Давайте разберем задачу по шагам и определим максимально возможное битовое разрешение одного трека.
Дано:
- Формат моно, частота дискретизации \(f_s = 30\,000\,\text{Гц}\)
- Общий объем альбома без сжатия: нужно определить
- Общее время альбома: 23 мин 55 сек = \(23 \times 60 + 55 = 1435\,\text{сек}\)
- Количество треков: 17
- Размер заголовка каждого трека: 190 Кбайт = \(190 \times 1024 \times 8 = 1\,550\,400\,\text{бит}\)
- Максимальное время скачивания: 2 мин 13 сек = \(2 \times 60 + 13 = 133\,\text{сек}\)
- Скорость передачи данных: 14 680 064 бит/с
Шаг 1: Найти общий объем данных альбома без сжатия
Общий объем без сжатия включает все треки вместе, плюс объем заголовков.
Общий длительность альбома: 1435 сек.
Для определения общего объема данных альбома без сжатия рассчитаем объем всего аудиоданных (без заголовков):
Объем = (частота дискретизации) \(\times\) (длительность) \(\times\) (число бит на выборке)
Если у нас есть битовая глубина \(b\) (которую нужно определить), то:
\[ \text{Общий объем аудиоданных} = f_s \times T \times b \]
Общий объем с заголовками:
\[ \text{Общий объем} = f_s \times T \times b + \text{объем заголовков} \]
Но из условия не дано, какая битовая глубина, и нам нужно определить максимально возможное \(b\).
Шаг 2: Используем ограничение по скорости передачи данных
Альбом скачивается за не более чем 133 сек через канал со скоростью 14 680 064 бит/с.
Общий объем данных, который можно передать за 133 сек:
\[ \text{Объем передаваемых данных} = \text{скорость} \times \text{время} = 14\,680\,064 \times 133 \]
Выполним расчет:
\[ 14\,680\,064 \times 133 = \]
Рассчитаем:
- \(14\,680\,064 \times 100 = 1\,468\,006\,400\)
- \(14\,680\,064 \times 33 = 14\,680\,064 \times 30 + 14\,680\,064 \times 3 = 440\,401\,920 + 44\,040\,192 = 484\,442\,112\)
Общий объем:
\[ 1\,468\,006\,400 + 484\,442\,112 = 1\,952\,448\,512\, \text{бит} \]
Шаг 3: Объем данных одного трека
Общий объем всех треков (без заголовков):
\[ \text{Общий объем} = \text{объем данных всех треков} + \text{все заголовки} \]
Общее время всех треков равно общей длительности альбома — 1435 сек.
Объем данных всех треков (по не установленной битовой глубине):
\[ V_\text{альбома} = 30\,000 \times 1435 \times b \]
Но, поскольку мы ищем максимальное битовое разрешение \(b\), которое позволяет за 133 сек скачать весь альбом, оно должно удовлетворять условию:
\[ V_\text{альбома} \leq 1\,952\,448\,512\, \text{бит} \]
При этом объем данных альбома запад с учетом заголовков:
\[ V_\text{альбома} = (f_s \times T \times b) + (\text{кол-во треков} \times \text{заголовок каждого трека}) \]
Размер всех заголовков:
\[ 17 \times 1\,550\,400 = 26\,352\,800\, \text{бит} \]
Следовательно, разрешение \(b\) должно удовлетворять:
\[ 30\,000 \times 1435 \times b + 26\,352\,800 \leq 1\,952\,448\,512 \]
Шаг 4: Решим на \(b\):
\[ 30\,000 \times 1435 \times b \leq 1\,952\,448\,512 - 26\,352\,800 \]
Вычитаем:
\[ 1\,952\,448\,512 - 26\,352\,800 = 1\,926\,095\,712 \]
Теперь выразим \(b\):
\[ b \leq \frac{1\,926\,095\,712}{30\,000 \times 1435} \]
В числителе — \(1\,926\,095\,712\).
В знаменателе:
\[ 30\,000 \times 1435 = 43\,050\,000 \]
Следовательно,
\[ b \leq \frac{1\,926\,095\,712}{43\,050\,000} \]
Выполним деление:
\[ b \leq \frac{1\,926\,095\,712}{43\,050\,000} \approx 44.74 \]
То есть максимальное целое значение \(b\):
\[ b = 44 \]
Ответ:
\[ \boxed{44} \]
Максимальное битовое разрешение одного трека — 44 бита.