ მცირე დროებით მონაკვეთებად და თითოეული ასეთი მონაკვეთისთვის დადგენილია გარკვეული ამპლიტუდის მნიშვნელობა.

ამრიგად, სიგნალის ამპლიტუდის უწყვეტი დამოკიდებულება დროზე A(t)ჩანაცვლებულია მოცულობის დონის დისკრეტული თანმიმდევრობით. გრაფიკზე ეს ჰგავს გლუვი მრუდის შეცვლას „ნაბიჯების“ თანმიმდევრობით. თითოეულ „ნაბიჯს“ ენიჭება ხმის ხმის დონის მნიშვნელობა, მისი კოდი (1, 2, 3 და ა.შ.).

Უფრო). ხმის ხმის დონეები შეიძლება ჩაითვალოს შესაძლო მდგომარეობების ერთობლიობად; შესაბამისად, რაც უფრო მეტი ხმის დონე იქნება გამოყოფილი კოდირების პროცესში, მით მეტი ინფორმაცია იქნება თითოეული დონის ღირებულება და მით უკეთესი იქნება ხმა.

აუდიო ადაპტერი (ხმის ბარათი) არის კომპიუტერთან დაკავშირებული სპეციალური მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია აუდიო სიხშირის ელექტრული ვიბრაციების ციფრულ ორობით კოდად გადაქცევისთვის ხმის შეყვანისას და ხმის დაკვრისას საპირისპირო გადაქცევისთვის (ციფრული კოდიდან ელექტრულ ვიბრაციაში).

ხმის ჩაწერის პროცესში, აუდიო ადაპტერი ზომავს ელექტრული დენის ამპლიტუდას გარკვეული პერიოდით და შეაქვს მიღებული მნიშვნელობის ორობითი კოდი რეესტრში. შემდეგ რეესტრიდან მიღებული კოდი გადაიწერება კომპიუტერის RAM-ში. კომპიუტერის ხმის ხარისხი განისაზღვრება აუდიო ადაპტერის მახასიათებლებით:

• შერჩევის სიხშირე
• ბიტის სიღრმე (ხმის სიღრმე).

დროის შერჩევის მაჩვენებელი

ეს არის შეყვანის სიგნალის გაზომვების რაოდენობა 1 წამში. სიხშირე იზომება ჰერცში (Hz). ერთი გაზომვა წამში შეესაბამება 1 ჰც სიხშირეს. 1000 გაზომვა 1 წამში – 1 კილოჰერცი (kHz). აუდიო ადაპტერების შერჩევის ტიპიური განაკვეთები:

11 kHz, 22 kHz, 44.1 kHz და ა.შ.

რეგისტრის სიგანე (ხმის სიღრმე) არის აუდიო ადაპტერის რეესტრში ბიტების რაოდენობა, რომელიც განსაზღვრავს ხმის შესაძლო დონეების რაოდენობას.

ბიტის სიღრმე განსაზღვრავს შეყვანის სიგნალის გაზომვის სიზუსტეს. რაც უფრო დიდია ბიტის სიღრმე, მით უფრო მცირეა შეცდომა ელექტრული სიგნალის მნიშვნელობის ყოველი ცალკეული გადაქცევის რიცხვად და უკან. თუ ბიტის სიღრმე არის 8 (16), მაშინ შეყვანის სიგნალის გაზომვისას შეგიძლიათ მიიღოთ 2 8 = 256 (2 16 = 65536) სხვადასხვა მნიშვნელობები. ცხადია, 16-ბიტიანი აუდიო ადაპტერი უფრო ზუსტად აკოდირებს და აწარმოებს ხმას, ვიდრე 8-ბიტიანი. თანამედროვე ხმის ბარათები უზრუნველყოფს 16-ბიტიანი აუდიო კოდირების სიღრმეს. სიგნალის სხვადასხვა დონის რაოდენობა (მდგომარეობები მოცემული კოდირებისთვის) შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

N = 2 I = 2 16 = 65536, სადაც I არის ხმის სიღრმე.

ამრიგად, თანამედროვე ხმის ბარათებს შეუძლიათ უზრუნველყონ 65536 სიგნალის დონის კოდირება. აუდიო სიგნალის ამპლიტუდის თითოეულ მნიშვნელობას ენიჭება 16-ბიტიანი კოდი. უწყვეტი აუდიო სიგნალის ორობითი კოდირებისას, ის იცვლება დისკრეტული სიგნალის დონეების თანმიმდევრობით. კოდირების ხარისხი დამოკიდებულია სიგნალის დონის გაზომვების რაოდენობაზე დროის ერთეულზე, ანუ შერჩევის განაკვეთები.რაც უფრო მეტი გაზომვა ხდება 1 წამში (რაც უფრო მაღალია ნიმუშის აღების სიხშირე, მით უფრო ზუსტი იქნება ორობითი კოდირების პროცედურა.

ხმის ფაილი -ფაილი, რომელიც ინახავს აუდიო ინფორმაციას ციფრული ორობითი ფორმით.

2. გაიმეორეთ ინფორმაციის საზომი ერთეულები

1 ბაიტი = 8 ბიტი

1 კბ = 2 10 ბაიტი = 1024 ბაიტი

1 მბ = 2 10 კბ = 1024 კბ

1 GB = 2 10 MB = 1024 MB

1 TB = 2 10 GB = 1024 GB

1 PB = 2 10 TB = 1024 TB

3. გააძლიერეთ ნასწავლი მასალა პრეზენტაციის ან სახელმძღვანელოს ყურებით

4. პრობლემის გადაჭრა

სახელმძღვანელო, პრეზენტაციაზე გამოსავლის ჩვენება.

დავალება 1.განსაზღვრეთ სტერეო აუდიო ფაილის ინფორმაციის მოცულობა 1 წამის ხანგრძლივობით ხმის მაღალი ხარისხით (16 ბიტი, 48 kHz).

დავალება (დამოუკიდებლად).სახელმძღვანელო, პრეზენტაციაზე გამოსავლის ჩვენება.
განსაზღვრეთ ციფრული აუდიო ფაილის ინფორმაციის მოცულობა 10 წამის ხმის ხანგრძლივობით 22,05 კჰც სიხშირით და 8 ბიტიანი გარჩევადობით.

5. კონსოლიდაცია. პრობლემების გადაჭრა სახლში, დამოუკიდებლად მომავალ გაკვეთილზე

განსაზღვრეთ მეხსიერების ოდენობა ციფრული აუდიო ფაილის შესანახად, რომლის დაკვრის დრო არის ორი წუთი 44,1 kHz შერჩევის სიხშირით და 16 ბიტიანი გარჩევადობით.

მომხმარებელს აქვს მეხსიერების მოცულობა 2.6 მბ. აუცილებელია ციფრული აუდიო ფაილის ჩაწერა ხმის ხანგრძლივობით 1 წუთი. როგორი უნდა იყოს შერჩევის სიხშირე და ბიტის სიღრმე?

დისკზე თავისუფალი მეხსიერების რაოდენობაა 5,25 მბ, ხმის ბარათის ბიტის სიღრმე 16. რა ხანგრძლივობით ჟღერს ციფრული აუდიო ფაილი, რომელიც ჩაწერილია 22,05 კჰც სიხშირით შერჩევის სიხშირით?

ციფრული აუდიო ფაილის ჩაწერის ერთი წუთი იკავებს 1,3 მბ ადგილს დისკზე, ხოლო ხმის ბარათის ბიტის მოცულობა არის 8. რა სიხშირით იწერება ხმა?

რამდენი მეხსიერებაა საჭირო მაღალი ხარისხის ციფრული აუდიო ფაილის შესანახად, დაკვრის დროით 3 წუთი?

ციფრული აუდიო ფაილი შეიცავს დაბალი ხარისხის აუდიო ჩანაწერს (ხმა მუქი და ჩახლეჩილია). რა არის ფაილის ხანგრძლივობა, თუ მისი ზომაა 650 KB?

ციფრული აუდიო ფაილის ჩაწერის ორი წუთი იკავებს 5,05 მბ ადგილს დისკზე. შერჩევის სიხშირე - 22050 ჰც. რა არის აუდიო ადაპტერის ბიტის სიღრმე?

დისკზე თავისუფალი მეხსიერების რაოდენობაა 0,1 გბ, ხმის ბარათის ბიტის სიღრმე 16. რა ხანგრძლივობით ჟღერს ციფრული აუდიო ფაილი, რომელიც ჩაწერილია სინჯის სიხშირით 44100 ჰც?

პასუხები

No 92. 124,8 წამი.

No 93. 22,05 kHz.

No. 94. ხმის მაღალი ხარისხი მიიღწევა შერჩევის სიხშირით 44.1 kHz და აუდიო ადაპტერის ბიტის სიღრმე 16. საჭირო მეხსიერების ზომაა 15.1 მბ.

No 95. პირქუში და ჩახლეჩილი ხმისთვის დამახასიათებელია შემდეგი პარამეტრები: სემპლირების სიხშირე - 11 კჰც, აუდიო ადაპტერის ბიტის სიღრმე - 8. ხმის ხანგრძლივობა 60,5 წმ.

No 96. 16 ბიტი.

No 97. 20.3 წთ.

ლიტერატურა

1. სახელმძღვანელო: კომპიუტერული მეცნიერება, პრობლემური წიგნი-სახელოსნო, ტომი 1, რედაქციით ი.გ.სემაკინი, ე.კ. ჰენერი)

2. პედაგოგიური იდეების ფესტივალი „ღია გაკვეთილი“ ჟღერადობა. აუდიო ინფორმაციის ორობითი კოდირება. სუპრიაგინა ელენა ალექსანდროვნა, კომპიუტერული მეცნიერების მასწავლებელი.

3. ნ.უგრინოვიჩი. კომპიუტერული მეცნიერება და საინფორმაციო ტექნოლოგიები. 10-11 კლასები. მოსკოვი. ბინომიალური. ცოდნის ლაბორატორია 2003 წ.

განსხვავებული ამპლიტუდით და სიხშირით. რაც უფრო მაღალია სიგნალის ამპლიტუდა, მით უფრო ხმამაღლა აღიქვამს ადამიანი. რაც უფრო მაღალია სიგნალის სიხშირე, მით უფრო მაღალია მისი ტონი.

სურათი 1. ხმის ტალღის ვიბრაციების ამპლიტუდა

ხმის ტალღის სიხშირეგანისაზღვრება წამში ვიბრაციების რაოდენობით. ეს მნიშვნელობა იზომება ჰერცში (Hz, Hz).

ადამიანის ყური აღიქვამს ხმებს $20$ Hz-დან $20$kHz-მდე დიაპაზონში, ამ დიაპაზონს ე.წ. ხმა. ბიტების რაოდენობა, რომლებიც გამოყოფილია ერთ ხმოვან სიგნალზე, ეწოდება აუდიო კოდირების სიღრმე. თანამედროვე ხმის ბარათები უზრუნველყოფს $16-$, $32-$ ან $64-$bit აუდიო კოდირების სიღრმეს. აუდიო ინფორმაციის კოდირების პროცესში იცვლება უწყვეტი სიგნალი დისკრეტული, ანუ ის გარდაიქმნება ელექტრული იმპულსების თანმიმდევრობაში, რომელიც შედგება ბინარული ნულებისა და ერთებისგან.

აუდიო შერჩევის სიჩქარე

აუდიო კოდირების პროცესის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია შერჩევის სიჩქარე, რომელიც არის სიგნალის დონის გაზომვების რაოდენობა $1$ წამში:

• ერთი გაზომვა წამში შეესაბამება $1$ გიგაჰერცის (GHz) სიხშირეს;
• $1000$ გაზომვები წამში შეესაბამება $1$ კილოჰერცის (kHz) სიხშირეს.

განმარტება 2

აუდიო შერჩევის სიჩქარეარის ხმის მოცულობის გაზომვების რაოდენობა ერთ წამში.

გაზომვების რაოდენობა შეიძლება იყოს $8$ kHz-დან $48$ kHz-მდე, პირველი მნიშვნელობა შეესაბამება რადიო მაუწყებლობის სიხშირეს, ხოლო მეორე - მუსიკალური მედიის ხმის ხარისხს.

შენიშვნა 1

რაც უფრო მაღალია აუდიოს სიხშირე და შერჩევის სიღრმე, მით უფრო მაღალი ხარისხის გაჟღერდება ციფრული აუდიო. ციფრული ხმის ყველაზე დაბალი ხარისხი, რომელიც შეესაბამება სატელეფონო კომუნიკაციის ხარისხს, მიიღება, როდესაც შერჩევის სიხშირე არის 8000-ჯერ წამში, შერჩევის სიღრმე $8$ ბიტია, რაც შეესაბამება ერთი აუდიო ტრეკის ჩაწერას (მონო რეჟიმი). ციფრული ხმის უმაღლესი ხარისხი, რომელიც შეესაბამება აუდიო CD-ის ხარისხს, მიიღწევა მაშინ, როდესაც შერჩევის სიხშირე არის $48,000-ჯერ წამში, შერჩევის სიღრმე $16$ ბიტი, რაც შეესაბამება ორი აუდიო ტრეკის ჩაწერას (სტერეო რეჟიმი).

ხმის ფაილის ინფორმაციის მოცულობა

უნდა აღინიშნოს, რომ რაც უფრო მაღალია ციფრული ხმის ხარისხი, მით უფრო დიდია ხმის ფაილის ინფორმაციის მოცულობა.

მოდით შევაფასოთ მონო აუდიო ფაილის ინფორმაციის მოცულობა ($V$), ეს შეიძლება გაკეთდეს ფორმულის გამოყენებით:

$V = N \cdot f \cdot k$,

სადაც $N$ არის ხმის მთლიანი ხანგრძლივობა, გამოხატული წამებში,

$f$ - შერჩევის სიხშირე (Hz),

$k$ - კოდირების სიღრმე (ბიტები).

მაგალითი 1

მაგალითად, თუ ხმის ხანგრძლივობაა $1$ წუთი და გვაქვს ხმის საშუალო ხარისხი, რომლის დროსაც შერჩევის სიხშირეა $24$ kHz და კოდირების სიღრმე $16$ ბიტი, მაშინ:

$V=60 \cdot 24000 \cdot 16 \bit=23040000 \bit=2880000 \ბაიტი = 2812.5 \KB=2.75 \MB.$

სტერეო აუდიოს დაშიფვრისას სემპლინგის პროცესი ხორციელდება ცალ-ცალკე და დამოუკიდებლად მარცხენა და მარჯვენა არხებისთვის, რაც, შესაბამისად, აორმაგებს აუდიო ფაილის ზომას მონო აუდიოსთან შედარებით.

მაგალითი 2

მაგალითად, მოდით შევაფასოთ ციფრული სტერეო აუდიო ფაილის ინფორმაციის მოცულობა, რომლის ხმის ხანგრძლივობა უდრის $1 წამს საშუალო ხმის ხარისხით ($16 ბიტი, $24000 გაზომვები წამში). ამისათვის გაამრავლეთ კოდირების სიღრმე გაზომვების რაოდენობაზე $1$ წამში და გაამრავლეთ $2$-ზე (სტერეო ხმა):

$V=16 \bit \cdot 24000 \cdot 2 = 768000 \bit = 96000 \ბაიტი = 93,75 \KB.$

აუდიო ინფორმაციის დაშიფვრის ძირითადი მეთოდები

ორობითი კოდით აუდიო ინფორმაციის დაშიფვრის სხვადასხვა მეთოდი არსებობს, რომელთა შორის ორი ძირითადი მიმართულებაა: FM მეთოდიდა Wave-Table მეთოდი.

FM მეთოდი (სიხშირის მოდულაცია) ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ თეორიულად ნებისმიერი რთული ბგერა შეიძლება დაიშალოს სხვადასხვა სიხშირის მარტივი ჰარმონიული სიგნალების თანმიმდევრობით, რომელთაგან თითოეული წარმოადგენს ჩვეულებრივ სინუსოიდს, რაც ნიშნავს, რომ მისი აღწერა შესაძლებელია კოდით. ხმის სიგნალების ჰარმონიულ სერიებად დაშლის პროცესი და მათი წარმოდგენა დისკრეტული ციფრული სიგნალების სახით ხდება სპეციალურ მოწყობილობებში, სახელწოდებით "ანალოგური ციფრულ გადამყვანებში" (ADC).

სურათი 2. აუდიო სიგნალის დისკრეტულ სიგნალად გადაქცევა

ნახაზი 2a გვიჩვენებს აუდიო სიგნალს ADC-ის შესავალზე, ხოლო ფიგურა 2b გვიჩვენებს უკვე გარდაქმნილ დისკრეტულ სიგნალს ADC გამომავალზე.

ხმის დაკვრისას საპირისპირო კონვერტაციისთვის, რომელიც წარმოდგენილია რიცხვითი კოდის სახით, გამოიყენება ციფრული ანალოგური გადამყვანები (DAC). ხმის კონვერტაციის პროცესი ნაჩვენებია ნახ. 3. კოდირების ეს მეთოდი არ იძლევა ხმის კარგ ხარისხს, მაგრამ უზრუნველყოფს კომპაქტურ კოდს.

სურათი 3. დისკრეტული სიგნალის აუდიო სიგნალად გადაქცევა

ნახაზი 3a გვიჩვენებს დისკრეტულ სიგნალს, რომელიც გვაქვს DAC-ის შესასვლელში, ხოლო ფიგურა 3b გვიჩვენებს აუდიო სიგნალს DAC-ის გამოსავალზე.

მაგიდის ტალღის მეთოდი (ტალღა-მაგიდა) ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ წინასწარ მომზადებულ ცხრილებში ინახება მიმდებარე სამყაროს ბგერების ნიმუშები, მუსიკალური ინსტრუმენტები და ა.შ. რიცხვითი კოდები გამოხატავს ხმის სიმაღლეს, ხანგრძლივობას და ინტენსივობას და ხმის მახასიათებლების დამახასიათებელ სხვა პარამეტრებს. ვინაიდან „რეალური“ ბგერები გამოიყენება ნიმუშებად, სინთეზის შედეგად მიღებული ხმის ხარისხი ძალიან მაღალია და უახლოვდება რეალური მუსიკალური ინსტრუმენტების ხმის ხარისხს.

აუდიო ფაილის ფორმატების მაგალითები

ხმის ფაილები მოდის რამდენიმე ფორმატში. მათგან ყველაზე პოპულარულია MIDI, WAV, MP3.

MIDI ფორმატი(Musical Instrument Digital Interface) თავდაპირველად გამიზნული იყო მუსიკალური ინსტრუმენტების კონტროლისთვის. ამჟამად გამოიყენება ელექტრონული მუსიკალური ინსტრუმენტების და კომპიუტერული სინთეზის მოდულების სფეროში.

WAV აუდიო ფაილის ფორმატი(ტალღის ფორმა) წარმოადგენს თვითნებურ ხმას, როგორც ორიგინალური ხმის ვიბრაციის ან ხმის ტალღის ციფრულ წარმოდგენას. Windows-ის ყველა სტანდარტულ ხმას აქვს WAV გაფართოება.

MPZ ფორმატი(MPEG-1 Audio Layer 3) არის ერთ-ერთი ციფრული ფორმატი აუდიო ინფორმაციის შესანახად. ის უზრუნველყოფს კოდირების უფრო მაღალ ხარისხს.

ტესტი თემაზე: ”კომპიუტერის სტრუქტურა”

ვარიანტი 1

1. ბაბეჯის აპარატის, თანამედროვე კომპიუტერისა და ადამიანის ტვინის საერთო თვისებაა დამუშავების უნარი:

ა) რიცხვითი ინფორმაცია; ბ) აუდიო ინფორმაცია;

ბ) ტექსტური ინფორმაცია; დ) გრაფიკული ინფორმაცია.

2. პერსონალური კომპიუტერების მასობრივი წარმოება დაიწყო:

ა) 40-იანი წლებიგზ;ბ) 80-იანი წლებიგზ;

ბ)50-იანი წლები;დ) 90-იანი წლებიგ.გ.

ა) კომპიუტერი შედგება ცალკეული მოდულებისაგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ხერხემალით;

ბ) კომპიუტერი არის ერთიანი, განუყოფელი მოწყობილობა;

ბ) კომპიუტერული სისტემის კომპონენტები შეუცვლელია;

დ) კომპიუტერულ სისტემას შეუძლია შეესაბამებოდეს იმდენ ხანს, რამდენიც სასურველია

თანამედროვე საზოგადოების მოთხოვნებს და არ საჭიროებს მოდერნიზაციას.

4. მიუთითეთ კომპიუტერული მოწყობილობა, რომელიც ამუშავებს ინფორმაციას:

ბ) მონიტორი; დ) კლავიატურა.

5. კომპიუტერის მუშაობა დამოკიდებულია:

ა) მონიტორის ტიპი; ბ) მიწოდების ძაბვა;

ბ) პროცესორის სიხშირეები; დ) კლავიშების დაჭერის სიჩქარე.

6. რომელი მოწყობილობა ახდენს მავნე გავლენას ადამიანის ჯანმრთელობაზე?

Პრინტერი;IN)სისტემის ერთეული;

ბ) მონიტორი; დ) კლავიატურა.

7. როდესაც თქვენ გამორთავთ კომპიუტერს, ყველა ინფორმაცია წაიშლება:

ა) ფლოპი დისკზე; ბ) მყარ დისკზე;

ბ) ზეCD- რომიდისკი; დ) ოპერატიული მეხსიერებაში.

8. ოპერატიული მეხსიერების ყველაზე პატარა მისამართიანი ელემენტია:

ა) მანქანა სიტყვა; ბ) ბაიტი;

ბ) რეგისტრაცია; დ) ფაილი.

9. ROM-ის თვისებებია:

ა) მხოლოდ ინფორმაციის წაკითხვა; ბ) ინფორმაციის გადაწერა;

ბ) ენერგეტიკული დამოკიდებულება; დ) ინფორმაციის მოკლევადიანი შენახვა.

10. მყარი დისკის ძირითადი დანიშნულება:

ა)ინფორმაციის გადაცემა;

ბ) შეინახეთ მონაცემები, რომლებიც ყოველთვის არ არის RAM-ში;

ბ) ინფორმაციის დამუშავება;

დ) შეიყვანეთ ინფორმაცია.

11. იმისთვის, რომ პროცესორმა იმუშაოს მყარ დისკზე შენახულ პროგრამებთან, აუცილებელია:

ა) ჩატვირთეთ ისინი RAM-ში;

ბ) აჩვენეთ ისინი მონიტორის ეკრანზე;

ბ) ჩატვირთეთ ისინი პროცესორში;

დ) ღია წვდომა.

12. მიუთითეთ მოწყობილობები, რომლებიც არ არიან ინფორმაციის შეყვანის მოწყობილობები:

ა) კლავიატურა; ბ) მონიტორი;

ბ) თაგვი; დ) სკანერი.

13. მიუთითეთ განცხადება, რომელიც ახასიათებს წერტილოვანი მატრიცის პრინტერს:

ა) ბეჭდვის მაღალი სიჩქარე; ბ) ჩუმი ოპერაცია;

ბ) მაღალი ხარისხის ბეჭდვა; დ) საბეჭდი თავის არსებობა.

14. კლავიატურა - ეს:

15. გასაღები ასრულებს ბრძანების შეყვანას:

ა) ცვლა;IN) სივრცე;

ბ)Backspace;გ) შედი.

16. სასვენი ნიშნები იბეჭდება:

ა)გასაღებითცვლა; ბ) გასაღებითალტ;

ბ) ღილაკის უბრალოდ დაჭერით;გ)გასაღებითCtrl.

17. სპიკერები - ეს:

ა) აუდიო ინფორმაციის დამუშავების მოწყობილობა;

ბ) აუდიო ინფორმაციის გამომავალი მოწყობილობა;

ბ) აუდიო ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობა;

დ) აუდიო ინფორმაციის შეყვანის მოწყობილობა.

ვარიანტი 2

1. პირველი კომპიუტერები შეიქმნა:

ა) 40-იანი წლები; ბ) 70-იანი წლები;

ბ) 50-იანი წლები; დ) 80-იანი წლებიგ.გ.

2. რომელ მოწყობილობას აქვს ინფორმაციის გაცვლის ყველაზე სწრაფი სიჩქარე?

ა) CD- რომიმანქანა; ბ) ფლოპი დრაივერი;

ბ) მყარი დისკი; დ) ოპერატიული მეხსიერების ჩიპები.

3. მიუთითეთ სწორი განცხადება:

ა) დედაპლატა შეიცავს მხოლოდ იმ ბლოკებს, რომლებიც ამუშავებენ ინფორმაციას, ხოლო სქემები, რომლებიც აკონტროლებენ ყველა სხვა კომპიუტერულ მოწყობილობას, დანერგილია ცალკეულ დაფაზე და ჩასმულია დედაპლატზე სტანდარტულ კონექტორებში;

ბ) დედაპლატა შეიცავს ყველა ბლოკს, რომელიც იღებს, ამუშავებს და გამოსცემს ინფორმაციას ელექტრული სიგნალების გამოყენებით და რომელზედაც შესაძლებელია ყველა საჭირო შემავალი/გამომავალი მოწყობილობის დაკავშირება;

ბ) დედაპლატზე არის სისტემის მონაცემთა ავტობუსი, რომელზედაც დაკავშირებულია გადამყვანები და კონტროლერები, რაც კომპიუტერს საშუალებას აძლევს დაუკავშირდეს შეყვან/გამომავალ მოწყობილობებს;

დ) კომპიუტერული სისტემის ყველა მოწყობილობა განთავსებულია დედაპლატზე და მათ შორის კომუნიკაცია ხორციელდება ხერხემლის მეშვეობით.

4. რა მოწყობილობაა შექმნილი ინფორმაციის შესანახად?

ა) გარე მეხსიერება; ბ) პროცესორი;

ბ) მონიტორი; დ) კლავიატურა.

5. ინფორმაციის შესანარჩუნებლად ფლოპი დისკები დაცული უნდა იყოს:

Ცივი; ბ) მაგნიტური ველები;

ბ) სინათლე; დ) ატმოსფერული ცვლილებებიწნევა.

6. პროცესორი ამუშავებს ინფორმაციას:

ა) ათობითი რიცხვების სისტემაში

ბ) ბინარულ კოდში;

ბ) BASIC ენაზე;

დ) ტექსტის სახით.

7. რომელი მიმართულებით არის მონიტორიდან მაქსიმალური მავნე გამოსხივება?

ა) ეკრანიდან წინ; ბ) ეკრანიდან ქვემოთ;

ბ) ეკრანის უკან; დ) ეკრანიდან ზევით.

8. პროცესორის შესრულება ხასიათდება:

ა)ოპერაციების რაოდენობა წამში;

ბ) ერთდროულად გაშვებული პროგრამების რაოდენობა;

ბ) ALU-სა და RAM-ს შორის კომუნიკაციის ორგანიზების დრო;

დ) შეყვან-გამომავალი მოწყობილობების დინამიური მახასიათებლები.

9. ოპერატიული მეხსიერების ყველაზე პატარა მისამართირებადი ნაწილი:

ა)ბიტი;IN)ფაილი;

ბ) კილობაიტი; დ) ბაიტი.

10. ოპერატიული მეხსიერების დამახასიათებელი თვისებაა:

ა) ენერგეტიკული დამოკიდებულება;

ბ) ენერგეტიკული დამოუკიდებლობა;

ბ) ინფორმაციის გადაწერა;

დ) ინფორმაციის გრძელვადიანი შენახვა.

11. ინფორმაციის გადასაცემად გამოიყენეთ:

ა) ფლოპი დისკი; ბ) დისკი;

ბ) ოპერატიული მეხსიერება; დ) პროცესორი.

12. შესრულების დროს პროგრამა არის:

ა) ბუფერზე; ბ) ოპერატიული მეხსიერებაში;

ბ) კლავიატურაზე; დ) მყარ დისკზე.

13. მიუთითეთ ჭავლური პრინტერისთვის დამახასიათებელი ცნებები:

ა) ბეჭდვის დაბალი ხარისხი; ბ) მელანი;

ბ) ლაზერის სხივი; დ) საბეჭდი თავი წნელებით.

14. თაგვი - ეს:

ა) ინფორმაციის გამომავალი მოწყობილობა;

ბ) სიმბოლური ინფორმაციის შეყვანის მოწყობილობა;

ბ) მანიპულატორის ტიპის შეყვანის მოწყობილობა;

დ) ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობა.

15. მიუთითეთ მოწყობილობა, რომელიც არ არის გამომავალი მოწყობილობა:

ა) მონიტორი; ბ) პრინტერი;

ბ) კლავიატურა; დ) ხმის დინამიკები.

16. საკვანძო დავალება Backspace :

ა) ბრძანების ჩანაწერი;

ბ) კურსორის მარცხნივ სიმბოლოს წაშლა;

ბ) დიდი ასოების ბეჭდვა;

დ) გადადით გვერდის ზედა ნაწილში.

17. სკანერი - ეს:

ა) ინფორმაციის დამუშავების მოწყობილობა;

ბ) ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობა;

ბ) ქაღალდიდან ინფორმაციის შეყვანის მოწყობილობა;

დ) მოწყობილობა ქაღალდზე ინფორმაციის გამოსატანად.

ტესტის პასუხები: