Системы обработки информации

Тема: Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации.

Цель: получение знаний о составе звуковоспроизводящей системы.

Задачи:

- образовательные: подвести обучающихся к пониманию принципов обработки звуковой информации, к изучению состава звуковой подсистемы ПК, основных характеристик звуковых карт;

- развивающие: способствовать развитию умений обучающихся обобщать полученные знания, проводить анализ, синтез, сравнения, делать необходимые выводы о составе звуковой подсистемы ПК;

- воспитательные: создавать условия, обеспечивающие воспитание интереса к будущей профессии мастера производственного обучения.

Оборудование: ноутбуки, наглядный материал (презентация), медиапроектор.

Ход урока.

1. Организационное начало.

1. Приветствие.

2. Работа с дежурными.

3. Проверка готовности к уроку.

1. Повторительно-обучающая работа.

1. Выполнение теста.

- Прежде чем приступить к изучению новой темы 5 студентов будут выполнять тест по теме «Мониторы».

https://beclever.vgatu.ru/euk/Inf/2/test02.htm

1. Работа с упражнениями в конструкторе Удоба.

- Пока студенты выполняют тест. Все остальные работают со мной. Я подготовила для вас задания в конструкторе образовательных ресурсов Удоба.

https://udoba.org/h5p/embed/107869

https://udoba.org/h5p/embed/107865

1. Итог по выполнению заданий.

1. Работа по осмыслению и усвоению нового материала.

1. Сообщение темы и цели урока.

Тема урока: Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации.

Цель нашего урока: получение знаний о составе звуковоспроизводящей системы.

1. Изложение нового материала.

План. Звуковоспроизводящие системы

1. Звуковая система ПК.

2. Модуль записи и воспроизведения.

3. Модуль синтезатора.

4. Модуль интерфейсов.

5. Модуль микшера.

6. Акустическая система.

7. Направления совершенствования звуковой системы.

Звуковая система ПК - комплекс программно-аппаратных средств, выполняющих следующие функции:

 запись звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например, микрофона или магнитофона, путем звуковых сигналов в цифровые и последующего сохранения на жестком диске;

 воспроизведение записанных звуковых данных с помощью внешней акустической системы или головных телефонов (наушников);

 воспроизведение звуковых компакт-дисков;

 микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от

нескольких источников;

 одновременная запись и воспроизведение звуковых сигналов (режим Full Duplex);

 обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов сигнала, фильтрация, изменение его уровня;

 обработка звукового сигнала в соответствии (трехмерного — 3D-Sound) звучания;

 генерирование с помощью синтезатора звучания музыкальных инструментов, а также человеческой речи и других звуков;

• управление работой внешних электронных музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI.

Звуковая система ПК конструктивно представляет собой звуковые карты, либо устанавливаемые в слот материнской платы, либо интегрированные на материнскую плату или карту расширения другой подсистемы ПК, а также устройства записи и воспроизведения аудиоинформации (акустическую систему). Отдельные функциональные модули звуковой системы могут выполняться в виде дочерних плат, устанавливаемых в соответствующие разъёмы звуковой карты.

Классическая звуковая система, как показано на рис., содержит:

• модуль записи и воспроизведения звука;

• модуль синтезатора;

• модуль интерфейсов;

• модуль микшера;

• акустическую систему.

Рисунок. Структура звуковой системы ПК

Конструктивные исполнения звуковой системы ПК претерпевают существенные изменения; встречаются материнские платы с установленным на них Chipset для обработки звука.

Однако назначение и функции модулей современной звуковой системы

(независимо от ее конструктивного исполнения) не меняются. При рассмотрении функциональных модулей звуковой карты принято пользоваться терминами «звуковая система ПК» или «звуковая карта».

1. Модуль записи и воспроизведения.

Модуль записи и воспроизведения звуковой системы осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA (Direct Memory Access — канал прямого доступа к памяти).

Звук, как известно, представляет собой продольные волны, свободно распространяющиеся в воздухе или иной среде, поэтому звуковой сигнал непрерывно изменяется во времени и в пространстве.

Запись звука - это сохранение информации о колебаниях звукового давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими словами, звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой форме.

Если при записи звука пользуются микрофоном, который преобразует непрерывный во времени звуковой сигнал в непрерывный во времени электрический сигнал, получают звуковой сигнал в аналоговой форме. Поскольку амплитуда звуковой волны определяет громкость звука, а ее частота — высоту звукового тона, постольку для сохранения достоверной информации о звуке напряжение электрического сигнала должно быть пропорционально звуковому давлению, а его частота должна соответствовать частоте колебаний звукового давления.

На вход звуковой карты ПК в большинстве случаев звуковой сигнал подается в аналоговой форме. В связи с тем, что ПК оперирует только цифровыми сигналами, аналоговый сигнал должен быть преобразован в цифровой. Вместе с тем акустическая система, установленная на выходе звуковой карты ПК, воспринимает только аналоговые электрические сигналы, поэтому после обработки сигнала с помощью ПК необходимо обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

Аналого-цифровое преобразование представляет собой преобразование аналогового сигнала в цифровой и состоит из следующих основных этапов: дискретизации, квантования и кодирования.

Аудиосистема ПК – комплекс устройств, обеспечивающих воспроизведение, запись и обработку звука с помощью ПК. Включает аудиодаптер (звуковая плата), акустическую систему (динамики с усилителем НЧ, наушники), микрофон.

Аудиоадаптер – дочерняя плата, обеспечивающая преобразование цифровых данных в аналоговые и обратно для вывода/ввода звука с помощью ПК.

Всегда имеет выход для передачи звукового сигнала на усилитель и вход для ввода звукового сигнала с внешнего источника в ПК для последующей обработки.

Компоненты платы

Звуковая плата ПК содержит несколько аппаратных систем, связанных с производством и сбором аудиоданных, две основные аудиоподсистемы, предназначенные для цифрового «аудиозахвата», синтеза и воспроизведения музыки. Исторически подсистема синтеза и воспроизведения музыки генерирует звуковые волны одним из двух способов:

 через внутренний ЧМ-синтезатор (FM-синтезатор);

 проигрывая оцифрованный (sampled) звук.

Секция цифровой звукозаписи звуковой платы включает пару 16-разрядных преобразователей – цифроаналоговый (ЦАП) и аналого-цифровой (АЦП) и программируемый генератор частоты выборки, синхронизирующий преобразователи и управляемый ЦП. Компьютер передает оцифрованные звуковые данные к преобразователям или обратно. Частота преобразования обычно кратна (или часть от) 44,1кГц.

1. Итог урока.

Фронтальный опрос.

- Какие основные функции выполняет звуковая система ПК?

- Какие основные компоненты входят в состав звуковой системы ПК?

- В чём заключается процесс записи звука?

- Исходя из каких соображений выделяется частота дискретизации сигнала в процессе аналого-цифрового преобразования?

1. Задавание на дом.

Выучить записи в тетради.

Подготовить сообщение на тему: Проекционные аппараты.