Реферат: Варианты цифрового звуковоспроизведения

Министерство образования РФ

Пермский институт (филиал) ГОУ ВПО

Российский государственный торгово-экономический университет

Кафедра Информационных технологий

Контрольная работа по Информатике

Варианты цифрового звуковоспроизведения

Выполнил: студент группы МЗ-14

Бабаев Октай Ширинбала оглы

Проверил: доцент кафедры

Информационных технологий

к.т.н., Вшивков О.Ю.

Пермь 2009

Содержание

Введение

1.Реферат

1.1 «Принцип действия, основные параметры и конструктивное исполнение накопителей на дисках DVD. Стандарты оптических дисков»

1.2 Основы устройства DVD

1.3 Возможности использования DVD

2. Новые форматы дисков

2.1 Работа в MS Excel

3 Работа в графических редакторах

3.1 Paint

3.2 PowerPoint

4 Кодирование информации

Список литературы

Заключение

Введение

В конце 70-х годов прошедшего века две компании, Philips и Sony, серьезно занялись вопросом цифрового звуковоспроизведения. Они приступили к разработке нового типа носителей, базирующихся на оптической технологии записи и считывания данных, который был призван прийти на смену виниловым грампластинкам. В результате в 1982 г. появились привычные нам сегодня музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA), спустя два года вышли и компьютерные CD-ROM. Их характеристики были определены исходя из поставленной первоначально задачи — записи музыки. С этим связан выбор концентрической дорожки (собственно, как и на грампластинках), более пригодной для последовательного, а не для произвольного доступа к данным, характерного для компьютерных систем. Емкость дисков, первоначально составлявшая 650 Мбайт, была выбрана с точки зрения возможности записи 74 мин. музыки.

Похоже, неожиданно для самих создателей новинка пришлась ко двору в ПК. Именно благодаря приводам CD-ROM воз никло понятие «мультимедиа», в компьютерах платформы PC появились аудио функции, пришли большие деньги в игровую индустрию. Технология развивалась, вслед за «штампованными» заводскими CD-ROM были созданы диски с однократной (CD-R) и многократной (CD-RW) записью.

Дальнейшая эволюция технологий записи информации на оптические носители информации привели к созданию DVD приводов и дисков с возможностью записи еще большего количества информации (до 17 Гбайт на двухслойный двухсторонний диск). Предпосылкой для разработки такого типа оптических носителей, сначала называвшихся Digital Video Disc и потом переименованных в Digital Versatile Disc, что подчеркивает их универсальность, послу жило желание вслед за музыкой «переложить на цифру» и фильмы.

Следующим этапом развития технологий оптических дисков вероятно станет применение новых стандартов последнего поколения DVD с еще более высокой плотностью записи: HD DVD или Blu-Ray. Исход борьбы между сторонниками которых пока неизвестен.

В настоящее время наиболее интересной разработкой является новейший тип носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск с уже сегодня достигнутой вместимостью 140 Гбайт, что не является теоретическим пределом. К сожалению, из-за высокой стоимости оборудования, реализующего технологии FMD, говорить об их практическом применении еще преждевременно.

1 Реферат

1.1 «Принцип действия, основные параметры и конструктивное исполнение накопителей на дисках DVD. Стандарты оптических дисков»

Компьютерная техника всё больше находит своё применение в самых разных отраслях деятельности человека, начиная от элементарных расчётов кротчайшего пути из одной точки в другую и кончая сложнейшими космическими вычислениями. Но возникает одна проблема: где хранить собранную человеком за время его деятельности информацию. Очень важно, чтобы эта информация была защищена. Многие фирмы-разработчики разрабатывали пути решения этой проблемы. 0 том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров, общеизвестно, да и вписать произвольную информацию в структуру диска довольно сложно. И решение этих проблем заключается в новейшем изобретении DVD. В принципе, это компакт диски, внешне ни чем не отличающиеся от обычных.

После нескольких лет обсуждения (и довольно жесткой конкуренции) различных вариантов улучшенных оптических дисков, имевших звучные названия, 15 сентября 1995 года между различными группами разработчиков было наконец достигнуто принципиальное согласие о технических основах создания нового диска. 8 декабря 1995 крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройств (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) подписали окончательное соглашение, утвердив не только "тонкости" формата, но и название новинки DVD (Digital Video Disk). HDCD (High Den city CD - диск высокой плотности записи), MMCD (MultiMedia CD). SD (Super Density - сверхвысокой плотности). Таким образом, этим компаниям удалось предотвратить повторение борьбы за "лучший стандарт", помня о печальном опыте борьбы VHS стандарта против Betamax. Впрочем, споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения - даже название не находит единогласной поддержки. В рядах основателей весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональный диск.

1.2 Основы устройства DVD

DVD-оптические диски, подобные CD. Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей. Основное требование, при разработке DVD, было простым: увеличить емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.

Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, вследствие чего стало возможным использовать насечки более маленького размера.

Подобно CD диску, DVD-диск также имеет размер 120 мм в диаметре.

Подобно CD диску, толщина DVD-диска составляет 1,2 мм (состоящий из двух подложек толщиной 0.6 мм, соединенных вместе). Новые DVD-плейеры поддерживают также стандарт существующих в настоящее время аудио компакт-дисков.

Главное отличие CD от DVD, конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD). Достигается это всё более чем двух кратным уплотнением дорожек и укорочением длины питов (отражающих выступов/впадин). Модифицированная архитектура ПК направляет данные с накопителя DVD на декодер, минуя системную шину. Изменилась не только физическая плотность размещения информации на диске, но и способы ее представления.

DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина - это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках!) и титры (также многоязычные).

Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при считывании дальнего слоя). Также существуют двухсторонние двухслойные диски. В этом случае их емкость составит 17 ГБ.

Существует диск в формате DVD-R. Идейно они подобны CD-R - это диски с однократной возможностью записи, в которых вместо углеродной пленки используется слой органического красителя. Запись производится путем выжигания отверстий в этом слое. Правда, из-за некоторых ограничений, связанных с применением красителя, емкость односторонних дисков DVD-R меньше, чем DVD-ROM (около 4 GB по сравнению с 4,7 GB). Кроме того, подобная технология не подходит для создания двухслойных дисков. В DVD-RAM для обеспечения возможности многократной перезаписи используется материал, в котором одновременно могут сосуществовать две фазы (rewritable phase-change material).

1.3 Возможности использования DVD

Сегодня почти все персональные компьютеры имеют устройство CD-ROM. Когда CD-ROM впервые появился в 1986 году, его емкость в 680 Мб была во много раз больше емкости типичного жесткого диска, и не существовало программ, которые могли бы полностью заполнить CD. Теперь положение вещей изменилось. Современные PC имеют жесткие диски емкостью в десятки гигабайт, а многие игры с мультимедиа содержимым слишком большие, что бы поместиться на одном CD. Существующие приводы DVD имеют несколько более медленную скорость вращения дисков, по сравнению с устаревшими устройствами CD-ROM c 3-х кратной скоростью. Однако, благодаря более плотному размещению данных на DVD, скорость их передачи соответствует 9-ти кратной скорости передачи данных приводов CD-ROM, что в цифрах соответствует передачи около 1.3 MB/sec.

Сегодня наблюдается тенденция внедрения DVD в сектор PC. Имея установленный DVD-ROM в вашем компьютере, вам останется лишь добавить декодер и можно наслаждаться отличным видео и звуком

Декодер звука и видео содержит около 1 миллиона транзисторов и является одним из самых сложных компонентов DVD плеера. В случае использования компьютеров, функцию декодера может выполнять центральный процессор. Декодер выполняет три основные функции:

- Разделение и синхронизация звуковых и видео данных.

- Декодирование видео данных и форматирование их для вывода на монитор или телевизор.

- Декодирование звуковых данных и форматирование их для вывода на акустическую систему.

Вдобавок ко всему, декодер звука и видео должен реализовывать функцию экранного меню (OSD), уметь кодировать шестиканальный звук в формат Dolby ProLogic и поддерживать старые форматы, такие как VideoCD 2.0, CD-Digital Audio и т.д.

DVD надо рассматривать как систему. Система мастеринга форматирует звук и видео и соединяет их вместе в один файл данных. Вдобавок, система мастеринга кодирует сегменты фильма для родительского контроля, управляет дорожками с разными языками, форматирует титры и субтитры, ставя их в соответствие определенной видеопоследовательности, а так же шифрует видео и звук в случае необходимости

В виду того, что DVD является дисковым носителем, в отличие от пленки в VHS кассетах, механизма проигрывателя имеет возможность поиска и проигрывания любого места на диске. Также имеется возможность сделать паузу, проигрывание с медленной скоростью или наоборот ускоренное, причем все это с более чистым изображением по сравнению с видеомагнитофоном. Возможность произвольного доступа к любой части фильма обеспечивает очень интересные возможности, такие как различные варианты окончания картины, просмотр эпизода под разными углами камеры, просмотр биографий снявшихся актёров, музыкальных клипов к фильму или дополнительная дорожка на всём протяжении ленты с комментариями режиссёра. Благодаря большой емкости DVD дисков стало возможно применение многопотоковости данных. Например, Вы можете наслаждаться просмотром программ на различных языках, или даже продублированных на разных языках, причем перевод может быть и в виде субтитров. Используя пульт дистанционного управления или компьютерную программу, у вас будет возможность выбора из 8 разных языков, причем со стерео звуком или вы сможете выбрать субтитры на одном из 32 возможных языков.

Для реализации стольких возможностей в одном устройстве весь фильм хранится на диске, включая сцены, которые должны быть недоступны для просмотра детьми. Для реализации родительского контроля, плеер должен пропускать соответствующие "запретные" сцены. В то время как это звучит довольно просто, на практике пропуск сцен без паузы при проигрывании звука и видео очень сложная задача. Плеер должен иметь специальный буфер (временную память) достаточно емкий, для поддержки проигрывания звука и видео, в то время, когда механизм считывания позиционирует лазер для пропуска запретных сцен. Система мастеринга должна знать заранее, какого размера должен быть буфер и какое максимальное время потребуется для пропуска запретной сцены (включая время поиска следующего фрагмента).

Именно эта связь между системой мастеринга и плеером объясняет, почему DVD диск должен рассматриваться более широко, а именно, как система.

2. Новые форматы дисков

Компания Hitachi Maxell объявила о начале серийного производства записываемых дисков формата Blue Ray 1.0. Новые диски емкостью 23 ГБ могут вместить на себя до 2 часов записи видео высокой четкости. Объем дисков формата Blue-Ray может достигать 100 ГБ. Рекомендованная розничная цена - 25 евро. Носители выпускаются в защитном картридже.

Спецификация: Емкость диска: 23 ГБ. Длина волны лазера: 405 нм. Числовая апертура: 0,85. Скорость передачи данных: 36 Мб/с. Диаметр диска: 120 мм. Защитный слой: 0.1 мм. Размеры картриджа: 129 х 131 х 7 мм.

Как альтернатива DVD также существует формат HD DVD. Между этими форматами существует жесткая конкуренция, и пока ни один из форматов не утвержден для всеобщего пользования, как это было с DVD.

Очередной сценарий мирного окончания войны двух новых форматов оптических дисков Blu-ray и HD DVD предложила на днях компания New Medium Enterprises (NME), уже известная нам по попытке создания собственной альтернативы дискам высокой четкости - HD VMD. По данным из неофициальных источников, инженерам NME якобы удалось разработать технологию доступного многослойного DVD-диска, позволяющего записать один и тот же фильм сразу в трех форматах - Blu-ray, HD DVD и DVD.Сообщается, что себестоимость производства одного такого универсального носителя будет составлять всего 9 центов, что лишь на 3 цента дороже по сравнению с обычными DVD. Конечно, в эту сумму не включены лицензионные отчисления сразу за три содержащиеся на диске версии записываемого фильма, а также стоимость соответствующего плеера (вероятно, новый универсальный формат не будет читаться обычными проигрывателями Blu-ray, HD DVD или DVD).

К тому же, это не первая попытка создания мультиформатного многослойного оптического диска - совсем недавно аналогичную разработку совместно представили компании Memory-Tech Corporation и Toshiba Corporation.

Судя по всему, новейшие стандарты Blu-Ray и HD DVD могут уже в ближайшее время оказаться не у дел из-за появления еще одного серьезного конкурента в лице спецификации HVD (holographic versatile disc – голографический многофункциональный диск). Как сообщается,этот стандарт находился в разработке на протяжении почти 20 последних лет, и сейчас эта работа близится к завершению. Продвигать HVD будут две компании: американская InPhase и японская Optware. Последняя заявляет, что к концу 2006 года на рынок вполне могут быть выпущены HVD-приводы и носители ёмкостью 200 Гб, которые по сравнению с уже существующими стандартами будут работать быстрее и потенциально могут быть приняты в качестве стандарта для выпуска, скажем, видеопродукции. В общем, тема голографических дисков становится все более популярной, что вряд ли понравится компаниям, занимающимся продвижением HD DVD и Blu-Ray.

Ученые из японского университета города Киото недавно объявили о технологическом прорыве в области лазерных технологий, благодаря которому в будущем удастся на порядок увеличить ёмкость оптических дисков современных стандартов HD DVD и Blu-ray. Столь выдающихся результатов можно будет добиться путем «вживления» в миниатюрные полупроводниковые чипы многослойных кристаллов из стекловолокна, что позволит более точно управлять пучком лазерных лучей и придавать им необходимые форму и размеры.

Для практического использования очень перспективным выглядит тот факт, что диаметр лазерных пучков с помощью новой технологии можно будет существенно уменьшить даже без изменения длины световой волны. А это значит, что технология теоретически может найти применение в уже существующих «синих» лазеров, что создаст возможность для увеличения ёмкости оптических носителей следующего поколения до сотен гигабайт. Иными словами, совсем «свежий» тысячедолларовый проигрыватель BD-P1000, который еще толком никто не успел «распробовать», может оказаться морально устаревшим совсем скоро после появления в розничной продаже.

2.1 Работа в MS Excel

Платежное требование

Рис. 1 - Диаграмма

3 Работа в графических редакторах

3.1 Paint

3.2 PowerPoint

4 Кодирование информации

642,65₈ = 6*8² + 4*8¹ + 2*8⁰ + 6/8¹ + 5/8² = 418,828₁₀

888,56₁₀ = 11,00011000₂

получается путем деления исходного числа на 2

10100,10101₂ = А,54₁₆

т.к. разбиваем на тетрады 1010 0101 01 и смотрим по таблице перевода

CD,FE₁₆ = 11001101,11111110₂

получаем, разбив на соответствующие тетрады

1100 1101 1111 1110

Заключение

Это несколько необычное заключение, так как оно не подводит итогов ни в развитии DVD устройств (оно только начинается), ни в этом цикле статей (продолжение следует...). Это всего лишь возможность отметить, что история техники находится на "крутом повороте", и хотя мы можем только догадываться, "что он нам несет" все же некоторые принципы постепенно проясняются. В совокупности с быстро развивающимися компьютерными сетями это даст принципиально новые возможности, может быть, более похожие не на переход от грампластинок к CD, а на переход от рукописей к книгопечатанию. Цифровое видео с его естественными возможностями (начиная с по кадрового просмотра) не просто улучшает качество воспроизведения - изменяет функциональные возможности восприятия.

Сочетание огромного объема информации, которая может сохраняться на DVD, и высокопроизводительных систем обработки этой информации по привычке называемых ПК, также может привести к резким изменениям и в технике, и в мире. К сожалению, развитие никогда не походит на прямую магистраль. И в альянсе DVD также имеются противоречия. Из-за проблем защиты от копирования этот альянс может не дожить до своего "годичного" юбилея. Тем не менее развитие DVD для нужд компьютерной индустрии уже не остановить, и в будущем году мы, наверное, сможем если не встроить в свой компьютер новый привод то хотя бы подержать в руках новый диск.

Список литературы

1. Информатика. Учебник для вузов. Под ред. Симоновича С.В. СПб.: «Питер», 2006.-640 с.

2. Варфоломеев В.И. Программные средства офисного назначение. Практикум М.: МГУК, 2001

3. Хэдворсон М., М. Янг Эффективная работа с Microsoft office 2000 М.: Питер, 2001 - 1232 с.