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.
