Давайте по порядку рассмотрим каждую задачу и подробно решим её с объяснениями.
Задача 1
Дано:
- одноканальная (моно)
- частота дискретизации: 48 000 Гц
- разрядность: 32 бита
- длительность записи: 4 минуты
- без сжатия
Найти:
- размер файла (примерно)
Решение:
Переведём длительность в секунды:
4 минуты = 4 × 60 = 240 секундОбщее количество дискретных значений (= выборок):
= частота дискретизации × время
= 48 000 Гц × 240 с = 11 520 000 выборокРазмер файла (в битах):
= число выборок × биты на выборку
= 11 520 000 × 32 битаПереведём в байты (1 байт = 8 бит):
Размер файла (в байтах):
= (11 520 000 × 32) / 8 = 11 520 000 × 4 = 46 080 000 байтВ мегабайтах:
1 МБ = 1 048 576 байт
Размер файла ≈ 46 080 000 / 1 048 576 ≈ 43.97 МБ
Ответ: около 44 МБ.
Задача 2
Дано:
- моно,
- частота: 16 кГц = 16 000 Гц,
- разрядность: 32 бита,
- длительность: 11 минут
Решение:
Время:
11 минут = 11 × 60 = 660 секундКоличество выборок:
= 16 000 × 660 = 10 560 000Размер файла (в битах):
= 10 560 000 × 32 = 338 880 000 битВ байтах:
= 338 880 000 / 8 = 42 360 000 байтВ мегабайтах:
≈ 42 360 000 / 1 048 576 ≈ 40.43 МБ
Ответ: примерно 40 МБ.
Задача 3
Дано:
- двухканальная (стерео),
- частота: 64 кГц = 64 000 Гц,
- разрядность: 24 бита,
- размер файла: 48 Мбайт
Найти:
- время записи
Решение:
Общий размер: 48 МБ = 48 × 1 048 576 ≈ 50 331 648 байт
Общее число байтов:
= 50 331 648 байтРазмер на одну выборку (на оба канала):
× 2 (канала)
Размер на выборку (в байтах):
= количество выборок × 2 (каналов) × 24 бита /8
Но проще выразить через формулу:
Общий размер файла:
\[ \text{размер} = \text{частота} \times \text{время} \times \text{число каналов} \times \textоб{разрядность (бит)} / 8 \]
Перепишем:
\[ \text{Время} = \frac{\text{размер файла} \times 8}{\text{частота} \times \text{число каналов} \times \textоб{разрядность}} \]
Подставим значения:
\[ \text{Время (сек)} = \frac{50\,331\,648 \times 8}{64\,000 \times 2 \times 24} \]
\[ = \frac{402\,653\,184}{3\,072\,000} \approx 131.07 \text{ секунд} \]
Перевод в минуты:
\[ \approx 131.07/60 \approx 2.18 \text{ минут} \]
Ответ: примерно 2.2 минуты.
Задача 4
Аналогично, только размер файла 72 МБ:
\[ \text{Время} = \frac{72 \times 1\,048\,576 \times 8}{64\,000 \times 2 \times 24} \]
или воспользуемся предыдущей формулой:
\[ \text{Время} = \frac{\text{размер файла} \times 8}{\text{частота} \times \text{число каналов} \times \textоб{разрядность}} \]
\[ \text{Время} = \frac{72 \times 1\,048\,576 \times 8}{64\,000 \times 2 \times 24} \]
Вычислим:
Размер в байтах: \( 72 \times 1\,048\,576 \approx 75\,497\,216 \) байт
Умножим на 8: \( 75\,497\,216 \times 8 = 603\,977\,728 \)
Назовём знаменатель: \( 64\,000 \times 2 \times 24 = 3\,072\,000 \)
Делим:
\[ \text{Время} \approx \frac{603\,977\,728}{3\,072\,000} \approx 196.45 \text{ секунд} \]
Перевод в минуты:
\[ \approx 3.27 \text{ минут} \]
Ответ: примерно 3.3 минуты.
Задача 5
Дано:
- 4 канала (квадро),
- частота: 24 кГц = 24 000 Гц,
- разрядность: 16 бит,
- размер файла: 1800 МБ
Нужно найти время.
Решение:
Другой подход — использовать формулу:
\[ \text{время} = \frac{\text{размер файла} \times 8}{\text{частота} \times \text{число каналов} \times \textоб{разрядность}} \]
В МБ:
= 1800 МБ = 1800 × 1 048 576 = 1 886 054 400 байт
произведём вычисление:
\[ \text{Время} = \frac{1\,886\,054\,400 \times 8}{24\,000 \times 4 \times 16} \]
Знаменатель:
\( 24\,000 \times 4 \times 16 = 24\,000 \times 64 = 1\,536\,000 \)
числитель:
\( 1\,886\,054\,400 \times 8 = 15\,088\,435\,200 \)
делим:
\[
\text{Время} \approx \frac{15\,088\,435\,200}{1\,536\,000} \approx 9\,813 \text{ секунд}
\]
Переводим в минуты:
\( 9\,813 / 60 \approx 163.55 \text{ минут} \)
Ответ: примерно 164 минут (~2 часа 44 минут).
Задача 6
Дано:
- 4 канала,
- частота: 32 кГц,
- разрядность: 32 бита,
- длительность: 2 минуты
Решение:
Время: 2 минуты = 120 секунд.
Общая формула:
\[ \text{размер} = \text{частота} \times \text{время} \times \text{число каналов} \times \textоб{разрядность} / 8 \]
Подставим:
\[ \text{размер} = 32\,000 \times 120 \times 4 \times 32 / 8 \]
Считаем:
120 × 4 = 480
32 000 × 480 = 15 360 000
15 360 000 × 32 / 8 = (15 360 000 × 4) = 61 440 000 байт
Перевод в МБ:
\( 61 440 000 / 1\,048\,576 \approx 58.6 \) МБ
Ответ: около 59 МБ.
Задача 7
Дано:
- 2 канала,
- частота: 32 кГц,
- разрядность: 32 бита,
- длительность: 2 минуты
Та же формула:
\[ \text{размер} = 32\,000 \times 120 \times 2 \times 32 / 8 \]
120 × 2 = 240
32 000 × 240 = 7 680 000
7 680 000 × 32 / 8 = (7 680 000 × 4) = 30 720 000 байт
В МБ:
\( 30 720 000 / 1 048 576 \approx 29.3 \) МБ
Ответ: примерно 29 МБ.
Задача 8
Дано:
- Исходный файл: стерео, 32 кГц, 32 бита, размер 40 МБ
- Запись в моно, 16 кГц, 16 бит, без сжатия
Решение:
Размер файла пропорционален частоте, количеству каналов и битам.
Поскольку соотношение по сравнению с исходным:
\[ \frac{\text{новый размер}}{\text{старый размер}} = \frac{\text{нов. частота} \times \textоб{кол. каналов} \times \textоб{битность}}{\text{стар. частота} \times \textоб{каналы} \times \textоб{битность}} \]
Подставим:
\[ \frac{\text{новый размер}}{40} = \frac{16\,000 \times 1 \times 16}{32\,000 \times 2 \times 32} \]
Расчёт:
\[
= \frac{256\,000}{2\,048\,000} = \frac{1}{8}
\]
Следовательно, новый размер:
\[ 40 \text{ МБ} \times \frac{1}{8} = 5 \text{ МБ} \]
Ответ: примерно 5 МБ.
Задача 9
Дано:
- Исходный файл: стерео, 32 кГц, 32 бита, 64 МБ
- Повторная: моно, 16 кГц, 16 бит
Аналогично:
\[ \frac{\text{новый размер}}{\text{старый размер}} = \frac{16\,000 \times 1 \times 16}{32\,000 \times 2 \times 32} = \frac{256\,000}{2\,048\,000} = \frac{1}{8} \]
Новый размер:
\[ 64\, \text{МБ} \times \frac{1}{8} = 8\, \text{МБ} \]
Ответ: около 8 МБ.
Если понадобятся конкретные уточнения или помощь с другими задачами — обращайтесь!