Файл: Операции, производимые с данными (Операции с данными).pdf

  3.6 Кодирование звуковой информации

  Методы и приемы работы со звуковой информацией в компьютерной технологии пришли в прошлом. Кроме того, в отличие от цифрового символа, текстовых и графических данных, звук был, и как долго доказано кодирование истории. В результате, звуковую информацию с помощью двоичного кода методов кодирования далеки от стандартизации. Многие отдельные компании разработали свои собственные корпоративные стандарты, но, вообще говоря, две основные тенденции могут быть идентифицированы.

  Метод FM (частотная модуляция) основана на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простых гармонических сигналов различных частот, каждая из которых представляет собой обычный синусоида, и поэтому, может быть описана числовыми параметрами м. Е. Кодекс. В звуки природы имеют непрерывный спектр, то есть аналоговый. аналого-цифровых преобразователей (АЦП) - их разложения специальные устройства работают в гармоническом серии представлены в виде дискретных цифровых сигналов. Обратное преобразование для звукового воспроизведения закодирован числового кода, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Если такие преобразования неизбежны потери информации, связанной с методом кодирования, так что качество записи, как правило, не является удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших музыкальных инструментов в цветовой характеристике электронной музыки. В то же время, этот способ кодирования обеспечивает очень компактный код, и потому, что он нашел применение даже в те годы, когда ресурсы компьютерной техники недостаточно.

  Табличный метод волны (волны таблица) синтеза лучше соответствует современному уровню технологического развития. Проще говоря, мы можем сказать, что где-то в предопределенных таблицах хранятся звуковые образцы для множества различных музыкальных инструментов (хотя и не только). Методика таких образцов называются образцы. Цифровые коды для обозначения типа прибора, его номер модели, высота, длина и интенсивность звука, динамику изменения, некоторые из параметров среды, в которой звук, а также другие параметры, характеризующие конкретный звук , Так как образцы используются "реальные" звуки, качество звука является результатом синтеза очень высока и близка к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

4 Основные структуры данных

Работа с большими наборами данных automatiseret проще, когда данные упорядочены, то есть, чтобы сформировать нужные структуры. Существует три основных типа структур данных: линейная, иерархическая и табличная. Их можно увидеть на примере обычных книг.

Если разбирать книгу на отдельные листы и перемешать их, книга потеряет свое назначение. Она будет представлять набор данных, но подобрать адекватный метод для получения из нее информации весьма непросто. (Даже хуже будет, если из книги вырезать каждую букву отдельно — в этом случае, вряд ли когда-нибудь адекватный способ для ее прочтения.) Если собрать все листы книги в правильной последовательности, мы получим простейшую структуру данных-линейную. Такую книгу уже можно читать, но чтобы найти необходимые данные он будет читать последовательно, начиная с самого начала .всегда удобно. Для быстрого поиска данных иерархическую структуру. Например, книга разделена на части, разделы, главы, параграфы и т. д. Элементы структуры низкого уровня являются элементами структуры более высокого уровня: разделы состоят из глав, главы из параграфов и т. д. Для больших объемов данных поиск в иерархической структуре намного проще, чем в линейной, однако и здесь необходимо, navigaia, связанная с необходимостью просмотра. На практике задача облегчалась тем, что в большинстве книг есть дочерняя кросс-Таблица, связывающая элементы иерархической структуры с элементами линейной структуры, то есть связывающая разделы, главы и параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой предназначен для последовательного чтения, это Таблица называется "оглавление" и в книгах со сложной структурой, позволяют выборочное чтение, это называется контент.

4.1 Линейные структуры (списки данных, векторы данных)

Линейные структуры-это хорошо известные списки. Список-это простая структура данных, где каждый элемент данных однозначно определяется своим номером в массиве. Мы записали цифры на отдельных страницах разбросаны книги, мы создаем структуру списка. Регулярное посещение занятий, например, имеет структуру списка, поскольку все студенты зарегистрированы под своими уникальными номерами. Мы назвали номер является уникальным, поскольку в одной группе не могут быть зарегистрированы два студента с одинаковым номером.

При создании любой структуры данных надо решить два вопроса: как разделять элементы данных между собой и как найти необходимые элементы. В журнале посещаемости, например, это может быть решена следующим образом: каждый новый элемент списка делать - переходит на новую строку, то есть разделителем является конец строки. Затем нужный пункт вы можете найти по номеру строки.

N П/П Фамилия, Имя, Отчество

1 Аистов Александр Алексеевич

2 Бобров Борис

3 Воробьева Валентина Владимировна

27 Сорокин Сергей Семенович

Разделитель может быть любой специальный символ. Мы хорошо известны разделители между слов-пробел. В русском и многих европейских языках, обычный разделитель это точка. В рассмотренном примере классном журнале в качестве разделителя можно использовать любой символ, который не встречается в самих данных, например символ"*". Тогда наш список будет выглядеть так:

Аистов Александр Александрович * Бобров Борис Борисович * Воробьева Валентина Владимировна *... * Сорокин Сергей Семенович

В этом случае для поиска элемента с номером га надо просмотреть список начиная с самого начала и посчитайте разделители встречаются. Когда будут подсчитаны, я-1 разделителей, начнется нужный элемент. Она закончится, когда будет получен следующий разделитель.

Еще проще можно действовать, если все элементы списка имеют равную длину. В этом случае разделители в списке не нужны. Для поиска элемента с номером п надо просмотреть список с самого начала и граф(га-1), где а — длина одного элемента. Следующие символы, начнется нужный элемент. Его длина тоже равна а, поэтому его конец определить не трудно. Такие упрощенные списки, состоящие из элементов равной длины, называют векторами данных. На работу с ними особенно удобной.Таким образом, линейные структуры данных (списки) - это упорядоченная структура, в которой адрес элемента однозначно определяется его номером.

4.2 Структура таблицы (таблицы данных, матрицы данных)

С таблицами данных мы тоже знакомы достаточно вспомнить известную таблицу умножения. Табличные структуры отличаются от списка, какие элементы данных определяется адрес ячейки, который состоит не из одного параметра, как в списках, но несколько. Для таблицы умножения, например, адрес ячейки определяется номером строки и столбца. Требуемая ячейка находится на их пересечении, а элемент выбирается из ячейки. При сохранении данных Таблица количество разделителей должно быть больше, чем для данных, имеющих структуру списка. Например, если Таблица печатается в книгах, строки и столбцы разделяют графическими элементами — линиями вертикальной и горизонтальной разметки (рис. 3)

В двумерных таблицах, которые печатают в книгах, применяется два типа разделителей — вертикальные и горизонтальные

Если вы хотите сохранить таблицу в виде длинных строк символов, используйте один символ-разделитель между элементами, принадлежащими к одной линии, и другой разделитель строк, вот так:

Ртуть*0,39*0,056*0#Венера*0167*0,88*0#Земля*110*1,0*1#Марс*1,51*0,1*2#...

Для поиска элемента с адрес ячейки (т, s), надо просмотреть набор данных с самого начала и пересчитать внешние разделители. Когда будет засчитано ТП-1 разделитель, надо преобразовать внутренние перегородки. После того как вы нашли п-\ разделитель, начнется нужный элемент. Она закончится, когда он встретит любой обычный сепаратор.

Даже легче, вы можете работать, если все элементы таблицы имеют равную длину. Такие таблицы называются матрицами. В данном случае разделители не нужны, поскольку все элементы имеют равную длину и их количество известно. Для поиска элемента с адресом (т, п) в матрице, имеющей М строк и N столбцов, надо смотреть его с самого начала и посчитать [Н(м -1) + (п -1)] символом, где а-длина одного элемента. Следующие символы, начнется нужный элемент. Его длина тоже равна а, поэтому его конец определить не трудно.Таким образом, структура табличных данных (матрицы) - это упорядоченная структура, в которой адрес элемента определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент.

Многомерной таблицы. Выше мы рассматривали пример таблицы с два измерения (строка и столбец), но в жизни часто приходится иметь дело с таблицами, у которых число измерений больше. Вот пример таблицы, которой может быть организован учет студентов.

Номер факультета: 3

Номер курса (кафедры): 2

Номер специальности (в год): 2

Номер группы в потоке одной специальности: 1

Номер студенческой группы: 19

Размерность этой таблицы равна пяти, и для однозначного отыскания данных об учащемся в подобной структуре надо знать все пять параметров (координат).

4.3 Иерархические структуры данных

Нерегулярные данные, которые трудно представить в виде списка или таблицы, часто представляют в виде иерархических структур. С подобными структурами, мы очень хорошо знакомы в повседневной жизни. Иерархическая структура имеет систему почтовых адресов. Эти структуры также широко используется в научной систематизации и классификации различных (рис. 4).

Рисунок 4 -Пример иерархической структуры данных

В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется путем доступа (маршрутом), ведущим от вершины структуры к данному элементу. Вот, например, как выглядит путь доступа к команде, запускающей программу Калькулятор (стандартная программа компьютеров, работающих в операционной системе Windows 98):

Пуск > Программы > Стандартные > Калькулятор.

Дихотомия данных. Основным недостатком иерархических структур данных является увеличенный размер пути доступа. Очень часто бывает так, что длина маршрута оказывается больше, чем длина самих данных, к которым он ведет. Поэтому в информатике применяют методы для регуляризации иерархических структур с тем, чтобы сделать путь доступа компактным. Один из методов получил название дихотомии. Его суть понятна из примера, представленного на (рисунок 5).

В иерархической структуре, построенной методом дихотомии, путь доступа к любому элементу можно представить как путь через рациональный лабиринт с поворотами налево (0) или направо (1) и, таким образом, выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи. В нашем примере путь доступа к текстовому процессору Word 2000 выразится следующим двоичным числом: 1010.

Рисунок 5 -Пример, поясняющий принцип действия метода дихотомии

4.4 Упорядочение структур данных

Списочные и табличные структуры являются простыми. Ими легко пользоваться, поскольку адрес каждого элемента задается числом (для списка), двумя числами (для двумерной таблицы) или несколькими числами для многомерной таблицы. Они также легко упорядочиваются. Основным методом упорядочения является сортировка. Данные можно сортировать по любому избранному критерию, например: по алфавиту, по возрастанию порядкового номера или по возрастанию какого-либо параметра.

Несмотря на многочисленные удобства, у простых структур данных есть и недостаток — их трудно обновлять. Если, например, перевести студента из одной группы в другую, изменения надо вносить сразу в два журнала посещаемости; при этом в обоих журналах будет нарушена списочная структура. Если переведенного студента вписать в конец списка группы, нарушится упорядочение по алфавиту, а если его вписать в соответствии с алфавитом, то изменятся порядковые номера всех студентов, которые следуют за ним.