Békés Megyei Hírlap, 1993. június (48. évfolyam, 125-150. szám)
1993-06-02 / 126. szám
SZÁMÍTÁSTECHNIKA 1993. június 2.. szerda A PC tervezésekor a fejlesztők célja egy olyan gép létrehozása volt, melyet irodákban, professzionális alkalmazásokhoz lehet használni (pl. EDLIN), tehát nem szórakozásra! A PC-nek ezért nincs említésre méltó hangkeltő képessége, ami elsősorban játékok futtatásakor jelenthet hiányosságot. Ugyanakkor más cégek gépeinél már a megjelenéskor nagyobb hangsúlyt fektettek a gép hangjára. A PC belső hangszórója (speaker) csak egyszerű füttyök produkálására képes, mivel eredeti alkalmazási területén csak erre volt szükség. A PC tehát profi gépnek készült, így nincs hangja. A speaker programozásakor a hang magasságát és időtartamát kell megadni. E két dolog segítségével egyszólamú dallamok játszhatók le. Persze profi programozástechnikával a speakerből is kicsalható zenére emlékeztető zaj (pl. MODPLA Y). Ez a programozási eljárás biztosítja, hogy digitalizálással előkészített hangminták lejátszhatók legyenek ilyen szerény hangkeltő képességgel. A hangminta előkészítése abból áll, hogy egy speciális eszközzel (Analóg/Digitál [A/D] átalakítóval) a hangot a számítógép számára értelmezhető adatformára alakítjuk át. E hangminták lejátszása más programozási technikát igényel. Ennek a technikának a lényege, hogy a hangszórót a hangminta adatai alapján nagy sebességgel ki-be kapcsolgatjuk. így a hangszóróra jutó impulzus a hangszóró membránját mozgásra készteti. Az előkészített hangminta ezeket a frekvenciaváltozásokat tartalmazza. A kapcsolgatásos hangmintalejátszás hangminősége kifogásolható (egy bites lejátszás), akárcsak a hangszóró „prüntyögtetésével” keltett hangok minősége. Nem ilyen borult a helyzet, mivel egy kis befektetéssel a probléma áthidalható. Ezután ismertetünk néhány megoldást a hangminőség javítására. A jobb megoldás azonban egyre több pénzt igényel, a hang minősége és a fizetendő összeg között logaritmikus összefüggés van, tehát ha a pénz nem számít, akkor ezután a belső hangszórót csak a billentyűzetpuffer telt állapotának jelzésére használod. covox A következő megoldások lényege abban rejlik, hogy a hangktltést nem a belső hangszóróra bízzuk, hanem külső berendezésekre. A legegyszerűbb megoldások közé tartozik az űn. Covox-adapter. Sajnos ezután nem mellőzhetjük a néha kissé mélyebb magyarázatokat. Kezdjük a digitális hangminta készítésével. Első lépésben szükségünk van arra, hogy a természetes hangokat valamiféle villamos mennyiséggé alakítsuk át. Egyszerű esetben ezt egy mikrofon elvégzi. A mikrofon kimenetén már analóg villamos jelként visszakapjuk a hangot. De ez még kevés. Erről a villamos jelről nagy sebességgel ún. mintát vételezünk ennek a sebessége pl.: CD-nél 44,1 kHz. A kapott minta egy számsorozat, mely az adott időpillanatban a villamos jel amplitúdóját tartalmazza. Az hogy hányféle amplitúdót tud az átalakító megkülönböztetni ez az átalakító felbontása (pl.: a CD felbontása 16 bit). Ez abból adódik hogy, 8 biten 256 féle értéket lehet megkülönböztetni, míg 16 biten 65 536-ot. Ezt az átalakítót analóg/digitális átalakítónak nevezik (A/D). A villamos jellé alakított hang analóg jel, így amplitúdója a 0 és a maximális amplitúdó között végtelen sok értéket vehet fel. Az átalakító felbontása azonban mindenképpen véges, így az amplitúdóértékek változatosságát korlátok közé kell szorítani. Látható tehát, hogy az átalakító véges felbontása miatt az átalakítás nem tökéletes, de kompromisszumokkal megállapítható olyan felbontás, amikor az átalakított hang minősége olyan csekély változást szenved, hogy visszaalakítással azt meghallgatva nem veszünk észre változást. Folytassuk a hangminta visszaalakításával. A digitális hangmintából az analóg jelet a digitál/analóg (D/A) átalakítóval nyerhetjük vissza. Rendelkezésünkre áll a hangminta digitális formában a digitalizáláskor meghatározott mintavételezési sebességgel és felbontással. Meghatározott mintavételi sebességgel a digitális értékeket a vissza- alakítóra küldjük, mely az aktuális adatnak megfelelő nagyságú villamos jelet ad vissza. Az így kapott villamos jel erősítés után már alkalmas hangszóró meghajtására. Lehetséges az is, hogy egy jó minőséggel digitalizált hangmintát igen gyenge minőséggel játsszunk le, erre a legjobb példa a már említett PC speaker. Ezzel a módszerrel kétféleképpen készíthetünk zenét. — A zenét egy külső hangforrásról elejétől a végéig digitalizáljuk, lejátszáskor visszaalakítjuk. A módszer előnye egyszerűségében rejlik, így azonban hatalmas adathalmazok keletkeznek (10,24 kHz-es mintavétellel 8 bites felbontással 1 másodperc lOkB). — A másik módszer, hogy a különböző hangszerekről, effektekről vett digitális mintát egy előre meghatározott lista szerint szólaltatjuk meg. A hangszer hangmintái különböző sebességgel is lejátszhatók, így különböző hangmagasságokat kapunk, tehát a zenében az adott hangszerről csak egyetlen mintát kell tárolni (egyszerűbb esetben). A két módszert összehasonlítva belátható, hogy a második módszerrel készült zene ugyanakkora lejátszási időnél lényegesen kisebb fizikai tárolási helyet igényel és bő teret hagy kreatív zajok létrehozásáHangot a PC-ból ra. Az első módszernél gyakorlatilag csak felvételről és visszajátszásról van szó, a második módszerrel a zene a lejátszáskor keletkezik, mivel csak a hangszerek hangjai vannak tárolva. A Covox adapter egy 8 bites digitál/analóg átalakító. Előnye a speakerel szemben a sokkal jobb hangminőség, az egyszerű felépítés, alacsony ár. Egyszerűsége abban rejlik, hogy a sok PC-ben megtalálható nyomtató illesztőre csatlakozik, a 8 bites átalakítást ellenállás- létrahálózattal oldja meg. De vannak fejlettebb változatok, ahol az átalakítást erre a célra kifejlesztett IC valósítja meg. A hanghatás fokozható az átalakító megkettőzésével, így sztereó hangzás hozható létre. Ügyes amatőrök könnyedén megépíthetik'. Most elérkeztünk oda, hogy a következő bővítési lehetőségeket már a boltban találjuk. ADLIB A 20. században a technológia fejlődésével létrejött egy teljesen új hangzásvilág, melyet fémjeleznek a hatalmas hangszergyártó cégek termékei. Ez a technika óriási teret szorított magának a hagyományos hangszerek mellett. E rövid kitérő után újra lemegyünk az alagsorba. Az itt alkalmazott hangkeltési módszerek több csoportra oszthatók, mi a számunkra érdekes eljárással ismerkedünk meg. Az emberi hallás általábban 20 Hz-től 20 kHz-ig terjed. Egyszerű elektronikai eszközzel megoldható olyan villamos jel előállítása, mely frekvenciája beleesik az ember által hallható hang terjedelmébe. Ezek a hangok speciális hagzásuk miatt eltérnek az emberi fül számára megszokott hangoktól, ún. szintetikus hangoknak nevezzük őket. Előállításuk a következő, olyan elektronikai eszközökkel történik, melyek villamos rezgést állítanak elő. Ezek a rezgéskeltők az oszcillátorok. Az oszcillátorok rezgését külső jelekkel is befolyásolhatjuk (pl.: más oszcillátorok jelével). Elterjedtek különböző modulációs eljárások, melyek igen jó hangokat eredményeznek. A hangok megszólalását különböző szűrőkkel vághatjuk, melyek meghatározott frekvenciájú hangokat nem engednek a kimenetre, míg a többi frekvencia változatlanul szól. A hangok megszólalását burkológörbével szabályozhatjuk. Négy általános paraméterrel állítható, ezek a felfutás, lecsengés, kitartás, elengedés népszerű nevén ADSR görbe. Ezeket a rezgéseket erősítve, majd hangszóróra kapcsolva már szól is a szintetizátor. A PC-k nagy csoportjában találhatunk olyan kártyákat, melyekben tulajdonképpen egy egyszerűbb szintetizátor belső hangkeltő egysége található. Az ADLIB hangkártya is ezek közé tartozik, megjelenésükkel gyökeresen megváltozott a PC-k hangminősége. Lehetőség nyílt szintetizátor hangzású zenék készítésére. Ebből elsősorban a játék- programok profitáltak. Ma már kevés olyan játékprogram létezik, amelyik nem ismeri ezt a fajta hangkeltési módot. SOUNDBLASTER Elterjedt hangkártya a PC-k körében a Sound Blaster kártyacsalád. Ez a kártya kompatibilis az ADLIB-lel, tehát mindazt tudja egyéb plusz szolgáltatásokkal. Tartalmaz: — 11 csatornás FM szintetizátort — egycsatornás, 8 bites D/A átalakítót — egycsatornás, 8 bites A/D átalakítót — digitalizált hangminta tömörítőt — beépített sztereó hangerősítőt — az A/D, D/A átalakító DMA-val támogatott — beépített mikrofont és vonali bemenetet automatikus szintsza- bályzással — analóg joystick-portot — MIDI illesztőt. Az A/D átalakító legnagyobb mintavételi frekvenciája 15 kHz. Mivel a kártya A/D és D/A átalakítót is tartalmaz, saját hangminták készíthetők (pl. beszéd, effektek, hangszerek, zörejek). Már említettük azt a problémát, hogy hosszabb zenei anyagok digitalizálása nagy memóriaigényű, ezen a kártyán már alkalmaznak egy Real Time rendszerű kódtömörítő eljárást, mely a digitális mintát már a felvétellel egy időben tömörítve kezeli, így takarékoskodik a rendelkezésre álló memóriával. Természetesen lejátszáskor a visszaalakítást is elvégzi. A kártya támogatja a DMA-val törtérfő adatátvitelt, így nem a processzor szállítja az adatokat a kártya D/A, A/D átalakítójához. A MIDI illesztő beépítésével egy új világ tárja ki kapuit a számítógépünk felé. A MIDI egy speciális interfész, melyen keresztül több MIDI-zhető berendezés összekapcsolható. Ilyenek lehetnek pl.: szintetizátorok, szekvencerek, és több számítógép. MIDI egy olyan kapcsolatot teremt a csatlakoztatott eszközök között, amin keresztül egymást irányítják, vezérlik, illetve adatokat szolgáltatnak. Az adatátvitel soros módon zajlik. SOUND BLASTER Pro Ez a kártya az előző továbbfejlesztése plusz szolgáltatásokkal: — teljes sztereó hangkeltő rendszer — beépített hangkeverő és programozható szűrőáramkör — CD-ROM interfész. A beépített keverő lehetővé teszi több jelforrás hangjának keverését. Az A/D átalakító legnagyobb mintavételi frekvenciája 44.1 kHz. A kártyát egy CD-ROM meghajtóval kiegészítve további lehetőségek nyílnak meg. Általában a CD-ROM alkalmas normál hanganyagot tartalmazó,£D-lemez lejátszására is, így könnyedén megtehetjük azt, hogy miközben levelet pötyögünk egy szövegszerkesztővel vagy játékprogramot futtatunk, hallgatjuk kedvenc lemezünket, ami a CD- ROM meghajtóban forog. Eközben nem kell lemondanunk a futtatott program által keltett hangokról sem, hiszen a kártya keverőjével beállíthatjuk a különböző hangforrások hangerejét. A SOUND BLASTER Pro CD-ROM-mal kiegészítve az a legjobb megoldás, ami még az átlagember pénztárcájához mérten elérhető. Ha pénztárcánkat kellően kiürítettük, akkor kezdődhet a kártya felélesztése. Egy hangkártyán több állítási lehetőséget biztosítanak. Azért van erre szükség, hogy más kártyákkal együtt gond nélkül működhessen. Ilyen állítási lehetőség pl.: a port címe, megszakításszint száma, DMA-csatoma száma. Hogy a kártyánk által keltett hangokat halljuk is, csatlakoztatni kell egy erősítőt (szokványos házi HiFi erősítőt), fejhallgatót, vagy (amennyiben a kártya erre lehetőséget ad) egy kis teljesítményű hangszórót. Összefoglalva tehát ha valaki PC számítógépét hangkártyával kívánja bővíteni, sokféle kártya közül választhat. A felsorolás korántsem teljes, hiszen több tucat gyártó hangkártyája vásárolható meg hazai boltokban. A SOUND BLASTER mellett szól az a tény, hogy a legelterjedtebb kártya, ezért azon programok jelentős százaléka tudja használni, amelyek hangkeltő képessége nem a belső hangszóró idegesítő pityegésére korlátozódik. Vegyük pl. a Windows-t. Ha 3.1-es változatunk van, különböző eseményekhez hangokat rendelhetünk, amiket egy digitalizáló programmal (pl. a Windows Sound recorderével) elkészíthetünk. így pl. a Windows elindításakor barátnőnk üdvözletével kezdhetjük a munkát. (Vigyázat! Szakítás utáni Windows indításkor betörhet a monitor). Alkalmazások menüpontjait beszédessé tehetjük (kiválasztásakor a hozzárendelt magyarázószöveget lejátssza). Hangok felvételéhez sokféle programot használhatunk. PL: Wave, újabb kártyákhoz adott lemezen található program, MC Stereo stb. De a hangmintákat nem csak eredeti formájukban lehet visszajátszani, módosíthatjuk. Felvételeinket gyorsíthatjuk, lassíthatjuk, hangszínét változtathatjuk, vagy komplexebb trükköket alkalmazhatunk, pl. zengetés, visszhangosítás, torzítás, több forrás keverése, szűrés. Ha megelégeltük a hangkeltés eme sajátos formáját átevezhetünk komolyabb vizekre. Sajnos a következőkben leírt program és társai igen ritkán fedezhetők fel copypartikon és a bejegyzett termék megvásárlása pedig nem a sovány pénztárcákhoz van szabva. Ezek a felhasználások már valóban zenei tudást igényelnek és igen felhasználóbarát környezetet biztosítanak a zenetanárok, illetve a zenészek számára. Egy ilyen a német COMPUTER DISTRIBUTION GmbH. terméke, az ALLEGRO. Ennek ára egy szerény AT configuráció árával egyenlő. A program négy fő összetevőből áll: 48 csatornás sztereo mixer, hangok készítésére alkalmas editor, egy MIDI hangszerpanel, grafikus kottaszerkesztő. A zene készítése itt több módon történhet. Alaphelyzetben az editorral előállítunk hangokat, melyeknél paraméterként mindent beállíthatunk, mint egy DX-7 szintinél. Majd a kottaszerkesztővel létrehozzuk a lejátszani kívánt dallamot, és a szólamokhoz hozzárendeljük a kész hangszereket. A kotta teljesen megegyezik <i hagyományos többszólamú kottákkal. Lehetőségünk van a kottát kinyomtatni is. Másik módszer az, amikor rendelkezünk ún. Master Keyboard-al és kihasználjuk a MIDI nyújtotta lehetőségeket. Ebben az esetben csatornánként feljátszhatjuk a megfelelő szólamokat, ezek rögtön kottába íródnak. A külön szólamokat természetesen más-más csatornára játsszuk fel. Az így feljátszott zeneművel minden elképzelhető dolgot megtehetünk. A program biztosítja azt is számunkra, hogy a már kész zeneművet ne a saját kártyánkon játsszuk le, hanem a MIDI-s adatkapcsolaton keresztül egy szintetizátor hangkeltőjét használjuk. De ezek a típusú felhasználások már komoly szaktudást igényelnek, elterjedésük a házi stúdiókban csak később várhatók, részben magas áruk miatt, részben a szakma művelői igen féltve őrzik saját rendszerük szoftvereit. A kubikos is odafigyel a talicskájára. Ha otthon nem is Mike Oldfield szól a Blasteredből, azért ne keseredj el, találsz rengeteg olyan alkalmazást, amely kihasználja kártyád jó képességeit.-TJS,Obi, SZIRTYA számítástechnika nem boszorkányság! (Folytatás a 7. oldalról.) Lassan már senki sem emlékszik rá, hogy a számítógépeket egészen a ’80-as évekig csak számítástechnikai szakemberek kezelték, a számítógépipar „főszakácsai”, akiknek a felhasználók leadták a rendeléseket és várták a kiszolgálást. Abban az időben, amikor a gépek már tételes vagy osztott üzemmódban dolgoztak, sok gépkezelő alárendeltnek érezte magát. A személyi számítógépeket viszont képzettségre való tekintet nélkül ma már „mindenki” használhatja, s ez meghozta a felhasználó függetlenségét, a hordozható számítógépek pedig kiteljesítik a kapcsolatokat. Számítástechnika — oktatás Életünk napról napra bonyolultabbá válik, a tervezés és a szervezés egyre több időt és energiát követel. Felgyorsult életritmusunk egyik velejárója, hogy a láthatatlan jegyzetfüzetünk, az emlékezetünk már nem képes a sok információ elraktározására. A ma emberének szüksége van egy olyan „segítőre”, aki nem fárad, munkabíró-képessége kimeríthetetlen, bármikor rendelkezésre áll, és emlékezete megbízható: egy személyi számítógépre. A személyi számítógép már önmagában tükrözi azt a törekvést, hogy a számítógép személyes használati eszköz, otthon, az iskolában, a munkahelyen egyaránt rendelkezésre álljon. Nyilvánvaló, hogy — főleg a kezdeti időszakban — a személyi számítógépeknek az oktatásban történő alkalmazása nem tudományos és nem túlságosan igényes, hiszen ismerkedésről, sok esetben csak játék- programok futtatásáról van szó. A technológiai fejlődés minden területén végig kell gondolni azt a tényt, hogy a kezdeti fejlődésnek a sebessége nem tarthat sokáig — szükségszerű, hogy lefékeződjék, és a kezdeti gyors fejlődést később egy lassúbb szakasz váltja fel. A fellendülés gyors, intenzív ágán már túl vagyunk (a jövőben kisebb méretű fejlődés, stagnálás, netán visszafejlődés várható). A személyi számítógép oktatási alkalmazásánál is fennáll az a veszély, hogy a nem kellő előkészítettség eredményeképpen gyakran kevésbé hatékonyan vagy éppen rosszul használták fel az új információhordozókat. A személyi számítógépek segíthetik a tanulást, de csak olyan oktatás keretében, amely a tanulókat a tények faggatására, a problémák megértésére és a feladatok keresésére ösztönzik. A számítástechnika és az oktatás kapcsolatánál — az ismeretek közvetítését tekintve — négy szakaszt különböztethetünk meg. Az első szakasz a motiváció. E szakasz feladata, hogy a számítógépes játékok segítségével közvetlen interaktív kapcsolatot alakítsunk ki a személyi számítógép és a tanuló között, természetessé egyszerűsítve a gép kezelését. A második szakasz az ismerkedés. E szakasz jellemzője, hogy kialakítja a személyi számítógép és a tanuló kétoldali kommunikációjához szükséges tudást, megalapozza a későbbi szakaszban elmélyítendő ismereteket: a programozás alapjainak megismerése, egyszerű algoritmusok készítése — s ezek segítségével — a már megismert számítógép-funkciók irányítása! A harmadik szakasz a személyi számítógépek használata. Ez a szakasz — hasonlóan az első szakaszhoz — összefonódik a második szakasszal. Az ismerkedési szakasz munkái párhuzamosan folynak a programnyelv tanulásával (a programba való beavatkozás nélkül) és a gépkezeléssel, amely kész programok futtatását jelenti (jórészt tantárgyi programok, programrendszerek felhasználását). A személyi számítógéppel való közvetlen kapcsolaton azt értjük, hogy a tanuló nincs kiszolgáltatva a számítógépnek: a felhasználás tudatos. A negyedik szakasz: az informatika és a kommunkáció emberi és társadalmi következményei. Ebben a szakaszban a szoftver jelentősége megnő, mert előtérbe kerül a szimuláció, a modellezés. A szimuláció rendkívül előnyös, ha olyan esetben hozzák létre, amely az eredeti feltételek esetén költséges vagy veszélyes volna, vagy ha a természetes helyzet nem teszi lehetővé a dolgok egyfajta elképzelés szerinti vizsgálatát (bonyolultsága vagy időfüggősége miatt). Ez utóbbi inkább a modell kérdéseivel függ össze, amely igen sokféle lehet. A negyedik szakaszban a tantárgyi munkamegosztást olyan elemzéseknek kell megelőzniük, amelyek egyrészt tisztázzák a közismereti tantárgyak és a fakultáció kapcsolatát e témában, különös tekintettel a középfokú szakképzésre vagy szakmai előkészítésre, másrészt a számítástechnika, informatika átformáló és mégis természetes megjelenését az oktatási elképzelésekben és a tudományági ismeretekben. Bizonyos, hogy a koordinálás nem egyszerű feladat, és függ attól is, hogy a hardver minősége és mennyisége hogyan alakul iskoláinkban; a szoftverellátás kielégítő-e, megfe- lelő-e. A szoftverek túlnyomó többségükben ugyanis tan- anyagközpontúak (kváziline- árisak), nem elegendő mértékben kommutatívak. Nem képesek minden esetben a tanulást jellemző adatok regisztrálására, mérésére, értékelésére (a tanítási programok szintjéről tovább kell lépni a tanulási programok irányába). A programfejlesztéshez és felhasználáshoz elengedhetetlenül szükséges a pedagógiai-pszichológiai orientáló háttér kidolgozása, a sajátos tanulási szituáció ergonómiai vonatkozásainak figyelembe vétele. A szoftverek hatékonyságát a kritériumorientált ellenőrzés és értékelés elvei alapján kell vizsgálnunk (operacionalizált követelményrendszer). A felvázolt négy szakasz jellemzője, hogy azok egymásba tolódnak. Véleményünk szerint nem szabad őket élesen elválasztani. Hogyan, s mikor lehet egyik szakaszból a magasabb szakaszba lépni? Ezzel folytatjuk a következő számunkban. Dr. Zuti Pál