Кодирование звуковой информации

    Первый способ кодирования – представление звука как последовательность простейших гармонических сигналов разной частоты – синусоид. Затем выполняется перевод полученной системы формул в числовой ряд, который управляет электрическими импульсами в воспроизводящем устройстве.

    Второй способ  основан на использовании готовых заготовок различных звуков. Эти заготовки хранятся в обработанном виде, готовом для использования. Из них «склеивается» звуковой ряд.  

    Единая система кодирования звука пока не создана.

1.4.Понятие о машинной команде

Компьютеры разных типов имеют разную структуру команд. Всякая машинная команда состоит из кода операции и адресной части.

Машинная команда представляет собой закодированное по определенным правилам указание микропроцессору на выполнение некоторой операции или действия. Совокупность машинных команд образует рабочую машинную программу. Команды хранятся в ячейках памяти в двоичном коде.

В общем случае команда содержит:

- код выполняемой операции;

- указания по определению операндов (их адресов);

- указания по размещению получаемого результата.

Результат выполнения команды вырабатывается по точно определенным правилам, заложенным в конструкцию компьютера. В зависимости от количества операндов различают одноадресные, двухадресные, трехадресные и переменноадресные команды.

Код операции обычно представляет собой двух – или трехзначное число. Например, 10 - сложение; 20 – вычитание; 30 – умножение и т.д. Следом за кодом операции расположен номер индексной ячейки, о которой будет сказано ниже. Далее расположены адреса ячеек памяти. Если указан адрес только одной ячейки памяти, то это одноадресная машина, если указаны адреса двух ячеек памяти, то это двухадресная машина, а если указаны адреса трех ячеек памяти, то это трехадресная машина. Работа компьютера расписана в рабочей машинной программе по действиям. Пусть, например, необходимо подготовить рабочую машинную программу для вычислений по формуле: R = (A + B)*C .  Буквы R , A , B , C являются символическими именами адресов ячеек памяти, в которых предстоит хранить соответствующие числа..

Перед составлением рабочей машинной программы необходимо назначить номера ячеек памяти для чисел с именами A , B , C , R; пусть это будут соответственно ячейки с номерами 1001, 1002, 1003, 1004.. Затем следует назначить номер первой ячейки памяти для машинной программы. Предположим, что числа в ячейки памяти с именами A , B , C , R уже занесены или сформированы заранее с помощью предыдущих команд, и номер (он же и адрес) последней команды 1276 в восьмеричной системе счисления. Тогда программа для процессора одноадресной машины должна содержать следующую последовательность операций:

1277) Из ячейки памяти 1001 извлечь число (копию его) и поместить во внутренний регистр №1

1300) Из ячейки памяти 1002 извлечь число (копию его) и поместить во внутренний регистр №2.

1301) Выполнить сложение содержимого регистров и оставить результат в регистре, например, №1.

1302) Из ячейки памяти 1003 извлечь число и разместить в регистре №2.

1303) Выполнить умножение двух чисел, находящихся в регистрах №1 и №2, результат оставить в сумматоре.

1304) Результат из сумматора переслать в ячейку памяти 1004.

Двухадресная машина может выполнить все эти действия с помощью трех

команд:

1277)10 00 01001 01002 число из ячейки памяти 101 складывается с числом

из ячейки 102, а результат заносится в ячейку 1002.

1300)30 00 0102 0103    выполняется перемножение чисел, расположенных в ячейках памяти 1002 и 1003, результат остается по второму адресу, т.е. в ячейке с номером 01003.

1301)–10 00 01003 00104 число из ячейки 1003 переслать в ячейку 1004.

Как видим, неудобство двухадресной машины состоит в том, что второй адрес ячейки памяти портится и приходится записывать больше команд, чтобы этого не происходило.

Трехадресная машина для решения этой же задачи использует две команды

1277)10 00 0101 0102 0104 выполнить сложение содержимого ячеек 101 и 102, результат временно переслать в ячейку 1004.

1300)30 00 0104 0103 0104   выполнить умножение содержимого ячеек 1004 и 1003, результат переслать в ячейку 1004.

Отметим, что приведенные здесь коды операций 10 и 30необязательно используются в современных вычислительных машинах. Эти коды соответствуют Электронной вычислительной машине «Минск–22А», которая была популярна в Советском Союзе в 60–е годы.

Операции умножения выполняется путем многократного сложения, а

операция деления – путем многократного вычитания. Важнейшей операцией, которую выполняет микропроцессор, является королева всех команд – логическая операция сравнения содержимого двух ячеек памяти. Эта операция позволяет программировать сложнейшие логические рассуждения, которые компьютер может повторять по заданной программистом схеме.

Назначение упомянутых выше индексных ячеек памяти – обеспечить автоматическое изменение адресов ячеек памяти перед выполнением операции. Вот как выглядит индексная ячейка с номером 01 для двухадресной машины

01) 00 00 0004 0004

1. В этом случае команда номер 1277 с использованием индексной ячейки 01 выполнится следующим образом

10 00 01001 01002 + 00 00 00004 0004 = 10 00 01005 01006

Т.е. сначала изменяются адреса ячеек памяти, затем по коду операции 10 выполняется сложение содержимого ячеек памяти с измененными адресами

ячеек 105 и 106.

Изменение содержания индексной ячейки автоматически изменяет адреса ячеек памяти, над которыми производится операция. Это позволяет обрабатывать огромные массивы ячеек памяти очень малым числом команд. Следует отметить, что здесь дано лишь примерное описание ячейки памяти стандартной длины для машин прежних поколений. Фактически длины ячеек памяти современных машин могут быть заданы разными. А машинная команда может иметь дополнительный адрес – адрес следующей команды.Это позволяет при отладке программы сохранять ее не сплошным потоком команд, а фрагментами. Любой файл, в конце концов, оказывается «размазанным», составленным из лоскутков, расположенных в разных местах памяти. Однако есть программы, которые собирают эти лоскутки и объединяют их в сплошные без пробелов файлы. Объединение совокупности битов в ячейки памяти происходит не конструктивно, а логически. Но это уже тема выходит за рамки данного пособия.

Вышеупомянутый микропроцессор«помнит» все коды операций и «умеет» передавать часть команд исполнительным устройствам: ввода, вывода. На любую операцию предусмотрен свой код. Современные программы построены по иерархическому принципу, позволяющему формировать подпрограммы, которые способны с огромной скоростью выполнять типовые операции. Когда были разработаны вычислительные машины, появились и программисты, которые разрабатывали машинные программы сразу в машинных кодах.