К содержанию

Подтема 4 из 5

Звук

Сколько места занимает звукозапись, как найти её длительность и сравнить две записи.

Отсчёты и частота

Типичный вопрос основной волны ЕГЭ-2026: «Звук записан в стерео с частотой дискретизации 16 кГц и глубиной кодирования 16 бит, длительность — 1 мин 25 с. Определи наименьшее целое число Кбайт для хранения записи».

Звук хранят как числа, измеренные через равные промежутки времени. Одно такое измерение называют отсчётом. Частота дискретизации — сколько отсчётов делают за секунду в одном канале: 16 кГц = 16 000 отсчётов в секунду. Килогерцы переводят через 1000, а не через 1024.

Четыре измерения в секунду в каждом из двух каналов. Каждое значение заменено ближайшим из 8 уровней, то есть трёхбитным кодом: 12 · 2 · 3 = 72 бита за три секунды.

Глубина и каналы

Глубина кодирования — сколько битов занимает один отсчёт, а каналы хранятся отдельно. «16-битное разрешение» значит 16 бит на отсчёт. Моно — один канал, стерео — два, квадро — четыре.

Частота отвечает на вопрос «сколько измерений за секунду», глубина — «сколько битов на одно измерение». Это независимые характеристики.

Объём записи

Объём записи V = f · t · c · i бит: отсчётов за секунду × секунд × каналов × битов на отсчёт.

Время сначала переводят в секунды: 1 мин 25 с = 85 с. Объём 16 000 · 85 · 2 · 16 бит = 5312,5 Кбайт. В 5312 Кбайт запись не поместится, поэтому наименьшее целое число Кбайт — 5313: округляем вверх.

from math import ceilv = 16000 * 2 * 16 * (1 * 60 + 25)print(v / 8192, ceil(v / 8192))
5312.5 5313

В минуте 60 секунд: 2 мин 20 с — это 140 с, а не «2,20 минуты». Запись 1 * 60 + 25 переводит время прямо в программе.

Длительность по объёму

Если неизвестна длительность, объём делят на объём одной секунды f · c · i. Стерео, 16 000 Гц, 16 бит, данные занимают 960 000 байт: t = 960 000 · 8 / (16 000 · 2 · 16) = 15 с.

print(960000 * 8 / (16000 * 2 * 16))
15.0

Если у файла есть заголовок, его сначала вычитают; если данные сжаты — восстанавливают исходный объём (подтема 3).

Две записи

Если тот же фрагмент перезаписали с другими параметрами, объём умножают на отношения этих параметров. Самих объёмов и длительности знать не нужно.

Запись стерео, 48 кГц, 24 бита заняла 48 Мбайт. Тот же фрагмент записали в моно, 24 кГц, 16 бит:

ПараметрБыло → сталоМножитель
Каналы2 → 11/2
Частота48 → 24 кГц1/2
Глубина24 → 16 бит2/3

Новый объём 48 · 1/2 · 1/2 · 2/3 = 8 Мбайт. «В 1,5 раза меньше» значит делить на 1,5, то есть умножить на 2/3, — это не «на 50 % меньше».

Тонкости:разное сжатие

Если первую запись сжали так, что осталось 80 %, а вторую — 20 %, к отношению добавляется множитель 0,2 / 0,8 = 1/4. Брать только 0,2 нельзя: первая запись уже была сжата.

Итого

  • ОбъёмV = f · t · c · i бит
  • кГцчерез 1000: 16 кГц = 16 000 Гц
  • Времяв секундах: 1 мин 25 с = 85 с
  • Наименьшее целое Кбайтокруглить вверх: 5312,5 → 5313
  • Две записиперемножить отношения каналов, частоты и глубины

Проверьте себя

Ответь сначала сам, потом открой ответ.

Вопрос 1
Монозапись: частота 8 кГц, глубина 8 бит, длительность 10 секунд. Сколько байтов она занимает?
ОтветСкрыть ответ
Ответ
80 000: 8000 · 10 · 1 · 8 = 640 000 бит, делим на 8.
Вопрос 2
48 кГц — это сколько герц? 48 000 или 49 152?
ОтветСкрыть ответ
Ответ
48 000: килогерцы переводят через 1000, а не через 1024.
Вопрос 3
Сколько секунд в 2 мин 20 с?
ОтветСкрыть ответ
Ответ
140: 2 · 60 + 20. Это не 2,20 минуты.
Вопрос 4
Запись занимает 5312,5 Кбайт. Какое наименьшее целое число Кбайт нужно для её хранения?
ОтветСкрыть ответ
Ответ
5313: в 5312 Кбайт запись не поместится, поэтому округляем вверх.
Вопрос 5
Тот же фрагмент записали в моно вместо стерео, частоту увеличили вдвое, глубину оставили. Как изменился объём?
ОтветСкрыть ответ
Ответ
Не изменился: 1/2 · 2 = 1.

Практика

Для проверки ответов нужен JavaScript. Условия, подсказки и решения доступны ниже.

Стереозапись 10 секунд

Стереозапись длится 10 секунд, частота — 16 кГц, глубина — 16 бит. Найди объём в Кбайтах.

Введите число.

Монозапись 20 секунд

Монозапись длится 20 секунд при частоте 48 кГц и глубине 24 бита. Найди объём в Кбайтах.

Введите число; дробную часть можно отделить запятой или точкой.

Минуты в секунды

Сколько секунд в 3 мин 45 с?

Введите число.

Голосовое сообщение: целые Кбайты

Голосовое сообщение оцифровано в формате стерео с частотой дискретизации 24 000 Гц и глубиной кодирования 16 бит. Определи наименьшее целое количество Кбайт, необходимое для хранения сообщения без учёта заголовка, если его длительность — 3 минуты 7 секунд.

Введите число.

Наименьшее целое число Кбайт

Файл занимает 1234,6 Кбайт. Каково наименьшее целое число Кбайт, в котором он поместится?

Введите число.

Длительность стереозаписи

Стереозапись с частотой 32 кГц и глубиной 16 бит заняла 3750 Кбайт без сжатия и заголовка. Сколько секунд она длится?

Введите число.

Длительность в минутах

Стереозапись с частотой 48 кГц и глубиной 24 бита заняла 330 Мбайт без сжатия и заголовка. Определи длительность записи в минутах; в ответе укажи ближайшее целое число.

Введите число.

Стерео, частота ×2, глубина ÷2, сжатие

Несжатая монозапись занимает 10 Мбайт. Тот же фрагмент записали в стерео, частоту увеличили вдвое, глубину уменьшили вдвое. Затем объём новой записи уменьшили на 50 %. Каков результат?

Введите число.

Квадро → стерео

Запись в формате квадро заняла 60 Мбайт. Тот же фрагмент записали в стерео с частотой дискретизации в 2 раза выше и глубиной в 1,5 раза меньше. Сжатия нет. Каков объём новой записи?

Введите число.

Во сколько раз второй файл меньше

Первую запись сжали так, что осталось 80 % объёма. Вторая запись того же фрагмента — моно вместо стерео, частота вдвое выше, глубина та же, сжатие на 75 %. Во сколько раз второй файл меньше первого?

Введите число; дробную часть можно отделить запятой или точкой.

Моно → квадро

Музыкальный фрагмент записали в формате моно и сохранили без сжатия; файл занял 18 Мбайт. Затем тот же фрагмент записали в формате квадро с глубиной кодирования в 2 раза меньше и частотой дискретизации в 3 раза меньше. Сжатия нет. Укажи размер нового файла в Мбайтах.

Введите число.