ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2019
Просмотров: 12605
Скачиваний: 26
51
аналоговом преобразовании такой семпл не передает основной сигнал, а
только выдает шум.
В новом формате компакт-дисков Audio DVD за одну секунду сигнал
измеряется 96 000 раз, т.е. применяют частоту семплирования 96 кГц. Для
экономии места на жестком диске в мультимедийных приложениях довольно
часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к
уменьшению слышимого диапазона частот, а, значит, происходит сильное
искажение того, что слышно.
Если в виде графика представить один и тот же звук высотой 1 кГц (нота до
седьмой октавы фортепиано примерно соответствует этой частоте), но
семплированный с разной частотой (нижняя часть синусоиды не показана на
всех графиках), то будут видны различия. Одно деление на горизонтальной
оси , которая показывает время, соответствует 10 семплам. Масштаб взят
одинаковый см. приложения рисунок 1.13). Можно видеть, что на частоте 11
кГц примерно пять колебаний звуковой волны приходится на каждые 50
семплов, то есть один период синусоиды отображается всего при помощи 10
значений. Это довольно неточная передача. В то же время, если
рассматривать частоту оцифровки 44 кГц, то на каждый период синусоиды
приходится уже почти 50 семплов. Это позволяет получить сигнал хорошего
качества.
Разрядность
указывает с какой точностью происходят изменения
амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке
передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени,
определяет качество сигнала после цифро-аналогового преобразования.
Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны.
Для кодирования значения амплитуды используют принцип двоичного
кодирования. Звуковой сигнал должен быть представленным в виде
последовательности электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).
Обычно используют 8, 16-битное или 20-битное представление значений
амплитуды. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала его
заменяют последовательностью дискретных уровней сигнала. От частоты
дискретизации (количества измерений уровня сигнала в единицу времени)
зависит качество кодирования. С увеличением частоты дискретизации
увеличивается точность двоичного представления информации. При частоте
8 кГц (количество измерений в секунду 8000) качество семплированного
звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48
кГц (количество измерений в секунду 48000) - качеству звучания аудио- CD.
Если использовать 8-битное кодирование, то можно достичь точность
изменения амплитуды аналогового сигнала до 1/256 от динамического
диапазона цифрового устройства (28 = 256).
52
Если использовать 16-битное кодирование для представления значений
амплитуды звукового сигнала, то точность измерения возрастет в 256 раз.
В современных преобразователях принято использовать 20-битное
кодирование сигнала, что позволяет получать высококачественную
оцифровку звука.
Вспомним формулу К = 2
a
. Здесь К - количество всевозможных звуков
(количество различных уровней сигнала или состояний), которые можно
получить при помощи кодирования звука а битами
а К
Применение
8 256
Недостаточно для достоверного восстановления исходного
сигнала, так как будут большие нелинейные искажения.
Применяют в основном в мультимедийных приложениях, где не
требуется высокое качество звука
16 65536
Используется при записи компакт-дисков,так как нелинейные
искажения сводятся к минимуму.
20 1048576 Где требуется высококачественная оцифровка звука.
Качество оцифрованного звука.
Чем
больше частота и глубина
дискретизации
звука,
тем
более
качественным
будет
звучание
оцифрованного звука. Самое низкое качество оцифрованного звука,
соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте
дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи
одной звуковой дорожки (режим "моно"). Самое высокое качество
оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при
частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов
и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").
Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше
информационный объем звукового файла. Можно оценить информационный
объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда
при среднем качестве звука (16 битов, 24 000 измерений в секунду). Для
этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений
в 1 секунду й умножить на 2 (стереозвук):
16 бит * 24 000 * 2 = 768 000 бит = 96 000 байт = 93,75 Кбайт.
Звуковые редакторы.
Звуковые редакторы позволяют не только записывать
и воспроизводить звук, но и редактировать его. Оцифрованный звук
представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции
копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно
легко осуществлять с помощью мыши. Кроме того, можно накладывать
звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки) и применять
53
различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном
направлении и др.).
Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объем
звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины
кодирования. Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых
файлах в универсальном формате WAV или в формате со сжатием МР3.
При сохранении звука в форматах со сжатием отбрасываются "избыточные"
для человеческого восприятия звуковые частоты с малой интенсивностью,
совпадающие по времени со звуковыми частотами с большой
интенсивностью. Применение такого формата позволяет сжимать звуковые
файлы в десятки раз, однако приводит к необратимой потере информации
(файлы не могут быть восстановлены в первоначальном виде).
Тема 1.3. Классификация методов и средств защиты
информации. Состав и классификация носителей защищаемой
информации.
1. Методы защиты информации.
2. Средства защиты информации.
3. Назначение и структура систем защиты информации.
4. Состав и классификация носителей защищаемой информации.
4.1. Понятие носителей защищаемой информации и их классификация.
4.2. Документ как носитель защищаемой информации.
4.3. Изделия (предметы) как носители защищаемой информации.
4.4. Вещества и материалы как носители защищаемой информации.
4.5. Электромагнитные, тепловые, радиационные и другие излучения
как носители защищаемой информации.
Безопасность данных - такое состояние хранимых, обрабатываемых
и принимаемых данных, при которых невозможно их случайное или
преднамеренное получение, изменение или уничтожение.
Защита данных - совокупность целенаправленных действий и
мероприятий по обеспечению безопасности данных. Таким образом,
защита данных есть процесс обеспечения безопасности данных, а
безопасность - состояние данных, конечный результат процесса защиты.
Защита данных осуществляется с использованием методов (способов)
защиты.
Метод (способ) защиты данных - совокупность приемов и операций,
реализующих функции защиты данных. Примерами их могут служить,
например, методы шифрования и паролирования.
54
На основе методов защиты создаются средства защиты (например,
устройства шифрации/дешифрации, программы анализа пароля, датчики
охранной сигнализации и т.д.).
Механизм
защиты
-
совокупность
средств
защиты,
функционирующих совместно для выполнения определенной задачи по
защите данных (криптографические протоколы, механизмы защиты
операционных систем и т.д.).
Система обеспечения безопасности данных (СОБД) - совокупность
методов, средств и механизмов защиты данных.
На первом этапе развития концепций обеспечения безопасности
данных преимущество отдавалось программным средствам защиты. Когда
практика показала, что для обеспечения безопасности данных этого
недостаточно, интенсивное развитие получили всевозможные устройства и
системы. Постепенно, по мере формирования системного подхода к
проблеме обеспечения безопасности данных, возникла необходимость
комплексного применения методов защиты и созданных на их основе
средств и механизмов защиты. Обычно на предприятиях в зависимости от
объема хранимых, передаваемых и обрабатываемых конфиденциальных
данных
за
информационную
безопасность
отвечают
отдельные
специалисты или целые отделы.
Рассмотрим кратко основные методы защиты данных. Классификация
методов и средств защиты данных представлена на рис. 3.
Рис. 3. Классификация методов и средств защиты данных
Методы
защиты
данных
управление
препятствия
маскировка
регламентация
побуждение
принуждение
физические
аппаратные
программные
формальные
технические
криптографические
организационные
законодательные
морально-этические
неформальные
Средства
защиты
данных
55
1. Методы защиты информации.
Метод —
в самом общем значении это способ достижения цели,
определенным образом упорядоченная деятельность.
Основными методами, используемыми в защите информации, по
нашему мнению, являются следующие: скрытие, ранжирование,
дезинформация, дробление, страхование, морально-нравственные, учет.
В соответствии с рисунком 3:
Управление представляет собой регулирование использования всех
ресурсов системы в рамках установленного технологического цикла
обработки и передачи данных, где в качестве ресурсов рассматриваются
технические средства, ОС, программы, БД, элементы данных и т.п.
Препятствия
физически
преграждают
нарушителю
путь
к
защищаемым данным.
Маскировка представляет собой метод защиты данных путем
их криптографического закрытия.
Регламентация как метод защиты заключается в разработке и
реализации в процессе функционирования информационной системы
комплексов мероприятий, создающих такие условия технологического
цикла обработки данных, при которых минимизируется риск НСД к
данным. Регламентация охватывает как структурное построение
информационной системы, так и технологию обработки данных,
организацию работы пользователей и персонала.
Побуждение состоит в создании такой обстановки и условий, при
которых правила обращения с защищенными данными регулируются
моральными и нравственными нормами.
Принуждение включает угрозу материальной, административной и
уголовной ответственности за нарушение правил обращения с
защищенными данными.
Основные методы, защиты секретной и конфиденциальной ин-
формации
«переносимой» носителями информации:
скрытие;
ранжирование;
дезинформация;
дробление (расчленение) информации на части;
страхование.
Скрытие
— как метод защиты информации является в основе своей
реализацией на практике одного из основных организационных принципов