Двоичное кодирование звуковой информации

Каждому символу такого алфавита ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255, а каждому десятичному коду соответствует 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, компьютер различает символы по их коду.

При вводе в компьютер текстовой информации каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Двоичное кодирование текстов. Кодовые таблицы.

Двоичное кодирование текстов. Кодовые таблицы.

Двоичное кодирование информации.

Вся информация, которая попадает в компьютер, преобразуется в последовательность электрических импульсов. Наличие импульса принято условно обозначать "1", а его отсутствие - "0".Такой способ кодирования информации называется двоичным или бинарным. Один двоичный символ получил название бит (bit - от английского binary digit двоичная цифра"). Таким образом, двоичное кодирование это представление информации при помощи минимально возможного числа элементарных символов.

С точки зрения инженеров двоичное кодирование привлекательно тем, что легко реализуется технически. Действительно, электронные схемы для обработки двоичных кодов должны находится только в одном из двух состояний - есть сигнал/нет сигнала (или высокое напряжение/низкое напряжение). А так как состояний всего два, то их легко различать, а схему легко переключать из одного состояния в другое.

Кроме того, двоичное кодирование автоматически дает способ кодирования чисел в двоичной системе счисления. В такой системе особенно легко выполнять арифметические операции.

В настоящее время созданы технические устройства, которые могут надежно сохранять и распознавать информацию, закодированную с помощью всего двух состояний (т.е. в двоичной системе кодирования):

- Электромагнитные реле (замкнуто/разомкнуто), которые -широко использовались при конструировании первых ЭВМ;

- Поверхности магнитных носителей информации (намагничено/размагничено);

- Поверхности лазерных дисков (отражает/не отражает);

- Триггер, который может находиться в одном из двух состояний О или 1, широко используется в оперативной памяти компьютера.

Таким образом, в компьютерах используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:

- для ее реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток - нет тока, намагничен - не намагничен и т. п.), а не, например, с десятью, - как в десятичной;

- представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;

- возможно применение аппарата алгебры логики для выполнения логических преобразований информации;

- двоичная арифметика намного проще десятичной. Недостаток двоичной системы - это быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи даже относительно небольших чисел.

2. Различные кодировки кириллицы.

Как известно, вся информация, которая попадает в компьютер, преобразуется в последовательность электрических импульсов. Наличие импульса принято условно обозначать "1", а его отсутствие -"О". Такой способ кодирования информации называется двоичным или бинарным. Один двоичный символ получил название бит. (bit - от английского binary digit - "двоичная цифра").

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту (8 битам). Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код (или соответствующий ему двоичный код). Код символа хранится в памяти компьютера, где занимает, как уже говорилось, 1 байт. При таком способе можно закодировать 256 различных символов (256 = 2⁸). Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т. д.

Для разных типов ЭВМ и операционных систем используются различные таблицы кодировки, отличающиеся порядком размещения символов алфавита в кодовой таблице.

В настоящее время существует несколько различных кодировок (кодовых таблиц) для русских букв. Поэтому если текст создан в одной кодировке, то он не будет правильно отображаться в другой.

Понятно, что каждая кодировка задается своей кодовой таблицей. Одному и тому же двоичному коду в различных кодировках соответ­ствуют различные символы.

Для того чтобы стало возможным чтение и редактирования текста, набранного в другой кодировке, используются программы перекоди­рования русского текста. Некоторые текстовые редакторы (например, MS Word и др.) содержат встроенные программы-конверторы, позволяющие читать текст в различных кодировках.

Присвоение символу конкретного кода является вопросом соглашения, которое и фиксируется в конкретной кодовой таблице. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII. В этой кодовой таблице латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений. Это правило соблюдается и в других таблицах кодировки и называется принципом последова­тельного кодирования алфавитов.

Стандартными в этой таблице кодов ASCII являются только первые 128 символов, т. е. символы с номерами от нуля (двоичный код 00000000) до 127 (01111111). Сюда входят буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы. Остальные 128 кодов, начиная со 128 (двоичный код 10000000) и кончая 255 (11111111), используются для кодировки букв национальных алфавитов, символов псевдографики и научных символов.

1. Двоичное кодирование звуковой информации.

2. Временная дискретизация.

3. Глубина звука.

4. Частота дискретизации.

Звуковая информация в естественных условиях имеет аналоговую (непрерывную) форму представления. Компьютер же, как известно, способен работать с информацией, представленной в дискретном виде. Поэтому необходимо преобразование звуковой аналоговой формы в дискретную путем дискретизации.

Дискретизация - это процесс преобразования непрерывного звука в набор дискретных значений в форме кодов. Чтобы перевести музы­кальный звук в числовую форму, можно, например, через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме.

Из курса физики нам известно, что звук - это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Поступим следующим образом. Будем измерять напряжение через равные промежутки времени и записывать полученные значения в память компьютера. Этот процесс и есть дискретизация (или оциф­ровка). Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно выполнить обратное преобразование, а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Дата добавления: 2014-01-20