¿Cómo reproducen las computadoras los archivos de audio a la velocidad adecuada?

Los paquetes de audio se generan mediante un código que se llama periódicamente para proporcionar paquetes adicionales, los paquetes son más pequeños que un segundo de longitud, la solicitud de paquetes adicionales probablemente se maneja con algo como la función de selección UNIX que hace que la persona que llama espere hasta que haya algo para hacerlo, esto podría estar proporcionando bytes para algo como audio o escritura en un archivo o podría ser el procesamiento de la entrada del usuario, la lectura de algunos bytes recuperados del disco en un búfer o de una conexión de red, hay hardware dedicado para reproducir el individuo muestra a la velocidad correcta, cualquier programa que reproduzca audio solo necesita llenar un búfer cuando se le solicite hacerlo. Las computadoras hacen una cosa llamada multihilo, lo que significa que el código de la computadora se puede pausar para guardar su estado y luego restaurarlo, lo que permite que la CPU salte entre muchas secuencias diferentes de código de ejecución. El código se puede pausar indefinidamente esperando que algo haga, como proporcionar más paquetes de audio. Para manejar la reproducción de audio a una velocidad diferente, por ejemplo, para reproducir cascabeles de una grabación de eructos, la frecuencia de muestreo debe reducirse o acelerarse en el código y luego volver a grabar a la frecuencia de muestreo correcta, esto generalmente significa agregar un montones enteros de valores de muestra adicionales entre los valores de muestra ya existentes, aplicando un filtro para suavizar los puntos adicionales agregados y luego selecciona valores de muestra espaciados uniformemente con un espacio calculado para producir el efecto de acelerar o ralentizar la reproducción.

Las CPU tienen relojes internos que utilizan para cronometrarse. Con frecuencia, la codificación de audio y video se realiza físicamente en el hardware a través de un componente específico en lugar de hacerlo completamente en el software. Este componente de la CPU tendrá funciones de temporización específicas.

Incluso cuando la decodificación se realiza a través del software, todavía existen mecanismos que permiten a los programadores cronometrar tareas fuera del reloj interno de la CPU.

La mayoría de los archivos de audio tienen la frecuencia de muestreo codificada en los metadatos, para que la computadora sepa qué frecuencia usar. Para audio en bruto, tienes que adivinar. La tarjeta de sonido tendrá un oscilador de cristal y circuitos divisores que permiten que el software de reproducción seleccione la velocidad correcta. La tarjeta de sonido tendrá un búfer de RAM que contiene los datos de sonido que se registran a través de un convertidor D / A. El software de reproducción carga la RAM con datos e inicia el proceso de desconexión. Cuando el búfer está casi vacío, la tarjeta de sonido puede enviar una interrupción a la CPU, o el software puede sondear la tarjeta a intervalos. Es posible que la tarjeta contenga circuitos DMA que puedan recuperar bloques de datos de la memoria principal y reproducir un clip completo sin la participación de la CPU.

En el pasado (1980 y antes), las computadoras a menudo usaban retrasos en las instrucciones como elementos de temporización, y el sonido se ralentizaría si la computadora estuviera ocupada.

El audio se muestrea a una frecuencia específica a menudo 44.1khz que es 44100 veces por segundo. Para escuchar, reproduce la muestra de audio a la misma velocidad con la que se grabó. Si reproduce muestras más rápido o más lento que la muestra original, sonará demasiado rápido / lento.

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