phần mềm thông báo kết quá của học sinh qua điện thoại di động.doc

phần mềm thông báo kết quá của học sinh qua điện thoại di động

LỜI NÓI ĐẦU

Trong mỗi gia đình, các bậc cha mẹ có con cắp sách tới trường lúc nào cũng quan tâm đến việc học của con mình Chẳng hạn bữa nay con mình có lên trả bài hay không ? Các bài kiểm tra trong tháng được bao nhiêu điểm ? Kết quả thi ở cuối mỗi học kỳ ra sao ? Và kể cả việc muốn biết con mình có nghỉ học bữa nào không hoặc có vi phạm nội quy gì ở trường hay không và lý do tại sao ? Thông thường, gia đình chỉ biết những chuyện này sau khi nhà trường phát sổ liên lạc về nhà.

Ngày nay, với sự phát triển liên tục của ngành máy tính, ta có thể tự động hóa công việc này bằng cách kết nối máy tính với điện thoại như là một hệ thống trả lời tự động Khi một phụ huynh gọi điện thoại tới số máy này, hệ thống sẽ thông báo các kết quả học tập của học sinh Điều này thật là thuận lợi, nhanh chóng và dễ dàng , có thể thực hiện ở mọi lúc mọi nơi.

Tuy đề tài này đã được hoàn thành nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Em rất mong được sự quan tâm, giúp đỡ và góp ý của các thầy, cô và các bạn.

Cuối cùng, em xin cảm ơn các thầy cô ở bộ môn Công nghệ thông tin đã dành cho em đề tài này và đặc biệt là thầy Nguyễn Đức Thuần, người đã trực tiếp gợi ý và hướng dẫn, giúp em hoàn thành đề tài này.

Sinh viên thực hiện

Bùi Danh Đạt

PHẦN 1

GIỚI THIỆUĐỀ TÀI

I Đặt vấn đề :

Hiện nay, thông thường mỗi học sinh cắp sách tới trường sẽ được phát cho một cuốn sổ liên lạc Nhà trường sẽ sử dụng sổ này để thông báo cho phụ huynh của học sinh biết kết quả học tập của học sinh ở sau mỗi tháng hoặc sau mỗi học kỳ Trong sổ liên lạc, nhà trường thường chỉ ghi kết quả cuối cùng của mỗi tháng hoặc mỗi học kỳ Do vậy phụ huynh không thể biết được chi tiết các cột điểm của các môn học trong mỗi tháng Ngoài ra, những lần nghỉ học cũng như những lần vi phạm nội quy của học sinh sẽ không được ghi vào trong ấy Vì thế các bậc phụ huynh khó có thể theo dõi chặt chẽ những diễn biến học tập của con mình ở trường như thế nào.

Công việc giáo dục học sinh cần phải có sự phối hợp giữa gia đình và nhà trường Nhằm tạo sự thuận lợi cho các bậc phụ huynh có thể nắm bắt được những thông tin về học sinh một cách nhanh chóng, đầy đủ, ở đề tài tốt nghiệp này, em đã tìm hiểu và viết một chương trình tự động thông báo kết quả học tập của học sinh qua điện thoại Em nhận thấy có 3 vấn đề chính sau đây được đặt ra cần giải quyết là :

 Nhận được tín hiệu gọi tới từ điện thoại , tạo một kết nối giữa máy tính và cuộc gọi đó và nhận biết phím nào đã được bấm từ máy điện thoại của người gọi để thực hiện yêu cầu của người đó

 Tìm kết quả trong cơ sở dữ liệu

 Thông báo bằng giọng nói cho người gọi nghe

Vấn đề đầu tiên là phải tạo được một giao tiếp giữa điện thoại và máy tính thông qua một modem Và để truyền được tín hiệu tiếng nói từ máy tính đến điện thoại, modem này phải có hỗ trợ chức năng “voice“ Máy tính lúc này sẽ đồng thời đóng vai trò của máy điện thoại và nhân viên trường học Người gọi có thể sử dụng bất kỳ điện thoại nào để gọi tới Lúc này máy tính sẽ tự động “nhấc máy” và đối thoại với người gọi.

Vấn đề thứ hai được giải quyết bằng cách sử dụng các câu lệnh truy vấn (SQL) mà bất kỳ thao tác nào với cơ sở dữ liệu cũng cần phải có

Vấn đề cuối cùng là áp dụng công nghệ “text-to-speech” để chuyển từ chữ trong máy tính sang tiếng nói, sau đó sẽ truyền đi qua điện thoại tới người gọi

Tất cả những vấn đề này sẽ được trình bày chi tiết trong các phần sau.

Chương trình “Thông báo kết quả học tập qua điện thoại” được viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 trên hệ điều hành Microsoft Windows 98

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu được dùng để cài đặt cơ sở dữ liệu là Microsoft Access 97

Chương trình được thiết kế để thông báo mọi vấn đề liên quan đến đến học tập và đạo đức thường gặp nhất ở học sinh Khi một người gọi điện tới, hệ thống sẽ yêu cầu nhập vào mã số của học sinh Sau đó, hệ thống sẽ đưa ra menu để chọn lựa vấn đề đang quan tâm Người gọi muốn nghe thông tin chỉ cần nhấn các phím tương ứng với các mục sau đây :

# Thay đổi mã số học sinh

1 Nghe thông tin về các lần nghỉ học trong tháng (ngày nghỉ học,

số ngày nghỉ, có phép/không phép, lý do)

2 Nghe thông tin về các lần vi phạm nội quy trong tháng (ngày vi

phạm, lý do)

3 Nghe điểm kiểm tra của các môn học trong tháng 4 Nghe điểm thi của các môn học ở cuối học kỳ

5 Nghe kết quả cuối tháng (điểm trung bình, hạng, học lực, hạnh

8 Nghe thông tin chi tiết về học sinh mang mã số hiện tại (họ, tên,

ngày sinh, giới tính, nơi sinh, tên lớp đang học ở năm học hiệntại được chọn)

9 Chọn năm học khác (năm học mặc định là năm học hiện tại)

* Kết thúc cuộc gọi

Nếu người gọi nhấn một trong các phím 1, 2, 3, 5 thì sẽ được yêu cầu nhập vào tháng muốn biết Nếu nhấn phím 4 hay 6 thì sẽ được yêu cầu nhập vào học kỳ muốn biết.

Bất cứ lúc nào, người gọi có thể nhấn phím * để trở về menu Muốn kết thúc cuộc gọi, ngoài cách nhấn phím * tại menu chọn lựa, người gọi có thể gác máy như bình thường, lúc này hệ thống sẽ tự phát hiện ra , ngắt kết nối với cuộc gọi hiện tại và tiếp tục chờ cuộc gọi khác đến Nếu hệ thống phát hiện sau một khoảng thời gian định trước (thời gian rỗi) mà không có một tác động nào từ phía người gọi thì hệ thống cũng sẽ tự động ngắt kết nối

PHẦN 2

CƠ SỞ

LÝ THUYẾT

Chương 1

GIAO TIẾP GIỮA ĐIỆN THOẠIVÀ MÁY TÍNH

Như chúng ta đã biết kỹ thuật điện thoại ra đời và phát triển rất sớm trước kỹ thuật máy tính Ngày đó, đường dây điện thoại được thiết kế chỉ để truyền tín hiệu của tiếng nói có tần số của âm thanh Dạng tín hiệu này thuộc loại tín hiệu tương tự (analog) và thường gọi là sóng âm tần hình sin Trong khi đó, máy tính chỉ có thể xử lý các tín hiệu số (digital) có tần số cao Nếu tín hiệu số này được truyền trực tiếp trên đường dây điện thoại thì chúng sẽ bị suy giảm và biến dạng Vì thế, một thiết bị chuyển đổi qua lại giữa hai tín hiệu

này đã ra đời, gọi là modem Công việc chuyển tín hiệu số của máy tính thành

tín hiệu tương tự của đường dây điện thoại được thực hiện bằng một số

phương pháp mà người ta gọi là điều chế (Modulation) Ngược lại, công việc

chuyển tín hiệu tương tự của đường dây điện thoại thành tín hiệu số của máy

tính cũng được thực hiện bằng một số phương pháp mà người ta gọi là giải

điều chế (Demodulation) Modem chính là viết tắt của 2 chữ Modulation và

Demodulation

Ứng dụng của modem mà chúng ta thường thấy nhất là kết hợp với máy tính để truy cập internet Trong trường hợp này, mỗi đầu của đường dây điện thoại sẽ nối vào một modem gắn vào máy tính Nhờ đó chúng ta có thể truy xuất được dữ liệu của máy kia (máy chủ) Còn ở đây, đối với công việc thông báo qua điện thoại từ máy tính, ta chỉ cần nối một đầu dây điện thoại vào modem gắn với máy tính tại trường học Người gọi có thể sử dụng bất kỳ điện thoại nào để gọi tới Lúc này tín hiệu từ đường dây điện thoại sẽ được modem chuyển đổi thành tín hiệu số và đưa vào máy tính để xử lý Sau đó máy tính sẽ phát trở lại các tín hiệu số (ví dụ như tiếng nói ở dạng số) cho modem để

modem chuyển đổi thành các tín hiệu tương tự (tiếng nói ở dạng tương tự) và truyền ngược trở lại người gọi Nhờ đó , người gọi có thể nghe được.

II Giao tiếp lập trình ứng dụng cho hệ thống điện thoại - TAPI (Telephony Application Programming Interface) :

II.1.1 TAPI là gì ?

TAPI được phát triển bởi sự kết hợp của hai hãng Intel và Microsoft TAPI được thiết kế để truy xuất các dịch vụ điện thoại trên tất cả các hệ điều hành Windows Nói cách khác, TAPI là tập hợp các hàm đơn lẻ được Windows cung cấp để hỗ trợ cho việc lập trình giao tiếp giữa điện thoại và máy tính thông qua modem hoặc các thiết bị truyền thông Với TAPI , người lập trình không phải lo lắng về các tập lệnh của modem để khởi tạo nó hoặc phải chọn cổng hoạt động cho modem

Mục đích của TAPI là cho phép các nhà lập trình viết những ứng dụng mà không cần quan tâm chi tiết đến thiết bị phần cứng Ví dụ với modem, người lập trình không cần biết modem loại nào, của hãng nào, tập lệnh của của modem là gì, sử dụng cổng nối tiếp hay song song hay cổng USB, chỉ cần thiết bị phần cứng đó có một TAPI driver gọi là TSP(Telephone Service Provider) do nhà sản xuất cung cấp, mà thường khi cài thiết bị phần cứng này vào máy thì tất cả các driver của nó đều được cài vào Do đó chỉ cần thiết bị này hoạt động tốt thì ứng dụng TAPI sẽ không gặp vấn đề gì

TAPI hỗ trợ cả việc truyền số liệu lẫn tiếng nói ở nhiều loại thiết bị đầu cuối khác nhau, hỗ trợ các kiểu kết nối phức tạp và các kỹ thuật quản lý cuộc gọi như: tạo cuộc gọi, chờ cuộc gọi , hộp thư thoại, vv Các ứng dụng được viết bởi TAPI có thể truy cập trực tiếp vào các dịch vụ trên đường dây điện thoại Các ứng dụng này có thể phát ra và nhận vào mọi tín hiệu của điện thoại.

Dù đường dây điện thoại truyền tín hiệu dạng tương tự hay dạng số thì ta cũng cần một thiết bị giao tiếp giữa máy tính và đường dây điện thoại Dĩ nhiên, thiết bị giao tiếp đó phải có hỗ trợ TAPI TSP Thiết bị này có thể là một trạm ISDN , một bảng mạch hệ thống điện thoại hoặc đơn giản là một modem

II.1.2 Chương trình ứng dụng TAPI :

Ứng dụng TAPI là ứng dụng mà có sử dụng giao tiếp lập trình hệ thống điện thoại nhằm thực hiện một công việc gì đó Ví dụ : phần mềm giả lập điện thoại trong mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), phần mềm gửi/nhận fax, hộp thư thoại, hệ thống trả lời tự động, điện thoại qua internet (VoIP) vv

Các thư viện này cùng với TAPI Server (Tapisvr.exe) là sự trừu tượng hóa trong việc phân cách giữa người dùng và các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại Một thư viện TAPI liên kết với TAPI Server để cung cấp một giao tiếp giữa 2 lớp (xem mô hình lập trình cho hệ thống điện thoại ở phần sau).

Có 3 thư viện liên quan tới TAPI : Tapi.dll, Tapi32.dll, Tapi3.dll Mỗi thư viện này đều có vài trò như nhau :

Mỗi thư viện này tương ứng với một thời điểm phiên bản của TAPI Các ứng dụng 16-bit liên kết với Tapi.dll Trong Windows 98/NT/2000, Tapi.dll sẽ hoạt động bằng cách ánh xạ các địa chỉ 16-bit tới các địa chỉ 32-bit , đồng thời chuyển các yêu cầu tới Tapi32.dll Với các ứng dụng 32-bit thì chúng sẽ liên kết với Tapi32.dll (TAPI phiên bản 1.4 - 2.2) Với TAPI 3.0 và 3.1 thì ứng dụng sẽ liên kết với Tapi3.dll

Trước hết MSP chỉ đến với TAPI 3, nó cho phép việc điều khiển một ứng dụng qua phương tiện với cơ chế vận chuyển đặc biệt Một MSP luôn luôn tồn tại song song với một TSP (Tapi Service Provider) Một MSP cho phép việc điều khiển phương tiện thông qua việc sử dụng thiết bị cuối và các giao tiếp luồng được định nghĩa bởi TAPI

MSPI là tập hợp các giao tiếp và các phương thức được thực hiện bởi MSP nhằm cho phép việc điều khiển một ứng dụng TAPI 3 trên phương tiện trong suốt phiên liên lạc truyền thông.

TAPI Server được xem như kho trung tâm lưu trữ các thông tin về hệ thống điện thoại trên máy người dùng Tiến trình của dịch vụ này giám sát các tài nguyên cục bộ và ở xa của hệ thống điện thoại, giám sát các ứng dụng TAPI, và thực hiện một giao tiếp phù hợp với các TSP (xem mô hình lập trình hệ thống điện thoại ở phần sau để thấy mối liên hệ giữa TAPI Server và các thành phần khác)

Trong Windows 95, 98, NT, TAPI Server (Tapisrv.exe) sẽ chạy như một tiến trình riêng biệt Trong Windows 2000, nó chạy trong ngữ cảnh của Svchost.exe Khi ứng dụng nạp TAPI DLL và thực hiện công việc khởi tạo xong, DLL sẽ xây dựng một kết nối tới TAPI Server Sau đó TAPI Server sẽ nạp các TSP.

II.1.7 TSP (Telephony Service Provider ) :

TSP thực chất là một thư viện liên kết động hỗ trợ việc điều khiển các thiết bị truyền thông thông qua một tập các hàm dịch vụ Ứng dụng TAPI sử dụng các lệnh được chuẩn hóa , và TSP điều khiển các lệnh đặc trưng mà cần phải được trao đổi với thiết bị

TSP phải tạo ra một giao tiếp TSP phù hợp để thực hiện chức năng như một nhà cung cấp dịch vụ trong môi trường hệ thống điện thoại TSPI định nghĩa ra các hàm ngoại mà được hỗ trợ bởi TSP.

Đây được xem như bộ phận cung cấp các dịch vụ cần thiết để thực hiện việc điều khiển thiết bị điện thoại một cách chi tiết TSP cung cấp các điều khiển cuộc gọi và MSP nếu có sẽ cung cấp điều khiển luồng qua phương tiện.

Tất cả các TSP thực thi bên trong tiến trình TAPISRV Các bộ phận cung cấp dịch vụ có thể tạo ra các thread ngay trong ngữ cảnh của TAPISRV khi cần và được chắc chắn rằng không có tài nguyên nào mà chúng tạo ra bị hủy do thoát khỏi một ứng dụng cá nhân nào đó Khi cần TAPI Server có thể dịch các câu lệnh của ứng dụng sang tập các lệnh phù hợp như là TSPI.

Các MSP thực thi ngay trong tiến trình của ứng dụng, cho phép phản hồi nhanh một số yêu cầu trong việc điều khiển phương tiện TAPI DLL cung cấp một kết nối chặt chẽ tới MSPI.

II.2 Mô hình lập trình cho hệ thống điện thoại :

- Ứng dụng TAPI sẽ nạp thư viện TAPI (TAPI DLL) vào và sử dụng TAPI cho các nhu cầu truyền thông

- TAPI sẽ tạo ra một kết nối với TAPI Server Ngoài ra, với TAPI phiên bản 3 sẽ tạo thêm một đối tượng MSP và kết nối với nó bằng cách sử dụng tập các câu lệnh được định nghĩa trước, hình thành nên MSPI - Khi ứng dụng thực hiện một thao tác TAPI, thư viện TAPI sẽ làm một

số kiểm tra cần thiết , sau đó sẽ chuyển thông tin cho TAPISVR - TAPISVR liên lạc với các tài nguyên khả dụng trên máy tính và giao

tiếp với các TSP bằng cách sử dụng TSPI

- Những kết nối giữa TSP và MSP được diễn ra bằng cách sử dụng một kết nối ảo thông qua TAPI DLL và TAPISVR

- TSP và MSP sẽ làm nhiệm vụ cung cấp những thông tin về các trạng thái, chức năng của thiết bị khi có yêu cầu.

Kết quả của việc lập trình theo mô hình này là ứng dụng vẫn có thể hoạt động khi thay thế thiết bị mới mà không cần thực hiện những thay đổi mã nguồn.

- Khởi tạo môi trường truyền thông trên máy tính

- Việc khởi tạo là đồng bộ và không quay trở về cho tới khi thao tác hoàn tất hoặc bị lỗi

- Nếu TAPISRV không đang chạy thì TAPI sẽ gọi nó - TAPI thiết lập một kết nối cho tiến trình TAPISRV

- TAPISRV nạp vào các bộ phận cung cấp dịch vụ được chỉ định trong registry và buộc chúng khởi tạo những thiết bị mà chúng hỗ trợ - Lấy số phiên bản thích hợp cho ứng dụng TAPI, TAPI và bộ cung

cấp dịch vụ điện thoại Công việc này bắt buộc phải làm ở TAPI 2 Khởi tạo TAPI

- Kiểm tra và thu nhận thông tin liên quan đến các thiết bị khả dụng cho ứng dụng TAPI

- Đăng ký thông điệp để nhận được các sự kiện liên quan tới những thay đổi trạng thái của đường truyền

- Một phiên làm việc nói chung hay một cuộc gọi nói riêng là một kết nối giữa hai hay nhiều địa chỉ Kết nối này là động và các đối tượng liên quan phải được tạo , quản lý và hủy khi không còn dùng Trong trường hợp đơn giản nhất thì đây là quá trình từ lúc tạo cho đến lúc ngắt kết nối một cuộc gọi

- Gồm 2 công việc chính :

 Điều khiển hoạt động của phiên làm việc : khởi tạo, duy trì và kết thúc phiên làm việc

 Lấy thông tin của phiên làm việc : lấy những thông tin chi tiết trong phiên làm việc.

- Thiết lập và lấy thông tin của các thiết bị

 Network : là lớp giao vận cho việc truyền thông.

 Line : là một kết nối tới một network Đó là một thiết bị vật lý như bảng mạch fax, modem, hay cạc ISDN Thiết bị có thể không cần kết nối thẳng vào máy tính mà có ứng dụng TAPI đang chạy

 Channel : là sự chia nhỏ của một line

 Address : một address đại diện cho một sự định vị trên network Mỗi line hay channel đều có một hay nhiều địa chỉ liên kết với nhau

 Terminal : một nguồn hoàn trả lại cho một địa chỉ đặc trưng và một kiểu phương tiện

- Phương tiện của phiên làm việc truyền thông được thiết kế cho dữ liệu truyền qua Nó cho phép một ứng dụng nhận biết những thay đổi của các kiểu phương tiện và điều chỉnh các luồng trên phương tiện

như âm lượng của tiếng nói được truyền Đó cũng có thể là việc gửi và nhận các tín hiệu DTMF từ điện thoại

- Kết thúc các phiên làm việc

- Giải phóng các tài nguyên hệ thống đang chiếm giữ

Bất kỳ một vấn đề nào liên quan đến TAPI cũng gồm có 3 thành phần : chương trình ứng dụng, TSP, và chính bản thân của TAPI Mỗi một trong ba thành phần này đều có thể hỗ trợ đến một phiên bản TAPI tối đa nào đó Đây là công việc của ứng dụng phải kiểm tra và chọn lựa phiên bản cao nhất của TAPI mà cả ba thành phần này đều hỗ trợ Các con số phiên bản này được duy trì sự tương thích khi Microsoft mở rộng các khả năng của TAPI Các phiên bản của hệ điều hành Windows khác nhau sẽ hỗ trợ các phiên bản Windows

Có một sự thuận lợi là các ứng dụng TAPI 1.4 vẫn có thể hoạt động mà không gặp vấn đề gì khi chạy trên các hệ điều hành Windows khác Còn một ứng dụng TAPI 2.0 sẽ tự động loại bỏ một số chức năng của nó khi chạy cùng với một TSP 1.4 Dưới đây là các chức năng được hỗ trợ thêm đối với mỗi phiên bản TAPI :

Phiên bản

1.4 Các chức năng cơ bản cho Windows 32 bit

2.0 Đầy đủ các chức năng cho Windows 32 bit; Hỗ trợ Unicode

2.1 Hỗ trợ Client/Server

2.2 Quản lý cuộc gọi chuyên dụng

3.0 Giao tiếp kiểu COM (Component Object Model); Hỗ trợ Media Stream Providers ; TSP 2.1 vẫn được dùng 3.1 Một số điều khiển thiết bị điện thoại và một số giao

tiếp trạm chuyên dụng

Có 2 thay đổi lớn trong các phiên bản này Thứ nhất là ở phiên bản TAPI 2.1 khi chức năng hỗ trợ Client/Server được thêm vào Điều này tạo khả năng cho thiết bị hệ thống điện thoại có thể được cài đặt trên một máy Server mà các máy Client trong mạng có thể truy cập được Thay đổi lớn thứ hai đến với TAPI 3.0 khi nó được tổ chức như một bộ các đối tượng kiểu COM , sẽ tốt hơn kiểu kiến trúc ngôn ngữ C++ cho Windows Nó tạo điều kiện dễ dàng cho việc viết các ứng dụng bằng bất cứ ngôn ngữ nào : C++ , Visual Basic hay Java Ngoài ra , chức năng khác biệt chính là khả năng hỗ trợ MSP (Media Service Providers) nhằm cung cấp cách thức truy cập các luồng phương tiện trong một cuộc gọi và có thể hỗ trợ hệ thống điện thoại theo giao thức internet (IP)

III.DTMF trong hệ thống điện thoại :

- DTMF là viết tắt của cụm từ “Dual Tone Multi Frequency” (Cặp tín hiệu đa tần) Mỗi khi ta nhấn phím để gọi điện thoại, các âm thanh phát ra mà ta nghe được chính là các tín hiệu DTMF được gửi đến tổng đài

- Theo chuẩn thì có tổng cộng 16 cặp tín hiệu DTMF tương ứng với 16 phím bấm trên điện thoại Tuy nhiên, với các máy điện thoại thông thường hiện nay, chỉ có 12 phím trên điện thoại có thể gửi tín hiệu này, đó là : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, *, # Bốn cặp tín hiệu còn lại thì thường không dùng đến, đó là các phím : A, B, C, D

- 16 cặp tín hiệu này được tổ chức dưới dạng ma trận 4x4 Khi ta nhấn 1 phím bình thường trên điện thoại, sẽ có 2 tín hiệu được phát đi : 1 tín hiệu thuộc nhóm tần số cao và 1 tín hiệu thuộc nhóm tần số thấp Sự kết hợp của 2 tín hiệu này sẽ tạo ra một tín hiệu DTMF

Ví dụ : Khi ta nhấn phím số 1 trên điện thoại thì sẽ tạo ra cặp tín hiệu

- Các tín hiệu DTMF này thường được sử dụng trong dịch vụ hộp thư thoại hoặc trong hệ thống máy điện thoại trả lời tự động Khi một người gọi điện tới, máy sẽ nhận các yêu cầu của người đó thông qua các tín hiệu này.

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ do tiến sĩ E.F.Codd sáng chế đầu tiên vào năm 1970 để lưu trữ thông tin Mô hình này là nền tảng của tất cả các hệ quản trị cơ sở dữ liệu thương mại như Access, SQL Server, Oracle, vv

Trong cơ sở dữ liệu quan hệ, các mục dữ liệu được lưu trữ trong các bảng (table), được cấu tạo bởi các dòng gọi là các mẫu tin (record) và các cột gọi là các trường (field) Cơ sở dữ liệu quan hệ cho phép nối các bảng với nhau với mục đích truy cập các mẫu tin liên quan với nhau chứa trong các bảng khác nhau

Ví dụ, ta có một cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin học sinh Trong cơ sở dữ liệu này, mỗi mẩu tin tương ứng với một học sinh Mỗi mẩu tin có 6 trường : mã số , họ , tên , ngày sinh, giới tính, mã nơi sinh Đối với mọi học sinh, ta muốn biết cùng loại thông tin nhưng những chi tiết cụ thể về từng học sinh dĩ nhiên là khác nhau Từng học sinh phải được xác định một cách riêng rẽ, do đó mỗi mẫu tin sẽ có một mã nhận dạng duy nhất được gọi là khóa (key) Khóa có thể được dùng để tham chiếu chéo (cross reference) thông tin lưu trong các bảng khác nhau trong cùng cơ sở dữ liệu Các mẩu tin trong cơ sở dữ liệu có dạng như sau:

II Sơ lược về ODBC ( Open DataBase Connectivity ) :

Chuẩn ODBC ra đời năm 1982 và được hỗ trợ bởi Microsoft ODBC là một định nghĩa chuẩn của ứng dụng lập trình giao tiếp (API) được sử dụng để truy cập dữ liệu quan hệ hoặc truy xuất tuần tự theo chỉ mục (indexed sequential access method (SAM)) Mọi hệ quản trị cơ sở dữ liệu đều hỗ trợ giao tiếp ODBC bằng cách cung cấp cho nó một driver tương ứng Các ứng dụng được viết bằng C, C++, Visual Basic đều có thể truy xuất được mọi cơ sở dữ liệu được cài đặt trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu

ODBC nhắm tới một thiên đường cho việc truy cập dữ liệu Đó là một công nghệ cho phép ứng dụng client nối với cơ sở dữ liệu từ xa Lưu trú trên máy Client, ODBC tìm cách làm cho nguồn dữ liệu quan hệ trở thành tổng quát đối với ứng dụng Client Điều này có nghĩa là ứng dụng Client không cần quan tâm kiểu cơ sở dữ liệu nó đang nối là gì.

ODBC không phù hợp với cơ sở dữ liệu không phải là cơ sở dữ liệu quan hệ như dữ liệu dạng ISAM bởi vì nó không có các giao tiếp cho phép tìm kiếm truy cập ngẫu nhiên các mẫu tin, việc thiết lập các phạm vi hoặc duyệt qua các chỉ mục ODBC đơn giản là không được thiết kế để truy cập dữ liệu ISAM.

III Các cách truy xuất cơ sở dữ liệu :

Như tên gọi của nó, các đối tượng truy cập dữ liệu, DAO được sử dụng để thao tác với cơ sở dữ liệu thông qua lập trình Với DAO ta có thể thi hành các câu truy vấn, cập nhật dữ liệu trong các bảng và cấu trúc cho cơ sở dữ liệu DAO cũng được các nhà lập trình sử dụng để truy cập các cơ sở dữ liệu trên máy cá nhân hay Client/Server và DAO hoạt động khá hiệu quả với cơ sở dữ liệu Access

RDO tương tự như DAO nhưng mục đích chính là để truy cập dữ liệu từ xa thông qua ODBC

ADO là nền tảng của kỹ thuật truy cập cơ sở dữ liệu Internet Tuy nhiên, ta có thể sử dụng ADO không chỉ để truy cập dữ liệu thông qua trang Web mà còn có thể dùng nó để lấy dữ liệu từ ứng dụng ADO là giao diện dựa trên đối tượng cho công nghệ dữ liệu mới nổi gọi là OLE DB

OLE DB được thiết kế để thay thế ODBC như một phương thức truy cập dữ liệu ODBC hiện thời là tiêu chuẩn phía Client để truy cập các cơ sở dữ liệu quan hệ OLE DB đi sâu hơn một bước bằng cách làm cho tất cả các nguồn dữ liệu trở thành tổng quát đối với ứng dụng Client

SQL là viết tắt của cụm từ “Structured Query Language” , tạm dịch là ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc SQL thuộc loại ngôn ngữ thế hệ thứ tư Việc sử dụng nó có thể giải quyết nhanh chóng vấn đề cung cấp thông tin mà với ngôn ngữ thế hệ thứ ba phải tốn khá nhiều thời gian mã hóa Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ quản trị cơ sở dữ liệu, SQL ngày càng được mở rộng.

 Ngôn ngữ : SQL không phải là ngôn ngữ thảo chương theo nghĩa cổ điển mà là một tập hợp các động từ cho phép thao tác các bảng (table) Các động từ này có thể có ở trong các ngôn ngữ khác ( C, COBOL, FORTRAN, )

 Truy vấn : Đây không phải là chức năng duy nhất SQL còn cho phép xác định cấu trúc dữ liệu , đặc trưng hóa ràng buộc toàn vẹn để đảm bảo sự tương thích giữa chúng, thiết lập các luật truy cập để đảm bảo bí mật thông tin Những chức năng này đều thực hiện một cách đơn giản thông qua khả năng hỏi và truy xuất Hiện tại mọi cố gắng để làm phong phú SQL đều nhằm vào hướng này.

 Có cấu trúc : SQL không phải là một mô hình hợp thức khi đối chiếu với lý thuyết ngôn ngữ hình thức Trong nó còn các tồn tại , ví dụ khi dùng kỹ thuật lồng nhau , tổ hợp các chức năng, vv

Ngày nay SQL đã được chuẩn hóa và trở thành chuẩn mực của việc truy xuất các cơ sở dữ liệu quan hệ Những giao diện khác thực hiện qua thực đơn , cửa sổ, lưới, vv thường được cung cấp bởi SQL SQL trở thành các điểm vào bắt buộc đối với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ

Ngoài SQL, trên thế giới còn có các ngôn ngữ khác như QUEL, QBE cũng cho phép thao tác cơ sở dữ liệu quan hệ QUEL là ngôn ngữ do đại học Berkeley đề nghị cho hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ INGRES của họ Hiện tại QUEL ngày càng ít được dùng QBE (Query By Example) là ngôn ngữ “mắt lưới” xuất phát từ logic, thông thường nó được xây dựng trên SQL QBE ngày nay vẫn còn được sử dụng bởi Access

Một cách tổng quát, SQL dùng mọi tiêu chuẩn tìm kiếm được xây dựng từ logic mệnh đề bậc nhất, nó gồm 4 từ khóa cơ bản : SELECT (Tìm), INSERT (Chèn), DELETE (Xóa), UPDATE (Sửa)

Các đối tượng truy cập dữ liệu DAO, RDO, ADO đều hỗ trợ rất mạnh việc thực thi các câu lệnh SQL nhằm tạo sự uyển chuyển, linh động và tối ưu trong các thao tác dữ liệu

Chương 3

SƠ LƯỢC VỀ TIẾNG NÓIVÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

TỔNG HỢP TIẾNG NÓI

I Sơ lược về tiếng nói :

I.1 Đặc t ính c hung ủa c t iếng n ói :

Tiếng nói là công cụ diễn đạt thông tin rất uyển chuyển và đặc biệt Khi chúng ta phát ra một tiếng thì có rất nhiều bộ phận như lưỡi, thanh môn, môi, họng, thanh quản…kết hợp với nhau để tạo thành âm thanh Âm thanh này lan truyền trong không khí để đến tai người nhận; chính vì sự kết hợp của rất nhiều bộ phận để tạo ra âm thanh này nên âm thanh được phát ra ở mỗi lần hầu như là khác nhau Vì vậy việc phân chia tiếng nói thành những loại có đặc tính riêng là rất khó Ở đây người ta tạm chia thành ba loại:

Khi chúng ta nói chữ "a" hay chữ "o" thanh môn của ta rung và giãn ra, áp suất không khí ban đầu lớn và từ từ giảm xuống, lúc này âm phát ra có dạng sóng wave đặc trưng như hình vẽ.

 Unvoiced sound :

Là âm khi ta phát ra một tiếng mà thanh môn không rung Có hai loại cơ bản: phụ âm sát (fricative) và âm bật hơi (aspirate) Đối với phụ âm sát (khi phát âm vần "s"), điểm co thắt được tạo ra tại vài điểm trên bộ máy phát âm, và không khí được đẩy qua nó Vì điểm co thắt có khuynh hướng xảy ra gần miệng, tiếng dội của bộ máy phát âm có ảnh hưởng nhỏ trong việc tạo nên phụ âm sát Đối với âm bật hơi (khi phát âm vần "h") sự dao động không khí xảy ra tại thanh môn bởi vì dây thanh âm được giữ lại một phần Trong trường hợp này, tiếng dội của bộ máy phát âm điều chỉnh phổ của tiếng ồn Điều này được thấy rõ nhất khi chúng ta nghe những âm thanh nhỏ, xì xào.

Trong trường hợp này, bộ máy phát âm được đóng kín, áp suất không khí bị nén và được giải thoát thình lình Sự giải thoát nhanh chóng áp suất này tạo nên một sự kích thích ngắn cho bộ máy phát âm Sự kích thích ngắn này có thể xảy ra với sự có rung / không rung của dây thanh môn để tạo nên âm thanh voice/unvoice plosive

Text-to-speech là một kỹ thuật dùng để chuyển dạng văn bản (text) sang tiếng nói (speech) Text–to–speech được phân loại dựa vào phương pháp chuyển văn bản sang tiếng nói :

Với phương pháp này, những từ và ngữ phải được thu âm trước Khi nhận được một chuỗi cần đọc, máy sẽ tách ra thành từng từ một Sau đó, máy sẽ tìm các từ đã được thu âm tương ứng và ghép lại với nhau , tạo ra một chuỗi tiếng nói liên tục

Phương pháp này phức tạp hơn nhiều vì sẽ tổng hợp tạo âm giống như những gì được tạo bởi giọng nói của con người phát ra Phương pháp này cần cung cấp nhiều bộ lọc mô phỏng chiều dài, cổ họng, khoang miệng, hình dạng môi và vị trí lưỡi Tuy nhiên tiếng nói được tạo bởi kỹ thuật tổng hợp này thường ít giống giọng con người , nhưng có thể đạt được những chất lượng khác nhau của giọng bằng cách thay đổi một vài thông số.

Phương pháp này nối những đoạn ngắn âm thanh được số hóa lại với nhau và tạo ra âm thanh liên tục Mỗi diphone bao gồm hai âm vị (phonemes), một âm vị bắt đầu âm ,âm vị còn lại kết thúc âm Ví dụ từ "hello" bao gồm

những âm vị sau: " h eh l oe" Những diphone tương ứng là "silence - h h -eh eh

-l l-oe oe-silence”

Diphone được tạo bằng cách thu giọng người và xác định một cách cẩn thận tỉ mỉ vị trí bắt đầu và kết thúc của những âm vị Mặc dù kỹ thuật này có thể tạo âm giống thật, phải tốn công sức để làm việc này và giọng không cố định bởi những âm vị chỉ đặc trưng bởi ngôn ngữ của người phát âm

Một ứng dụng sử dụng TTS khi nó cần chuyển dạng văn bản mang tính chất động sang dạng tiếng nói Đó là những văn bản có thể thay đổi thường xuyên, không cố định Nếu chúng ta sử dụng phương pháp ghi âm cho toàn văn bản thì trước hết là không gian lưu trữ sẽ cần rất lớn nếu như văn bản đó

dài hoặc có nhiều văn bản khác nhau Và sau đó nếu ta thay đổi văn bản khác thì sẽ phải tiến hành ghi âm lại

Nói tóm lại TTS có một số lợi ích và ứng dụng như sau :

- Đọc văn bản động : TTS hữu dụng cho những văn bản thay đổi thường

xuyên Ví dụ : sau khi nhận được e-mail, ta có thể yêu cầu máy tự đọc cho mình nghe

- Kiểm tra văn bản : Với một văn bản chi chít chữ, ta có thể yêu cầu máy

đọc để phát hiện những từ gõ sai

- Tiết kiệm không gian lưu trữ

- Thông báo bằng giọng nói thay cho chuỗi thông báo trên màn hình - Ứng dụng truyền thông : TTS được ứng dụng trong hộp thư thoại, hệ

thống trả lời tự động

Khi cần thông báo cho người sử dụng bằng tiếng nói thì những chuỗi tiếng nói này phải được thu âm trước Cách đơn giản nhất là mỗi câu nói ta thu âm lại thành một file Khi cần đọc câu nào thì ta mở file âm thanh tương ứng với câu đó Cách làm này có ưu điểm là trung thực và đạt độ tự nhiên cao nhưng có hai nhược điểm rất lớn là không linh hoạt và tốn nhiều dung lượng nhớ để lưu trữ các file âm thanh Nhằm tăng tính linh hoạt cho hệ thống tự động và giảm dung lượng lưu trữ , ta phải dùng kỹ thuật tổng hợp tiếng nói.

Tiếng nói tổng hợp dù sao cũng không phải là tiếng nói thực cho nên không thể giống hoàn toàn tiếng nói tự nhiên Tuy nhiên khi sử dụng kỹ thuật này, cần thỏa 2 tiêu chuẩn tối thiểu:

- Đạt độ trung thực tương đối để mọi người có thể hiểu được mà không cần học hỏi hoặc tập trung nghe cao độ Nếu không đạt được điều này thì tiếng nói tổng hợp sẽ không thể sử dụng được trong thực tế vì sẽ làm người nghe khó chịu.

- Khối lượng lưu trữ không quá lớn để tiện sử dụng và có thể phổ biến nhiều nơi

Có 2 hướng tổng hợp tiếng nói chính là tổng hợp dựa vào việc phân tích tần số và tổng hợp dựa vào việc ghép âm Đối với hướng phân tích tần số, ta phân tích các đặc trưng tiếng nói để tìm ra tần số, pha Khi tổng hợp sẽ tái tạo tiếng nói từ các đặc tính này Theo nghiên cứu của các chuyên gia thì hướng này rất phức tạp và chất lượng âm còn kém Trong khi đó, hướng tổng hợp dựa vào việc ghép âm dễ dàng được hiện thực trên máy tính hơn

Tính chất tiếng Việt là âm của từ đầu không ảnh hưởng âm các từ sau Do đó ta có thể ghép các từ thành một câu

Tiếng Việt phổ thông có khoảng hơn 6000 từ Nếu ta thu với tần số lấy mẫu 8KHz, 8 bit/mẫu, mono, nén PCM Mỗi từ thu trong 0.8 giây thì khối lượng âm thanh cần lưu trữ là:

- Không thể thu âm đầy đủ các từ trong tiếng Việt vì tiếng Việt có rất nhiều từ vay mượn từ các thứ tiếng khác, và có từ không có trong từ điển tiếng Việt nhưng vẫn có thể phát âm ra được

- Khối lượng dữ liệu của phương pháp này là khá lớn so với các phương pháp khác Tuy nhiên, với dung lượng đĩa cứng ngày nay thì vấn đề dung lượng như thế không phải là vấn đề đáng lo ngại.

Ví dụ: "bằng" được ghép từ [b]+[ằ]+[ng]

Phương pháp này có khối lượng lưu trữ nhỏ nhất vì chỉ có 28 phụ âm và 68 nguyên âm cùng các biến thể thanh Khối lượng lưu trữ:

(28+68) * 8000 * 1 * 1 * 0.8 = 614,400 byte

- Khối lượng lưu trữ rất nhỏ

- Rất khó hiện thực vì khi phụ âm có vai trò làm phụ âm cuối, chúng được phát âm khác với khi chúng làm phụ âm đầu Phụ âm đầu mở ra để kết hợp với nguyên âm, phụ âm cuối khép lại không kết hợp với nguyên âm nữa Cần chú ý khi phát âm nguyên âm trong trường hợp âm cuối là loại tắc (vô thanh), ví dụ như p, t, c Khi này thanh điệu không thể hiện trên phụ âm cuối mà thể hiện ở giai đoạn chuyển tiếp từ nguyên âm sang âm cuối

- Chất lượng âm của phương pháp này rất thấp.

Ví dụ : "bằng" được ghép từ [b] + [ ằng]

Một từ được tách ra làm hai phần là phụ âm đầu và vần điều này căn cứ trên đặc điểm tiếng Việt là phụ âm đầu ít phụ thuộc vào phần vần và thanh điệu Trong đó, phụ âm đầu được cắt rất ngắn chỉ còn lại âm bật Phần vần cũng được cắt bỏ ở phần đầu một lượng tưng ứng

Phương pháp này cho chất lượng âm thanh tương đương so với phương pháp ghép từ đơn Theo phương pháp này ta tách được 28 phụ âm đầu và 650 phần vần Với cách thu âm như trước thì khối lượng lưu trữ sẽ là:

650 * 8000 * 1 * 1 * (0.8 - 0.15) + 28 * 8000 * 1 * 1 * 0.15 = 3,143,600 byte

 Nhận xét :

- Một từ tiếng việt bao gồm 2 phần: phần âm đầu và phần vần Âm đầu chủ yếu là các phụ âm trong tiếng việt Ứng với một loại âm đầu ( ở đây chủ yếu là phụ âm ) phần vần ở phía sau sẽ thay đổi theo một quy luật nào đó so với phần vần chuẩn khi chưa có âm đầu tuỳ theo cách phát âm của phụ âm Chẳng hạn : /t/ /am/ t

/ch/ /am/ ch

nếu đem /ch/ ráp với /am/ t thì tiếng phát ra sẽ không trung thực, tức là khi xây dựng mô hình âm thanh phần vần độc lập với so với âm đầu sẽ không tận dụng được hết tính phân biệt giữa các từ do sự biến đổi phổ tín hiệu phần vần so với tác động của các âm đầu khác nhau.

- Để tìm ra quy luật biến đổi phổ tín hiệu này đòi hỏi ta phải có máy phân tích phổ và đi vào lĩnh vực xử lý tiếng nói, ta mới có thể quan sát và phân tích mẫu sóng âm tại từng thời điểm nhằm tìm ra quy luật

Âm của phụ âm “tr”

Âm của vần “inh”Vần “inh” sau khi được xén bớt phần thừaÂm “tr” sau khi được xén bớt phần thừa

Âm của từ “trinh”

HÌNH MÔ TẢ CÁCH GHÉP HAI ÂM THÀNH TỪ

Ví dụ "bằng" được ghép từ [bà]+[ằng]

Phương pháp này gần giống phương pháp trên nhưng phần phụ âm đầu được cắt lấn sang phần vần Theo đó, ta sẽ có 28*650 = 18,200 phần phụ âm đầu tương ứng với 650 phần vần Trong thực tế, chỉ cần khoảng 1400 phần đầu Như vậy khối lượng lưu trữ tổng cộng sẽ là:

(1400+650)* 8000 * 1 * 1 * 0.8 = 13,120,000 byte

- Vị trí cắt lấn sang phần vần nên khó xác định vì đây là vùng trộn lẫn giữa hai âm

- Tuy khối lượng lưu trữ là nhỏ so với ghép từ (2.5 lần) nhưng lớn hơn nhiều so với ghép âm loại 1 (4 lần)

- Khi dùng phương pháp ghép âm thì việc chuẩn bị các âm mất thời gian rất lớn Việc chuẩn bị âm được thực hiện thủ công do không thể xác định chính xác vị trí cần cắt Do đó nếu phương pháp này có số lượng âm lớn gấp 4 lần thì thời gian và chi phí bỏ ra cũng lớn gấp 4 lần so với phương pháp ghép âm loại một

- Ngoài ra chất lượng âm của phương pháp này cũng chưa được kiểm nghiệm để có thể đánh giá ưu điểm về chất lượng so với phương pháp loại 1.

III Giới thiệu về file Wave (*.wav) :

III.1 Khái niệm về file Wave và file RIFF :

File Wave là một dạng file theo chuẩn của Microsoft cho phép lưu trữ dữ liệu sóng âm được số hóa Nó hỗ trợ rất đa dạng các thông số của âm thanh như số bit lượng tử hóa, tốc độ lấy mẫu, số kênh Dạng file này rất phổ biến trên các thế hệ máy tính IBM và được sử dụng rộng rãi trong các chương trình chuyên nghiệp để xử lý các sóng âm được số hóa.

File Wave là một trong số các file thuộc chuẩn của file RIFF (Resource Interchange File Format - Dạng file trao đổi tài nguyên) File RIFF sử dụng phương pháp lưu trữ dữ liệu trong các chunk Mỗi chunk sẽ gồm 3 trường :

 Tên nhận dạng của chunk (ID) : gồm 4 byte kiểu Char

 Kích thước của chunk (Size) : Kiểu DoubleWord Giá trị này không

bao gồm 4 byte của ID và 4 byte của Size

 Dữ liệu của chunk đó (Data)

Đặc biệt, chunk RIFF có thể chứa các chunk khác trong trường dữ liệu.

Các chunk này được gọi là subchunk và chunk RIFF lúc này được gọi là

parent chunk

Một file RIFF luôn bắt đầu bằng một chunk RIFF Kích thước của chunk RIFF là kích tổng số byte mà trường dữ liệu của nó chiếm, nói cách khác chính là kích thước của file RIFF - 8

Tất cả các chunk khác trong file RIFF đều là subchunk của chunk RIFF Chunk RIFF có thêm một trường bổ sung nằm ở 4 byte đầu tiên trong trường dữ liệu của nó Trường bổ sung này được gọi là kiểu định dạng (form type) , gồm 4 byte kiểu Char Nó cho biết dạng dữ liệu được lưu trữ bên trong file RIFF là gì Ví dụ, đối với các file Wave trường này sẽ có tên là “WAVE” , đối với các file Avi trường này sẽ có tên là “AVI ”

Hình sau minh họa 2 subchunk trong chunk RIFF của file RIFF :

Một file wave là một tập hợp các loại chunk khác nhau Vì file Wave chính là file RIFF nên chunk đầu tiên sẽ là chunk RIFF Ngoài ra, có 2 chunk rất quan trọng không thể thiếu là chunk Format mô tả các thông số của sóng âm như tốc độ lấy mẫu, số bit lượng tử hóa, vv Chunk thứ hai là chunk Data để chứa dữ liệu âm thanh đã được số hóa Các chunk khác tùy trường hợp có thể có, có thể không

Trường dữ liệu (Data) của chunk RIFF

III.2.1 Chunk Format :

Cấu trúc của chunk Format được định nghĩa như sau :

 Trước hết chunk Format luôn có tên nhận dạng là “fmt ” Kích thước

của chunk Format có thể thay đổi tùy theo giá trị của wFormatTag.

Giá trị này cho biết chuẩn nén âm thanh Có hơn 50 chuẩn của

Microsoft và các hãng khác được định nghĩa trong file mmreg.h

Thông thường chuẩn PCM (Pulse Code Modulation) của Microsoft là chuẩn phổ biến nhất Với chuẩn này, các mẫu âm thanh được lưu trữ sẽ không được nén và có giá trị được định nghĩa là 1

 wChannels là số kênh âm thanh Giá trị 1 cho âm thanh mono, 2 cho

âm thanh stereo, 4 cho âm thanh 4 kênh, vv

 dwSamplesPerSec là tốc độ lấy mẫu, nghĩa là số mẫu được phát

trong một giây, đơn vị là Hertz Có 3 giá trị thông dụng là : 11025, 22050 và 44100 Hz mặc dù các tốc độ khác vẫn được dùng.

 dwAvgBytesPerSec sẽ chỉ ra có bao nhiêu byte được phát mỗi giây.

Nếu là chuẩn PCM thì giá trị này chính là dwSamplesPerSec *

wBlockAlign Ngược lại, giá trị này phải được tính toán phù hợp với

chuẩn tương ứng.

 wBlockAlign là kích thước của một khung mẫu âm thanh, tính theo

byte Ví dụ một khung mẫu âm thanh 16-bit mono là 2 byte, 16-bit

stereo là 4 byte Nếu chuẩn là PCM thì giá trị này bằng wChannels *

 wBitsPerSample cho biết số bit dùng để lượng tử hóa mỗi điểm lấy

mẫu Nếu chuẩn là PCM thì giá trị này là 8 hoặc 16 Vì các mẫu phải được lưu dạng BYTE hoặc WORD nên khi lưu trữ vẫn phải lưu hẳn 1 BYTE hoặc 1 WORD Ví dụ số bit lượng tử hóa là 12 thì sẽ có 4 bit thừa không dùng tới.

 cbSize là kích thước của những thông tin mở rộng thêm được thêm

vào cuối cấu trúc WAVEFORMATEX Thông tin này được dùng khi

chuẩn khác PCM Với chuẩn PCM thì giá trị này bẳng 0

Sau chunk Format là chunk Data Chunk này chỉ đơn giản chứa các mẫu âm thanh đã được số hóa Tùy theo số kênh được chọn và số bit dùng để lượng tử hóa mà các mẫu âm thanh này được sắp xếp khác nhau trong chunk Data Có 2 khái niệm về điểm mẫu và khung mẫu

 Một điểm mẫu chính là một giá trị đại diện cho một mẫu âm thanh được lấy tại một thời điểm nào đó Nếu số bit dùng để lượng tử hóa là 8 thì giá trị của một điểm mẫu dao động từ 0 đến 255 Nếu số bit dùng để lượng tử hóa là 16 thì giá trị của một điểm mẫu dao động từ đến -32768 đến 32767 Đối với âm thanh có nhiều kênh, các điểm mẫu từ mỗi kênh sẽ được xếp xen kẽ Ví dụ với âm thanh stereo, các điểm mẫu sẽ được lưu trữ như sau : mẫu đầu tiên của kênh trái rồi tới mẫu đầu tiên của kênh phải, tiếp đó là mẫu thứ hai của kênh trái rồi tới mẫu thứ hai của kênh phải, và cứ như thế.

 Một khung mẫu bao gồm nhiều điểm mẫu được phát đồng thời Ví dụ, với âm thanh stereo, 2 điểm mẫu thuộc 2 kênh sẽ tạo thành một khung mẫu

Khung mẫu 1Khung mẫu 2Khung mẫu N

Kênh 1Kênh 2Kênh 1Kênh 2 Kênh 1Kênh 2

= 1 điểm mẫu

Với âm thanh mono thì mỗi khung mẫu chỉ có 1 điểm mẫu Đối với âm thanh có nhiều kênh thì tùy theo số lượng kênh mà các thứ tự của các điểm mẫu trong một khung mẫu sẽ khác nhau :

-Phải Phải Surround

Tóm lại cấu trúc file Wave được mô tả như bảng sau :

Tên của chunk RIFF

Kích thước chunk RIFF

Định dạng của file RIFF

Tên của chunk Format

Kích thước chunk Format

Chuẩn của file Wave

Tên của chunk Data

Kích thước chunk Data

wBlockAlign * Tổng số khung mẫu

Windows cung cấp 2 hàm sau để phát một file wave : sndPlaySound và

PlaySound Hai hàm này tuy gọn, nhẹ, đơn giản nhưng sẽ nạp toàn bộ dữ liệu

âm thanh vào bộ nhớ, và cũng vì vậy mà kích thước của file sẽ bị giới hạn đến 100 KB Ngoài ra, hai hàm này cũng đòi hỏi định dạng của dữ liệu âm thanh phải được nhận biết bởi trình điều khiển âm thanh và chỉ phát ra soundcard

Các hàm của MCI được chứa trong thư viện Winmm.lib của Windows Các khai báo đặc tả liên quan được cung cấp trong 2 file Mmsystem.h và Windows.h

Để phát một file Wave có kích thước lớn hơn, Windows cung cấp một giao tiếp MCI (Media Control Interface) Đây là một giao tiếp rất mạnh thực hiện công việc giao tiếp giữa ứng dụng và thiết bị âm thanh để thu hoặc phát rất nhiều loại file âm thanh như : phát các bản nhạc từ CD Audio, các file Wave, Midi, Video, vv

MCI là tập hợp các hàm, mỗi hàm có một chức năng riêng biệt Điều đặc biệt là MCI sử dụng các chuỗi lệnh để nhận biết công việc cần làm Ví dụ,

hàm mciSendString() sẽ gửi các chuỗi lệnh sau để phát 10000 mẫu âm thanh :

"open c:\Sound\MyWave.wav type waveaudio alias finch", lpszReturnString, lstrlen(lpszReturnString), NULL);

mciSendString("set finch time format samples", lpszReturnString, lstrlen(lpszReturnString), NULL);

mciSendString("play finch from 1 to 10000", lpszReturnString, lstrlen(lpszReturnString), NULL);

mciSendString("close finch", lpszReturnString, lstrlen(lpszReturnString), NULL);

Các hàm này được chứa trong thư viện Winmm.lib của Windows Các khai báo đặc tả liên quan được cung cấp trong 2 file Mmsystem.h và Windows.h

4 hàm chính sau đây sẽ luôn được dùng để điều khiển việc phát một file

Trong đó, hàm waveOutOpen() sẽ yêu cầu cung cấp địa chỉ của một hàmgọi là CallBack Hàm CallBack này sẽ cho biết một trong 3 sự kiện liên quan

sẽ xảy ra , và 3 sự kiện này tương ứng với 3 thông điệp sau được gửi đến hàm

CallBack :

MM_WOM_OPEN Được gửi khi thiết bị được mở bằng hàm

waveOutOpen()

Được gửi khi thiết bị đã phát xong khối dữ liệu âm thanh mà được gửi đi bằng hàm

MM_WOM_CLOSE Được gửi khi thiết bị được đóng bằng hàm

waveOutClose()

Ngoài ra, hàm waveOutOpen() còn đòi hỏi một số tham số quan trọng như :

mã nhận dạng thiết bị âm thanh, handle của thiết bị sau khi mở, con trỏ tới

một cấu trúc mô tả file Wave Để chọn thiết bị âm thanh mặc định, ta dùng hằng WAVE_MAPPER thay cho mã nhận dạng thiết bị âm thanh.

Hàm waveOutPrepareHeader() sẽ tạo ra một header cho khối dữ liệu âm

thanh sẽ phát bao gồm cả các mẫu âm thanh đã được nạp vào bộ nhớ.

Cuối cùng, hàm waveOutWrite() sẽ bắt đầu gửi khối dữ liệu âm thanh

này ra thiết bị để phát với header đó.

Sau khi phát xong, ta phải gọi hàm waveOutClose() để đóng thiết bị đã

mở nhằm giải phóng tài nguyên hệ thống.

Tất cả các hàm liên quan đến công việc phát âm thanh này đều hoạt động

thông qua handle của thiết bị mà được lấy từ hàm waveOutOpen()

- Theo thứ tự của 3 cách nêu trên thì tính đơn giản tỷ lệ nghịch với tính linh động, uyển chuyển trong việc phát một file Wave, nghĩa là ta muốn nắm quyền kiểm soát, điều khiển càng nhiều thì phải thực hiện càng nhiều thao tác.

- Trong 3 cách phát file Wave trên thì 2 cách đầu (dùng hàm sndPlaySound, PlaySound hoặc MCI) ta không cần quan tâm đến việc đọc file Wave và nạp các mẫu âm thanh vào bộ nhớ Riêng cách thứ ba thì điều này là bắt buộc Phần dưới đây sẽ nói sơ về cách đọc dữ liệu âm thanh vào bộ nhớ trước khi gọi các hàm đó.

Để thao tác với file Wave, Windows cung cấp hàng loạt các hàm được chứa trong thư viện Winmm.lib Sau đây là một số hàm chính thực hiện công việc

Khi làm việc xong với 1 chunk, trước khi muốn định vị vào một chunk khác, ta phải ra khỏi chunk cũ bằng hàm :

mmioAscend()

Sau khi hoàn tất công việc, ta sẽ đóng file Wave đã mở bằng hàm :

Trước khi đọc dữ liệu âm thanh vào bộ nhớ, ta nên đọc header của file Wave trong chunk Format Từ header này ta sẽ xác định tổng số byte mà bộ nhớ cần để lưu trữ dữ liệu âm thanh và tiến hành cấp phát bộ nhớ bằng hàm :

Với MCI đã giới thiệu ở phần trên để phát một file Wave, ta cũng có thể dùng MCI để thu âm Cách thứ hai là dùng các hàm cấp thấp của Windows Như đã giới thiệu, các hàm này sẽ cho ta sự linh hoạt trong mọi thao tác.

Trước hết ta phải mở thiết bị âm thanh bằng hàm :

Tương tự như khi phát, ta phải cung cấp địa chỉ của một hàm gọi là hàm

CallBack mà sẽ phát ra các sự kiện liên quan đến quá trình thu âm Các thông

điệp tương ứng với các sự kiện này là :

MM_WIM_OPEN Được gửi khi thiết bị được mở bằng hàm

waveInOpen()

MM_WIM_DATA Được gửi khi thiết bị hoàn tất việc thu âm

sau khi gọi hàm waveInStart()

MM_WIM_CLOSE Được gửi khi thiết bị được đóng bằng hàm

waveInClose()

Ngoài ra, ta cũng cần cung cấp mã nhận dạng thiết bị âm thanh và một cấu trúc mô tả các thông số định dạng của file Wave Để chọn thiết bị âm thanh mặc định, ta dùng hằng WAVE_MAPPER thay cho mã nhận dạng thiết bị âm thanh.

Một việc khác không thể thiếu là cấp phát bộ nhớ để lưu các mẫu âm thanh thu được Dựa vào các thông số được mô tả trong cấu trúc file Wave, ta phải tính toán dung lượng bộ nhớ tối thiểu cần được cấp phát trong một khoảng thời gian nào đó Cụ thể là :

dwAvgBytesPerSec * thời gian thu âm

Kế đó, ta sẽ tạo ra header file sẽ thu âm bao gồm cả vùng nhớ vừa cấp

PHẦN 3

THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Chương 1

SƠ ĐỒ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

I Lưu đồ giải thuật :

Nếu nhìn một cách tổng quát thì chương trình sẽ gồm 4 giai đoạn chính :  Kết nối cuộc gọi tới

 Tiếp nhận yêu cầu của người gọi  Tìm dữ liệu trong máy tính  Thông báo kết quả tìm được

Dưới đây là lưu đồ hoạt động tổng quát của chương trình :