1. USB接口
USB接口的正式名称是Universal Se-rial Bus,即通用串行总线,是一个扁平的长方形接口,其优点在于支持热插拔(不用关闭、重启系统就能添加配置设备)和即插即用,而且传输速率快,理论上可以支持127个USB设备同时工作。现在可使用USB接口的外设多种多样,包括鼠标、键盘、Modem、活动硬盘、扫描仪、打印机等。
目前的主板至少都直接配备有两个以上的USB(通用串行总线)接口。目前USB接口有两个标准,分别为USB1.1和USB2.0,他们之间最显著的区别是传输速率的不同,USB2.0是最新的USB设备规范,理论上来说,能达到480Mb/s的传输率,而USB1.1的理论传输率仅为12Mb/s。USB设备接口是向下兼容的,这样,支持USB2.0设备的USB接口同样也可以支持USB1.1设备。
2.驱动程序
驱动程序实际上是一种特殊的软件,只不过它的作用与普通应用软件有所不同罢了。驱动程序主要是用于解释各种BIOS并不支持的硬件设备,使计算机能够“接受”它们,保证这些硬件设备的正常运行,同时驱动程序还可以有针对性地控制硬件设备,以便充分发挥硬件设备的性能。
驱动程序中包含有关硬件设备的信息。有了此信息,计算机就可以与设备进行通信。驱动程序是硬件厂商根据操作系统编写的配置文件,没有驱动程序,计算机中的硬件就无法工作。操作系统不同,硬件的驱动程序也不同,各个硬件厂商为了保证硬件的兼容性及增强硬件的功能会不断地升级驱动程序。
3.采样率、采样大小(位/bit)
声音其实是一种能量波,因此也有频率和振幅的特征,频率对应于时间轴线,振幅对应于电平轴线。由于波形是无限光滑的,故弦线可以看成是由无数点组成的。由于存储空间是相对有限的,所以在数字编码过程中,必须对弦线的点进行采样。采样的过程就是抽取某点的频率值,很显然,在一秒中内抽取的点越多,获取的频率信息越丰富,为了复原波形,在一次振动中,必须有2个点的采样。由于通常情况下人耳能够感觉到的最高频率为20kHz,因此要满足人耳的听觉要求,则需要至少每秒进行20k×2=40k次采样(用40kHz表示)才能满足要求,这个40kHz就是采样率。我们常见的CD,采样率为44.1kHz。但是只有采样的频率信息还是不够的,还必须获得该频率的能量值并量化,才能表示出信号强度。量化电平数为2的整数次幂,我们常见的CD为16bit的采样大小,即2的16次方。采样大小相对采样率更难理解,因为要显得抽象点,举个简单例子:假设对一个波进行8次采样,采样点分别对应的能量值分别为A1~A8,但我们只使用2bit的采样大小,结果我们只能保留A1~A8中4个点的值而舍弃另外4个。如果我们进行3bit的采样大小,则刚好记录下8个点的所有信息。采样率和采样大小的值越大,记录的波形更接近原始信号。
4.编码方式
根据采样率和采样大小可以得知,相对自然界的信号,音频编码最多只能做到无限接近。目前能够达到最高保真水平的就是PCM编码方式(通常称为无损编码)。
对于一个采样率为44.1kHz,采样大小为16bit,双声道的PCM编码的文件,它的数据速率(码率)则为采样率值×采样大小值×声道数(bps)=44.1k×16×2 =1411.2 k(bps)。我们常说128K的MP3,对应的PCM的参数,就是这个1411.2kbps,这个参数也被称为数据带宽,它和ADSL中的带宽是一个概念。将数据速率除以8,就可以得到这个WAV的数据速率,即176.4kB/s。这表示存储一秒钟采样率为44.1kHz,采样大小为16bit,双声道的PCM编码的音频信号,需要176.4KB的空间,1分钟则约为10.34M,这对大部分用户是不可接受的,尤其是喜欢在电脑上听音乐的朋友。
要降低磁盘占用,只有两种方法,降低采样指标或者压缩。降低指标是不可取的,因此专家们研发了各种编码方式的压缩方案。
由于用途和针对的目标市场不一样,各种音频编码方式压缩后所达到的音质和压缩比都不一样。
MP3常用的编码方式有恒定比特率(CBR)、动态比特率(VBR)、 平均比特率(ABR)等。
小知识:比特率就是单位时间内的比特数。通常比特率用每秒多少比特来表示。
①恒定比特率
恒定比特率的英文名称是Constant Bit rate,简称CBR。采用恒定比特率就是对于各种频率的信号取样率都一样。这样进行压缩后的文件每秒钟的信息流量是固定不变的。由于声音的高频与低频频率相差很大,在高音的时候,就需要更高的取样率,才能保持声音质量与低音一致。若高音和低音都是一样的取样率的话,这样势必会损失部分高频(高音)信号,导致高频失真加大。我们听到的感觉就是空间感很狭窄,空间感明显降低。
②动态比特率(VBR)
动态比特率的英文名称是Variable Bit rate,简称VBR。采用动态比特率压缩的方式就是没有固定的比特率,压缩软件在压缩时根据音频数据即时确定使用什么比特率,在高频时则采用很高的取样率,在低频时则采用低一点的取样率,这样就能做到在不明显增大文件体积的同时提高音质。
③平均比特率
平均比特率英文名称是Average Bit rate,简称ABR。平均比特率编码方式是CBR和VBR编码方式的结合,它支持BR(Bit Reservoir,比特储存)技术,在信息量少的情况下降低比特率,把多余的可用数据量放到Bit Reservoir中储存起来,在信息量大的情况下再从Bit Reser-voir中提取出来,在低频和不敏感频率使用相对低的流量,高频和大动态表现时使用高流量,这样就在MP3文件体积不变的情况下实现了动态比特率。
(刘红美)