1

ASCII KODLARI

Bilgisayarda Metin (Text) Türü Bilgilerin Saklanması:

ir metin bilgisini bilgisayar hafızasında temsil edebilmek için, bilgisayar sistemi, her harf yada sembol için bir sayısal değer atar. Hangi sembol için hangi sayının atanacağı kullanılacak kodlama sistemine bağlıdır. Neticede her harf ve

sembolün bir sayısal karşılığı ve bu sayının da bilgisayar belleğinde veya depolama aygıtlarında saklanan bir ikilik sistem karşılığı vardır.

Şekil 1. Karakterlerin bilgisayarda saklanması. Sembollerin sayısal karşılıklarını belirleyerek, sayısal olmayan ya da alfabetik türdeki bilgiyi bilgisayarda temsil etmek amacıyla kullanılan kodlama sistemlerinden en yaygın olarak kullanılanı ASCII kodlma sistemidir. ASCII sözcüğü American Standart Code For Information Interchange sözcüklerinin koyu yazılmış ilk harflerinden oluşan yapay bir sözcüktür. ASCII kodlama sistemi her sembol için 8 bit kullanmaktadır. Sekiz bit kullanarak 0 ila 255 rakamları ile toplam 256 adet sembol temsil edilebilmektedir. ASCII kodlama sistemi 1963 yılında tanımlanmıştır. Tablo 1 ve Tablo 2 de ASCII kodlar ve karşılığı karakterler verilmiştir. Onluk sistemdeki (Decimal) ASCII kodlar ve karakter karşılıkları bu tablolarda görülmektedir. Örneğin KAR kelimesi 75 , 65 ve 82 nolu ASCII karakterlerdir ve bilgisayarda ikili sayı sistemi karşılığı olan

01001011 01000001 01010010 sayı dizisi ile tutulur. Onluk (Decimal) 75 65 82

B Klavye

B

01000010

Bilgisayar ortamı

B harfinin ASCII kod karşılığı 66 dır. 66 sayısı bilgisayarda ikilik sayı sistemindeki karşılığı olan 01000010 ile tutulur.

K A RKarakter

İkilik

2

Tablo 1. Standart ASCII kod tablosu.

Tablo 2. Genişletilmiş ASCII kod tablosu.

3

EKRAN KARTLARI

kran kartları bilgisayarda üretilen dijital biçimdeki görüntülerin ekrana (monitör) analog sinyaller olarak

aktarılmasını sağlayan bir donanım bileşenidir. Bilgisayarda üretilen veya sakalanan dijital görüntü bilgileri ekran kartları aracılığıyla monitöre anolog sinyaler olarak aktarılırlar ve ekranda görüntüler oluşur. Analog sinyaller elektriksel gerilim gibi sürekliliği olan sinyallerdir, dijital sinyaller ise gerçek sinyalin bir sayı dizisi ile temsil edilen şeklidir. Dijital sinyallerde iki önemli kavram vardır.

Örnekleme frekansı Örnekleme derinliği

Örnekleme frekansı 1 sn lik bir sinyalin kaç adet veri (sayı) ile temsil edildiğini belirten büyüklüktür ve Hertz (1/sn) birimi ile ifade edilir. Örnekleme derinliği ise sinyal değerini gösteren skalanın hassasiyeti ile ilişkilidir.

Şekil 3. Anolog ve Dijital sinyal karşılaştırması.

E

Analog sinyal

Dijital (sayısallaştırılmış) sinyal.

Zaman ekseni

Sinyal Büyüklüğü (Genliği)

Sinyal genlikleri

Şekil 2. Ekran kartı.

4

Örnek: Örnekleme frekansı 2 KHz (Kilo Hertz) olan bir sinyal, 1 sn lik bölümü için 2000 adet sayı ile ifade edilmektedir. Örnekleme derinliği “n” bit olan bir sinyal için sinyal büyüklüğü (genliği) 0 ila 2n -1 değerleri arasındaki bir skala ile ifade edilmektedir. Örnek olarak örnekleme derinliği 8 bit (1 Byte) olan bir dijital sinyal için sinyal büyüklüğü 0 ila 255 rakamları arasındaki bir değer ile ifade edilir. Örnekleme derinliği 16 bit (2 Byte) olan bir sinyal için sinyal büyüklüğü 0 ila 65535 rakamları arasındaki bir değer ile temsil edilebilir. Dijital sinyale ait örnekleme frekansı ve örnekleme derinliği arttıkça sinyalin hassasiyeti (Gerçek sinyale yakınlığı) artmaktadır, fakat sinyalin saklanması için disk üzerinde gerekli olan alan ihtiyacı artmaktadır. Bu kavramlar ile ilgili olarak ses kartları konusunda detaylı olarak durulacak ve ek örnekler verilecektir. Günümüz bilgisayarlarında değişik monitörler kullanılmaktadır, CRT (Cathod Ray Tube), LCD (Liquid Cyristal Display) ve Plasma. Hangi tip monitör kullanılırsa kullanılsın bilgisayar ekranında görüntü oluşturmak için bir grafik kartından yararlanılır. Grafik kartları üzerinde, mevcut görüntüyü saklamak üzere kendilerine ait video hafızalar (VRAM) bulunmaktadır veya bazı bilgisayarlarda olduğu gibi grafik kartı sistem hafızasının belirli bir bölümünü de kullanabilir. Hangi şekilde olursa olsun ekranda gördüğümüz görüntüler, ekran çözünürlüğüne (resolution) ve renk derinliğine (color depth) bağlı olarak belirli bir yer kaplarlar (Byte cinsinden). Ekran çözünürlüğü kavramı bilgisayar ekranındaki görüntülerin ekranda sütün ve satır adedi olarak kaç adet pixel ile (görüntüyü oluşturan alt bölümler) oluşturulduğunun bir ölçüsüdür. Örneğin 600x480 (Genişlik x Yükseklik) çözünürlüğe sahip bir ekranda mevcut görüntüler toplam 288000 adet küçük bölüm (pixel) ile oluşturulmaktadır. Bilgisayar ekranının yanısıra ekran kartları içinde aynı çözünürlük kavramı geçerlidir ve bir bilgisayarda elde edilebilecek en büyük ekran çözünürlükleri ekran ve ekran kartı tarafından birlikte belirlenir. Aşağıda günümüzde kullanılan ekranlar için ekran çözünürlükleri listelenmiştir.

Tablo 3. Ekran çözünürlükleri.

5

Bilgisayar ekranlarında elde edilen görüntülerde görüntü kalitesini belirleyen temel özelliklerden birisi de renk derinliği kavramıdır. Renk derinliği kavramı tek bir pixel deki görüntüyü oluşturur iken kullanılan renk adedi sayısıdır. Aşağıda verilen renk derinliğine ait tabloda, renk adedine bağlı olarak gereksinim duyulan bit adetleri verilmiştir. Dikkat edilir ise renk derinliği ve dijital sinyaller için tanımlanan örnekleme derinliği kavramları arasında yakın bir ilişki mevcuttur.

Tablo 4. Renk derinlikleri.

Tablo 3 ve Tablo 4 de verilen değerlerden yola çıkarak ekran kartlarına ait bazı hesaplamalar yapmak mümkündür. Bit derinliği ile renk sayısı arasındaki ilişkinin ikili sayı sistemi ile doğrudan bağlantılı olduğuna dikkat ediniz. Örnek 1: 640x480 çözünürlüğe ve 256 renk seçeneğine sahip bir ekran görüntüsü için ekran kartı hafızası kaç Kbyte olmalıdır. Çözüm 1: 256 renk 8 bitlik (1 Byte) renk derinliği ile elde edilebilir. Ekranda görüntüyü oluşturan herbir pixel için 1 Byte hafıza gerekmektedir. Buna göre gerekli toplam hafıza miktarı; 640x480x8= 2457600 Bit =2457600/8= 307200 Byte = 307200/1024 = 300 Kbyte. Örnek 2: 1600x1200 çözünürlüğe ve True color SVGA (Süper VGA, 16777216) renk seçeneğine sahip bir ekran görüntüsü elde edebilmek için ekran kartı hafızasının en az kaç Mbyte olması gereklidir.

6

Çözüm 2: Ekranda True color SVGA görüntü elde edebilmek için herbir pixel için 24 bitlik (3 Byte) hafızaya ihtiyaç vardır. Buna göre toplam hafıza ihtiyacı Mbyte cinsinden, 1600x1200x24= 46080000 Bit= 46080000/8= 5760000 Byte= 5760000/1024=5625 Kbyte= 5625/1024= 5.493 Mbyte dır. Not: 1600x1200 ekran çözünürlüğü elde etmek için hem kullanılan monitörün, hemde kullanılan ekran kartının bu çözünürlüğü desteklemesi gerekmektedir. Bu bileşenlerden sadece birinin bu çözünürlüğü desteklemesi yeterli değildir.

SES KARTLARI

ilgisayarlarda ses kaydı yapabilmek veya mevcut ses kayıtlarını dinleyebilmek amacı ile Ses kartı

(Sound Card) adı verilen donanım bileşenleri kullanılmaktadır. Bu bileşenler özellikle multi-medya uygulamalarının vazgeçilmez bir kullanım olduğu günümüzde bir bilgisayar için vazgeçilmez parçalardır. Ses sinyalleri esas itibarıyle, titreşen cisimlerin yüzeyleri ile temas halinde bulunan hava partiküllerini titreştirmesi ve bu hareketin komşu partiküllerede iletilmesiyle elde edilen bir dalga hareketidir. İnsan kulağında bulunan kulak zarı dalga formunda ilerleyen havadaki bu titreşimleri algılayarak iç kulakta bulunan mekanizma sayesinde işitme sinirlerine birer sinyal olarak aktarır. Bu mekanizma incelendiğinde sinyallerin tamamı ile analog sinyaller olduğu gözlemlenebilir. Analog bir yapısı olan ses sinyallerinin bilgisayar ortamında kayıt edilebilmesi, işlenebilmesi ve tekrar dinlenebilmesi için dijital hale çevrilmeleri gerekmektedir. Bu işlemin başarılabilmesi için ses kartı adı verilen bileşenler kullanılmaktadır. Analog haldeki ses bilgilerinin dijital hale kaydedilmesi esnasında ses sinyalinin orjinal halinden uzaklaşmaması arzu edilmektedir. Bu durum analog bir sinyalin dijital hale çevrilmesi sırasındaki örnekleme frekansı ve örnekleme derinliği ile doğrudan ilişkilidir. Daha evvel de tanımlandığı gibi, örnekleme frekansı bir analog sinyalin dijital hale dönüştürülmesi esnasında bir saniyede kaydedilen örnek sayısı olarak tanımlanmaktadır. Örnekleme derinliği ise analog sinyalin dijital hale dönüştürülmesi esnasında kullanılan skalanın hassasiyetidir. Aşağıda örnekleme frekansı ve örnekleme derinliği şekiller ile açıklanmıştır.

B

Şekil 4. Ses kartı.

7

Şekil 5. Analog ses sinyali.

Şekil 5’de analog formdaki bir ses sinyali görülmektedir. Bu sinyal bu hali ile bilgisayar ortamı için bir anlam ifade etmemektedir. Bu sinyalin bilgisayarda işlenebilmesi için dijital hale dönüştürülmesi (örneklenmesi) gerekmektedir. Bu işlem bu sinyalin genlik değerlerinin belirli zaman aralıkları ile bir sayı dizisi içerisine kaydedilmesi ile yapılabilir. Şekil 5 de yatay eksende görülen herbir aralığı 1/1000 sn olarak kabul edelim. Bu durumda bu sinyali aşağıdaki gibi örnekleyelim. (saniyenin 1/1000’inde örnek alınması durumunda örnekleme frekansı 1000 Hz olmaktadır).

Şekil 6. Dijital ses sinyali. Bu sinyali 1000 Hz ile örneklediğimizde kırmızı eğri (analog sinyal) örneklediğimiz değerler arasında açık bir fark olduğu görülmektedir. Bu durum bilgisayara kaydedilen ses sinyalinin bozularak kaydedilmesi, yani orjinal ses bilgisinde bir kayıp olacağı sonucunu ortaya çıkarmaktadır. Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için örnekleme frekansını

Zaman (sn)

Genlik (miliVolt)

Dijital sinyal Zaman(sn) Genlik

0 7 0.01 8 0.02 9 0.03 5 0.04 3 0.05 4 0.06 0 0.07 3 0.08 6 0.09 4

Şekil 7. Analog-dijital sinyal arasında oluşan fark.

Analog

Dijital

8

arttırmamız gerekmektedir, ayrıca ses sinyalinin genliğini ifade eden skalada daha fazla bölüntü kullanmamız gerçek sinyal değerlerini yakalamamıza yardımcı olacaktır. Bu durum aşağıdaki örnekler ile açıklanmıştır. Şekil 8. Ses sinyalinin dijitalleştirilmesi, Örnekleme frekansı 2000 Hz,

örnekleme derinliği iki kat arttırılmış. Şekil 9. Ses sinyalinin dijitalleştirilmesi, Örnekleme frekansı 4000 Hz,

örnekleme derinliği dört kat arttırılmış. Şekil 8 ve Şekil 9’dan görüldüğü gibi dijital sinyale ait örnekleme frekansı ve örnekleme derinliği arttırıldığında orjinal (analog) sinyale benzerliği de o oranda artmaktadır. Bilgisayara kaydedilen ses bilgilerinde ve bilgisayarda üretilen seslerde ses kalitesinin yüksek olması için Ses kartlarının Örnekleme frekansı ve örnekleme derinliği değerlerinin uygun değerlerde olması gerekmektedir. Örnekleme derinliği 8 bit (1 Byte) olan bir ses kartında ses sinyalinin genlik değerleri 0 ila 255 rakamları arasında ifade edilebilir, fakat örnekleme derinliği 16 bit (2 Byte) olan bir ses kartı ses sinyali genliklerini 0 ila 65535 değerleri arasında ifade edilebilmektedir. Aynı büyüklüğün daha geniş bir skala ile gösterilmesi ile daha hassas bir örnekleme yapılacağı belirgindir. Örnekleme frekansı değerinin bir ses sinyalinin içerdiği frekans bileşenleri açısından da önemi vardır, bu konuya burada değinilmeyecektir.

9

Ses kartları analog sinyalleri dijital hale (ADC), dijital sinyalleri de analog hale (DAC) çeviren donanım bileşenleridir. Bir ses sinyali dijital hale çevrilip bilgisayar ortamında aktarıldığında bilgisayarda (Hard disk, floppy disk, CD, vs. ) belirli bir yer kaplar. Bir ses sinyalinin bilgisayarda kapladığı yeri hesaplamak için ses kaydı sırasında kullanılan ses kartının örnekleme frekansı, örnekleme derinliği ve kayıt süresinin bilinmesi gereklidir. Örneğin 16 bit (2 byte) örnekleme derinliğine (Her örnek için 2 Byte kullanılmakta) ve 8 KHz örnekleme frekansına sahip (1 saniyede 8000 adet örnek almakta) bir ses kartı ile yapılmış olan 3 dakikalık ses kaydı için gerekli depolama alanı nedir sorusuna cevap şu şekilde verilebilir.

16x8000x3x60=23040000 Bit=23040000/8=2880000 Byte=2880000/1024= 2812.5 KByte=2812.5/1024=2.746 MByte.

Bu değer ses kaydının mono (tek kanallı olarak yapılması durumu için geçerlidir). Kaliteli ses kayıtları stereo (çift kanallı) olarak yapılmaktadır. Ses kaydının Stereo (Çift kanallı) yapılması durumunda her iki kanal için ayrı ses kaydı gereksinimi olduğu için bu değeri iki ile (kanal sayısı) çarpmak gerekmektedir. Yani yukarıdaki örnekdeki ses kaydının stereo olması durumunda

16x8000x3x60x2=46080000 Bit=46080000/8=5760000 Byte=5760000/1024= 5625 Kbyte=5.493 MByte.

lık bir kayıt alanına ihtiyaç vardır. Dijial kayıtlar ile ilgili başka bir örnek inceleyelim. 16 bit örnekleme derinliğinde (Her örnek için 2 Byte kullanılıyor) ve 44100 Hz örnekleme frekansında (1 saniyede 44100 adet örnek mevcut) örneklenerek kaydedilmiş 74 dakikalık bir stereo ses datası kaç Mbyte yer kaplar?

16 x 44100 x 74 x 60 x 2 = 6265728000 Bit = 6265728000/8 =783216000 Byte = 783216000 /1024= 764859.375KByte =764859.375/1024= 746.933 Mbyte

Bilgisayarda Dijital olarak bulunan ses sinyalleri Ses Kartları tarafından Analog hale dönüştürülerek aşağıdaki şekilde görülen hoparlörlere iletilir ve titreşen hoparlör diyaframı elektriksel sinyalleri duyulabilen ses dalgaları haline dönüştürür.

Bir tek data için gerekli alan (Bit)

1 saniye içerisindeki örnek sayısı

Toplam kayıt süresi (sn) Kanal sayısı

Şekil 10. Bir hoparlör iç yapısı.