Последние записи

Интенсив по Python: Работа с API и фреймворками 24-26 ИЮНЯ 2022. Знаете Python, но хотите расширить свои навыки?
Slurm подготовили для вас особенный продукт! Оставить заявку по ссылке - https://slurm.club/3MeqNEk

Online-курс Java с оплатой после трудоустройства. Каждый выпускник получает предложение о работе
И зарплату на 30% выше ожидаемой, подробнее на сайте академии, ссылка - ttps://clck.ru/fCrQw

24th
Фев

Как скрыть какой либо объект на javascript?

как скрыть какой либо объект на javascript?
я знаю как делать это при помощи библиотеки jquery но хочу научится и на простом javascript. (читать всё…)

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 24th, 2011

24th

Как получить список всех открытых окон?

Как получить список всех открытых окон? Запишу допустим я список этих окон в листбокс, как потом узнать у выбранного окна из списка его размеры? (читать всё…)

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 24th, 2011

24th

Назначить событие на OnClick для TMenuItem

Подскажите какой параметр надо передавать или может как по-другому для динамически созданного TMenuiIem создать событие OnClick, чтобы можно было его в процедуре распознать(какой именно вызвал).

Баламут:

Это делается примерно так.

unit Unit1;
interface
uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, Menus;
type
  TForm1 = class(TForm)
    PopupMenu1: TPopupMenu;
    N1: TMenuItem;
    procedure PopupMenu1Change(Sender: TObject; Source: TMenuItem;
      Rebuild: Boolean);
  private
     procedure ItemClick(Sender: TObject);
    { Private declarations }
  public
    { Public declarations }
  end;
var
  Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
procedure TForm1.ItemClick(Sender: TObject);
begin
  ShowMessage(‘ПРЕВЕД!’);
end;
procedure TForm1.PopupMenu1Change(Sender: TObject; Source: TMenuItem;
  Rebuild: Boolean);
begin
  Popupmenu1.Items[0].OnClick := ItemClick;
end;
end.Syhi-подсветка кода

тема на форуме

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 24th, 2011

23rd
Фев

Как отправить пост-запрос в дельфи на сервер, и получить от сервера ответ?

DeDoK:

Отправляет он и получается просто

var
s : TstringList;
str : string;
begin
s:=TStringList.Create;
s.Add(‘login=’);
s.Add(‘pass=’);
// вобщем добавляем свои параметры
str:=idHttp1.Post(‘http://’,s);
//в str будет ответ
end;Syhi-подсветка кода

тема на форуме

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

Как узнать на какой UIN пришло сообщение TICQClient?

У меня такой вопросик: создаются TICQClient программно. Допустим создали мы три учетные записи и подключились к сети всеми тремя UINами. Как определить к какой из учетных записей пришло сообщение, чтобы его в дальнейшем обработать?

Пепел Феникса:
в событии Sender это обьект вызвавший событие.

Memo1.Lines.Add(‘Отправитель: ‘+IntToStr((Sender as TICQClient).UIN));Syhi-подсветка кода

тема на форуме

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

Копировать содержиое listbox

Last:

Здравствуйте, есть два listbox’а, надо скопировать элементы из одного в другой. Пишу на Си:

разобрался, код выглядит так:

case IDL_BUTTON_ADD_ALL:
         switch (whi)
          {
          case BN_CLICKED:
            {
              int i = 0, n;
              n = SendMessage(GetDlgItem(hwnd, IDL_LIST_FILENAME) ,LB_GETCOUNT,0,0);
              for (i = 0; i < n; i++)
              {
                  LPTSTR *String = (LPTSTR*)malloc(1024*sizeof(TCHAR));
                  SendMessage(GetDlgItem(hwnd, IDL_LIST_FILENAME), LB_GETTEXT, i, (LPARAM)String);
                  SendMessage(GetDlgItem(hwnd, IDL_LIST_SEL_FILENAME), LB_ADDSTRING, 0, (LPARAM)String);
                  free(String);
              }
            }
          }
          return 0;Syhi-подсветка кода

тема на форуме

Добавлено в Пост-обзор. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

WMI. Wладение Mагической Iнформацией. Часть 2

Здравствуйте, уважаемые читатели! Помните меня? А статью про WMI, где я на двух языках показывал как просто получить власть над Windows посредством… Ктулху? Не-е-е. Читаем дальше? Однозначно, сегодня мы продолжим наши изыскания…

Продолжение. Начало смотрите в предыдущем номере журнала…

Виталий Белик
by Stilet www.programmersforum.ru

Ну, да ладно. Мы же пойдем ровным путем, дающим краткое, но четкое представление о том, как будет работать система. Заранее раскрывая карты, скажу, что с Делфийском коде обращение к записям и полям таблицы будет похоже на обращение к ячейкам массива.

Двумерного разумеется. На С++

TWMIRecord* TWMI::Item(int i){
  TWMIRecord *r=0;
  // Инициируем итератор для списка
  list<twmirecord>::iterator k;
  // Пройдемся циклом по списку пока не дойдем
  // до указанной по номеру записи
  for(k=RecList.begin();(k!=RecList.end())&amp;&amp;(i>0);k++,i—);
  // Если записть такая нойдена, в том смысле
  // что индекс запрошенной записи
  // не вылезает за пределы списка
  // то вернем объект из списка
  if(k!=RecList.end()&amp;&amp;i>=0){
    r=&amp;*k;
  }
  return r;
};Syhi-подсветка кода

Здесь единственный бок – я не знаю, как проверить выход за пределы списка указанного номера запрошенной записи, и так же не знаю другого способа получить по номеру из списка без прохода циклом. Поэтому я решил просто написать проход циклом по списку, пока не конец, или пока нужный номер записи в списке не достигнут. В принципе это работает, так что пусть так и остается.

Ладушки. Пора приступать к описанию второго класса, класса отвечающего за обработку записи TWMIRecord (на Делфи):

TWMIRecord=class
 private
  // Список полей и их значений
  FFields:TStringList;
  // Процедура получения данных из полей записи
  Procedure Enum(Obj:OleVariant);
  Constructor Create;
  Destructor Free;
    function GetItem(v: Variant): String;
 public
  Path:String;
  // Функция возвращающая число полей
  Function HighRecordIndex:Integer;
  // Функция, возвращающая имя i-того поля
  Function FieldName(i:integer):String;
  // Свойство получающее значение определенного поля
  Property Item[v:Variant]:String read GetItem; default;
 end;Syhi-подсветка кода

Здесь особое внимание должно быть уделено процедуре Enum(), которая, приняв объект-запись от энумератора записей, прокатится по ее полям, выделив ее значения в свой список, и свойство Item, объявленное по умолчанию. Оно может принимать как строку – при этом получить значение по имени поля, так и число, чтоб получить значение из поля по определенному номеру. Это дает серьезную мобильность, можно в цикле пройтись по полям, а можно просто получить значение по имени поля (на С++):

struct sField{
  // Имя поля
  wstring Name;
  // Значение поля, переведенное в строку
  wstring Value;
};
 
class TWMIRecord
{
private:
  // Свойство, принимающее значение поля
  VARIANT Prop;
  // Обьект-записи полученный от провайдера
  IWbemClassObject *Obj;
  wstring FString;
  // Список полей и их значений
  list<sfield> FFields;
  // Количество полей
  int CountList;
public:
  TWMIRecord(IWbemClassObject *AObj);
  ~TWMIRecord(void);
  // Метод, получающий поле по имени
  sField Field(wstring AName);
  // Метод получающий поле по номеру
  sField Field(int iName);
  // Функция, получающая верхний индекс в списке полей
  int high();
};Syhi-подсветка кода

Кто-то скажет: «А зачем Field(wstring AName) возвращает структуру, достаточно ведь вернуть значение?». Верно, но вдруг захочется пополнить структуру еще какой-нибудь характеристикой поля, например, типом, так что пусть этот метод возвращает всю структуру – ничего пагубного в этом нет. Ок. Реализуем этот класс (на Делфи):

{ TWMIRecord }
 
constructor TWMIRecord.Create;
begin
 // Создается класс списка полей и их значения
 FFields:=TStringList.Create;
 // Здесь я не предполагал хранить ничегокроме имя и значения поля
 // так что TString’a вполне хватит
end;
 
// Метод проходя по полям
procedure TWMIRecord.Enum(Obj: OleVariant);
var PropEnum:IEnumVariant; i:Cardinal; s:string; d:double;
begin
    // Приготовим список для внесения в него данных
    FFields.Clear;
    // Инициализируем энумератор
    PropEnum:=IEnumVariant(IUnknown(Obj.Properties_._NewEnum)); //Поля
    // и начнем по нему лазить, пока он выбирает записи
    while (PropEnum.Next(1, Obj, i) = S_OK) do begin
     try
      // Здесь я прикрутил распознавание типа даты
      // если поле содержит дату, то привести ее в
      // понятный человеку вид
      if obj.CIMType=$00000065 then begin
       s:=Obj.Value;
       s:=copy(s,7,2)+‘.’+copy(s,5,2)+‘.’+copy(s,1,4);
      end else
      // если же это не дата, то пусть сама программа приводит
      // значение к строке. в противном случае в строку
      // должно писаться значение [NULL], если такое поле пусто
      if VarIsNull(Obj.Value) then s:=WMIValueNull else s:=Obj.Value;
      FFields.Values[Obj.Name]:=s;
     except
 
     end;
    end;
end;
 
function TWMIRecord.FieldName(i: integer): String;
begin Result:=»;
 // если номер попадает в список полей, вернем имя поля
 // по его номеру
 if (i>=0)and(i<FFields.Count) then
  Result:=FFields.Names[i];
end;
 
destructor TWMIRecord.Free;
begin
 // Освободим список, уберем мусор
 FFields.Free;FFields:=nil;
end;
 
function TWMIRecord.GetItem(v: Variant): String;
begin
 Result:=»;
 // Если мы хотим получить значение по номеру поля
 // нужно проверить, не выходит ли указанный индекс
 // за пределы списка полей
 if VarIsOrdinal(v)and(v>=0)and(v<FFields.Count) then
  // И если не выходит — вернуть это поле
  Result:=FFields.Values[FFields.Names[v]];
 
 // если же мы хотим получить значение поля по имени
 if VarIsStr(v) then
 // мы просто передаем имя, и если
 // поле с таким именен есть возвращается его значение
  Result:=FFields.Values[v];
 // иначе вернется пустая строка
end;
 
function TWMIRecord.HighRecordIndex: Integer;
begin
// Последний индекс в списке полей
Result:=FFields.Count-1;
end;Syhi-подсветка кода

Что тут добавить еще? Энумератором получаем поля и их значения, раскладывая в «массив». И даем возможность выбирать из этого массива в самой программе, любым способом, по индексу или по имени. И еще константа const WMIValueNull='[NULL]’. На С++:

TWMIRecord::TWMIRecord(IWbemClassObject *AObj)
{
  Obj=AObj;
  HRESULT hres;
  BSTR pstrName;
  VARIANT pVal;
  CIMTYPE pvtType;
  sField field;
  // Начинаем перечисление
  hres=Obj->BeginEnumeration(0);
  CountList=0;
  // Если это возможно конечно, проходимся циклом
  // пока не нарвемся на ошибку, или пока энумератор не
  // выберет все данные
  while(!FAILED(hres)&amp;&amp;(hres!=WBEM_S_NO_MORE_DATA)){
    // Получим очередное "следующее" поле
    hres=Obj->Next(0,&amp;pstrName,&amp;pVal,&amp;pvtType,0);
    // Если оно удачно получено
    if(!FAILED(hres)&amp;&amp;(hres!=WBEM_S_NO_MORE_DATA)){
            field.Name.clear();
      // Запишем его имя
      field.Name=wstring(_bstr_t(pstrName,false));
      // Если его значение не пусто
      if(pVal.vt!=VT_NULL){
        field.Value.clear();
       // получим его, преобразовав в строку в зависимости
       // от типа
        switch(pvtType){
          case wbemCimtypeBoolean: 
             field.Value=(pVal.boolVal)?L"TRUE":L"FALSE";
             break;
          case wbemCimtypeString: 
             field.Value=wstring(_bstr_t(pVal.bstrVal,false));
             break;
          case wbemCimtypeSint32: 
             int i=pVal.intVal;
             char c[30]="";
             itoa(i,c,10);
             for(int i=0;i<10&amp;&amp;c[i]!=0;i++){field.Value+=c[i];}
             break;
        }
      }
      // и внеся новое поле в наш список
      FFields.push_back(field);
      // увеличим счетчик количества полей
      CountList++;
    }
  }
 
}
 
int TWMIRecord::high()
{
  // Вернем верхний индекс списка полей
  return CountList-1;
}
 
TWMIRecord::~TWMIRecord(void)
{
  // Освободим список
  FFields.clear();
}
 
sField TWMIRecord::Field(wstring AName){
  FString=L"";
  sField res={L"",L""};
  // Приготовим итератор для прохода по списку
  list<sfield>::iterator i=FFields.begin();
  // пока не конец списка
  for(;i!=FFields.end();i++){
    // получим очередной элемент
    sField ws=*i;
    // проверим не совпадает ли имя поля
    // полученного элемента с указанным нами
    if(ws.Name==AName){
      // Если совпадает  — выйдем из цикла
      res=*i;
      break;
    }
  }
  return res;
};
 
sField TWMIRecord::Field(int iName){
  FString=L"";
  sField res;
  // Приготовим итератор для прохода по списку
  list<sfield>::iterator i;
  // пока не конец списка или не достигнут указанный индекс поля
  for(i=FFields.begin();(i!=FFields.end())&amp;&amp;(iName>=0);i++,iName—);
  // Если список полей весь пройден а индекс поля еще не достигнут
  // вернем пустые строки. 
  if(i!=FFields.end() &amp;&amp; iName>=0){ res.Name=L"";res.Value=L"";}
  // Иначе вернем данные из списка
  else {res=*i;}
  return res;
};Syhi-подсветка кода

Опять-таки, итерации по списку – в Делфи, дяди из Борланда дали возможность обращаться к элементам списка как к массиву, как сделано в STL я не знаю, поэтому банально – прошелся циклом по list’y.

Так… Вроде ничего не забыли описать? Если нет, то пора попробовать эту махину в действии.

Starting Line

Начнем, пожалуй, с Делфи. Создадим проект с формой, на него кинем StringGrid, и в обработчике создания формы OnCreate напишем такой код (на Делфи):

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var w:TWMI;i,j:integer; wr:TWMIRecord;
begin
 // Создадим обьект WMI
 w:=TWMI.Create(nil);
 // Выкатим ему запрос
  w.SQL:= &lsquo;SELECT caption, CommandLine FROM Win32_Process&rsquo;;
  with StringGrid1 do begin
 // Развернем Грид на нужно е количество записей
    RowCount:=w.HighObject+1;
    FixedCols:=0;
    // В цикле пройдясь по записям
    for i:=0 to w.HighObject do begin
     wr:=w[i];
     if ColCount<(wr.HighRecordIndex+1) then ColCount:=(wr.HighRecordIndex+1);
     // впишем значения полей в таблицу
     for j:=0 to wr.HighRecordIndex do begin
      Cells[j,i]:=wr[j];
     end;
    end;
  end;
 w.Free;
end;Syhi-подсветка кода

Перед этим не забудем создать в проекте Unit (назовем его Unit2), и вложить в него код классов, не забыв в нем указать необходимые модули для работы механизма в описанный классах uses Classes,contnrs,variants,ActiveX,Comobj; Не забыв указать в разделе uses модуля формы этот самый Unit2.

Теперь код обработчика на форме связан с модулем, где описаны классы.
Если все проделано правильно после жмака по F9 на экран выкатится форма со списком процессов (см. рисунок 1):

Рис. 1. Работа программы написанной на Делфи

Ну вот. Запрос SELECT caption, CommandLine FROM Win32_Process получил набор с заголовками запущенных в целевой системе процессов, и путями к файлам этих процессов. Администратору сразу видно, что запущено у пользователя, не нужно идти к нему, или использовать платные средства удаленного администрирования. Увы, не все они могут показать такую информацию, а иногда это важно для понимания состояния системы.

А теперь тоже самое но на С++. Лукаво не мудрствуя, сделаем это в консоли, это попроще будет:

#include "stdafx.h"
#include "TWMI.h"
#include <locale>
#include <iostream>
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  // Включим русский язык для консоли
  setlocale(LC_ALL,"russian");
  // Создадим класс WMI
  TWMI *wmi=new TWMI();
  // Скормим ему запрос
  if(wmi->SetQuery("SELECT caption FROM Win32_Process")){
    // Если запрос удачно обработал
    printf("Получили данные\n");
    int i=0;
    // В цикле пройдемся по записям,
    for(TWMIRecord *r=wmi->Item(i);r;i++,r=wmi->Item(i)){
      // И выведем значение поля
      wcout<<r->Field(L"Caption").Value<<‘\n‘;
    }
  } else {printf("Неудача");}
  // после чего уберем мусор
  delete wmi;
  getchar();
  return 0;
}Syhi-подсветка кода

Здесь тоже самое, разве что я изменил запрос. Попросил только заголовки процессов. В консоли красиво не выведешь. Здесь же применен метод получения поля по его имени, но с таким же успехом его можно заменить на:

for(int i=0;i<r->high();i++){
   sField f=r->Field(i);
   wcout<<f.Name<<‘=’<<f.Value<<‘\n‘;
} wcout<<‘\n‘;Syhi-подсветка кода

Где в цикле будет вестись проход по всем полям по их номеру. Запустим и посмотрим, что же получилось (см. рисунки 2, 3):

Рис. 2. Получение по имени поля

Рис. 3. Получение нескольких полей

Запрос на рисунке 2 показывает, что все хорошо прошло. Объект получил от провайдера WMI информацию, и программа вывела ее на экран. На втором же рисунке показана возможность показа всех полей, одна запись тут разделена пустой строкой. Вообще я в запросе указал два поля CommandLine, но провайдер предоставляет кроме этого еще несколько, судя по всему стандартных полей, характеризующих тип самого запроса. Например, свойство __PROPERTY_COUNT=2 говорит о том, что мы запросили два поля, между прочим, им можно пользоваться, чтоб узнать количество полей. А __CLASS=Win32_Process говорит о том, какое «представление» использовалось. Мы хотели получить список процессов – вот и получили, соответственно и класс Win32_Process. Ну и, конечно же, в конце данные о тех самых наших полях, которые мы запрашивали, Caption и CommandLine. Все работает замечательно.

Теперь можно самостоятельно написать свою «тулзу» для удаленного администрирования. Учитывая, что классов в WMI много, можно много чего узнать о компьютерах в сети. Например, можно узнать, что за пользователи описаны в компьютере, выкатив запрос SELECT * FROM Win32_Account (см. рисунок 4):

Рис. 4. Информация о пользователях на целевой машине

Или предположим звонит юзер:
-у меня материнка с ума сошла, дайте дрова!
-какая у вас материнка?
-пластиковая, из магазина…

Да-да. Это не анекдот. Юзеры, иногда в силу своей компьютерной неграмотности, такое откалывают, что Задорнов «плякаль». А, запросив SELECT * FROM Win32_BaseBoard у виндоуса того пользователя можно увидеть, что у него (см. рисунок 5):

Рис. 5. Параметры материнской платы

Оказывается Асус. О! И даже серийник есть. Ну, теперь просто запросить на сайте производителя дровишки для P5GZ-MX и удаленно RAdmin’ом например проинсталлировать. Кто-то скажет: «Так, а чего самим РАдмином или типа него не посмотреть денить в свойствах?» Где? Все знают, где информация такая лежит? Ану-ка, партизаны: «шнель шпрехен… ». Я лично не знаю, где можно посмотреть такие подробности. А тут раз – и все как на ладони. А тем паче, своя Наташка… ))))

Post Scriptum

Ну вот. Собственно, на этом можно поставить точку. А можно и троеточие, ибо WMI помимо получения информации позволяет управлять компьютером. Опять-таки теми же запросами. «Тушить процессы» или выключать компьютер удаленно.

Например, если вызвать метод Terminate класса, полученного по запросу на Win32_Process, то можно потушить все процессы из запроса. Порывшись в MSDN, можно даже найти пример [2]. Если ссылку еще не завалили, посмотрите, как это делается: Запросом получается набор объектов, у которых вызывается метод Terminate, и они тушатся.

В общем, все это очень обнадеживает, и, если системный администратор владеет этим каратэ – цены ему нет. Домен свой он будет держать атланту подобно. Так что рекомендую вляпаться в эти микрософтовские катакомбы – не пожалеете.

The Чтиво

Ресурс вики http://ru.wikipedia.org/wiki/WMI
MSDN http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa393907%28VS.85%29.aspx

Статья из девятого выпуска журнала «ПРОграммист».

Обсудить на форуме — WMI. Wладение Mагической Iнформацией. Часть 2

Добавлено в Журнал, Статьи. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

Быстрое написание программ на WinAPI

Все программисты делятся на две группы – oldschool и новую волну. Сыны старой школы помнят историю о 640 килобайтах, помнят о тысяче игр на одной дискете… Новая волна, чаще всего, даже не знает устройство компьютера, но так же считается – программистами. Использование IDE изменило представление о программистах. Посмотрим, что же может дать отказ от визуального программирования. В этой статье я опишу один из способов быстрого написания приложений с использованием функций WinAPI.

Алексей Шишкин
by Alex Cones http://flsoft.ru

Вступление или «Кому это нужно?»

Вы можете задаться вопросом, зачем же насиловать свой мозг, если давным-давно изобретена VCL, MFC и прочие прелести визуального программирования? Для ответа на этот вопрос давайте посмотрим на плюсы и минусы визуального и низкоуровневого* программирования.

Итак, рассмотрим плюсы визуального программирования:

быстрое написание программ (достаточно накидать кнопок на форму и написать их процедуры);
удобство использования (это удобнее, чем описывать каждый шаг на низком уровне, не нужно заботиться о памяти).

И минусы:

огромный размер приложений — «пустое» приложение на Delphi «весит» ~300 кб;
из-за огромного количества надстроек быстродействием приходится пренебречь, особенно в плане графики на Canvas.

И в противоположность, рассмотрим плюсы низкоуровневого программирования на WinAPI:

малый размер конечных файлов (согласитесь, что между 30 кб и 300 кб есть большая разница);
быстродействие на достаточно высоком уровне (быстрее получится только, если писать целиком на ассемблере – то еще удовольствие).

И минусы:

нет визуализации (труднее представить, что создать, что уничтожить, что где писать);
для создания обычного окна потребуется примерно 50 строк кода (создать и зарегистрировать само приложение, создать окно, заботиться о всех параметрах);
необходимо помнить о необходимости следить за использованием памяти — освобождением, взятием. Здесь обычным *.Free не обойдешься.

Но, если мы представим, что избавились о минусах программирования на WinAPI, чаша весов склонится в сторону низкоуровневого программирования. Так как же нам от них избавиться? Итак, взглянем в сторону фреймворков, которые это позволяют. За всю мою практику программирования на Delphi сталкивался с таким только единожды** – APIx 2 (Visual WinAPI). Но данное средство разработки не предполагает активное использование графики, только создание окон и кнопок. Поэтому я решил создать такую библиотеку, которая позволит не только быстро создавать окна, но и активно использовать графику.

Не хвастаясь особо, сообщу, что мне это удалось. И через три недели разработки GRAY FUR был готов.

WTF… или что это даст?

Mon ami, это же элементарно: не нужно заботиться о расходе и приходе памяти, размышлениям о бренности окон. Да, мы по прежнему не имеем дела с визуальностью, но, согласитесь, что намного удобнее вызвать одну процедуру, чем записывать пару десятков с многочисленными параметрами. Так, например отрисовать текстуру на экране можно так:

Var
  Loc : HDC;
  TNum : Integer;
 Begin
  Loc := CreateCompatibleDC(DC);
  SelectObject(Loc, Bitmap);
  BitBlt(DC,
           X, Y,
            Width,
            Height,
            Loc,
            0, 0,
            SRCCOPY);
  DeleteDC(Loc);
End;Syhi-подсветка кода

А можно и так:

Draw(Form1, Num, X, Y, FALSE);
BufferDraw;Syhi-подсветка кода

Причем, если мы не подумаем о том, как создать двойную буферизацию в первом случае изображение будет мерцать при отрисовке. Во втором случае все это уже встроено в систему.

Panic button

Рассмотрим написание Panic button с использованием нашей системы. Для того, кто еще не читал моей статьи о создании Panic Button на WinAPI [1] поясню, что эта кнопка на экране будет сворачивать все окна по нажатию на нее.

Итак, скачаем FrameWork и посмотрим, как же это делается. По привычке, я буду делать это на Lazarus, но вы так же можете использовать Delphi, используя пакет для разработки под Delphi.

Для начала создадим то, что кнопка должна делать:

Procedure HideAll(Handle : HWND); // Эту процедуру будем использовать по клику левой кнопки мыши
Begin
 Keybd_event(VK_LWIN,0,0,0); // Эмулируем нажатие клавиши Win
 Keybd_event(VK_D ,0,0,0); // Эмулируем нажатие клавиши D
 Keybd_event(VK_D ,0,KEYEVENTF_KEYUP,0); // Отпустим D — все окна свернутся
 Keybd_event(VK_LWIN,0,KEYEVENTF_KEYUP,0); // Отпустим Win.
End;Syhi-подсветка кода

Так же сделаем процедуру закрытия приложения:

Procedure KillMe(Handle : HWND); // Процедура жестокого убийства
Begin
 DestroyTimer(ID); // Удалим таймер, созданием которого мы еще займемся
 DestroyApplication; // Уничтожим приложение
End;Syhi-подсветка кода

И для полного счастья сделаем так, чтобы кнопка всегда была наверху:

Procedure OnTop;
Begin
  SetformOnTop(Form1, TRUE); // Установим её всегда сверху.
End;Syhi-подсветка кода

Да, и еще создадим функцию для вычисления вертикальной позиции:

Function CalculateYp : Integer;
Var
R : Rect;
H : Handle;
W : Integer;
PH : Integer;
Begin
W := GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN); // Получаем вертикальное разрешение
ZeroMemory(@R, SizeOf(R));
H := FindWindow(‘Shell_TrayWnd’, Nil); // Найдем окно панели задач
GetWindowRect(H, R); // Его размеры
PH := R.Bottom — R.Top; // Вычислим высоту
Result := W — PH — Form1.Height; // И получим искомое
End;Syhi-подсветка кода

Рассмотрим само тело программы:

program Project1;
 
{$mode delphi}{$H+} // Директивы для Lazarus
 
Uses
Windows, // Подключим Windows
Scow; // Подключим модуль-связку проекта
 
Var
Form1 : TForm; // Наше главное окно. Тип описан в Scow
ID : Integer; // ID таймера
 
// Здесь находятся процедуры, описанные выше
begin
CreateApplication; // Создаем приложение
 
SetApplicationReaction1(HN_LBUTTONDOWN, HideAll); // Назначим событие по левому клику
SetApplicationReaction1(HN_RBUTTONDOWN, KillMe); // Назначим событие по правому клику
 
CreateForm(Form1, FALSE); // Создадим форму FALSE — не показывать на панели задач
ShowForm(Form1, TRUE); // Покажем ее на экране
ResizeForm(Form1, 64, 64); // Назначим размеры
MoveForm(Form1, 0, CalculateYp); // И положение
LoadTexture(Form1, ‘Button.bmp’, ‘Button’); // Загрузим текстуру в хранилище****
Draw(Form1, ‘Button’, 0, 0, FALSE); // Нарисуем текстуру на буфере
BufferDraw(Form1); // И выведем его на экран
 
ID := CreateTimer(1000, OnTop); // Создадим таймер для вызова процедуры OnTop
 
CollectMessages; // И организуем цикл сбора сообщений для корректной работы приложения
end. // That’s all, folks!Syhi-подсветка кода

Да, и это все, как и говорится в последней строке программы. Попробуйте поискать многочисленные работы с памятью и прочими непристойностями — их просто нет. Таким образом, мы избавились от главного минуса программ на WinAPI – скорости и сложности написания. И получили плюсы – размер проекта на Delphi всего ~20 кБ по сравнению с ~300 и 39 кБ в Lazarus по сравнению с ~900 кБ. Так же не пострадало и быстродействие – прямые работы с памятью в операциях с графикой и прямой вызов WinAPI функций в проекте.

Вместо заключения

Итак, использование фреймворка дало свои плюсы. Быстрота написания (на это у меня ушло не более 3-х минут), малый размер и быстродействие – все это в одном флаконе. Так же, так как практически все функции имеют понятные названия и параметры то его можно запросто использовать для обучения основам управления программой на WinAPI. В общем, я надеюсь, что он, повторяя путь развития паскаля, перейдет в массы.

Ссылки

Алексей Шишкин. WinAPI графика. Panic button. – ПРОграммист, Клуб ПРОграммистов, 2010, №8, с.24
Скачать проект GRAY FUR http://squary.ru/wiki/index.php

Статья из девятого выпуска журнала «ПРОграммист».

Обсудить на форуме — Быстрое написание программ на WinAPI

Добавлено в Журнал, Статьи. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

О правильном составлении ТЗ. Часть 2

Прежде всего, хочу извиниться перед читателями, за то, что продолжение первой статьи запоздало, простуда подкралась незаметно. Ну, вот я готова представить вашему вниманию следующую часть рассказа о правильном составлении ТЗ. В прошлой статье я постаралась ответить на вопросы: что такое ТЗ, зачем оно нам необходимо и кто должен его писать. Также постаралась раскрыть возможные последствия отсутствия ТЗ и его неграмотного написания. В этой части я постараюсь рассказать, что нужно и как нужно писать в первых четырех частях ТЗ.

Дарья Устюгова
by Sparky ustyugova90@mail.ru

Введение

В прошлой части материала я привела содержание ТЗ, сложившееся у меня на основе написанных мною ТЗ и прочтенных книгах. Для того, чтобы не заставлять вас искать содержание в прошлом номере и сохранить целостность повествования, приведу его еще раз.

Прежде, чем начать разбор того, что же нам писать в ТЗ, хочу затронуть еще один формальный и очень важный момент: оформление ТЗ. Касаться моментов оформления текста ТЗ я не буду, все описано в ГОСТ 19.106-78 Требования к программным документам, выполненным печатным способом. Что же я хочу обсудить? Я хочу заострить ваше внимание на титульном листе. Что же в нем такого важного и ценного? Именно на нем ставятся подписи разработчика и заказчика. Собственно только после того когда мы и заказчик поставим их, можно приступать к работе. До этого момента ТЗ не имеет никакого юридического веса. Здесь необходимо вспомнить о плюсе ТЗ: ТЗ документ официальный. И именно на его основе будет решаться, выполнили ли мы все необходимые работы. Как оформить титульный лист описано в ГОСТ 19.104-78 Основные надписи. Теперь мы разберемся с каждым пунктом содержания по отдельности.

Содержание ТЗ:

1. Введение
     1.1. Наименование программы
     1.2. Краткая характеристика области применения программы
     1.3. Сроки исполнения работ
2. Основания для разработки
     2.1. Заказчик
     2.2. Исполнитель
     2.3. Основание для разработки
3. Назначение разработки
     3.1. Общая концепция системы
     3.2. Описание функциональности системы
4. Требования к программе
     4.1. Требования к информационным структурам и методам решения
     4.2. Требования к функциональным характеристикам
     4.3. Требования к надежности
         4.3.1. Требования к обеспечению надежного функционирования системы
         4.3.2. Типы отказов при работе с системой
         4.3.3. Время восстановления после отказа
         4.3.4. Допустимые потери данных при отказе
         4.3.5. Важная информация, которая должна быть защищена от разрушения
         4.3.6. Отказы из-за некорректных действий пользователей системы
     4.4. Условия эксплуатации
         4.4.1. Климатические условия эксплуатации
         4.4.2. Требования к квалификации и численности персонала
     4.5. Требования к составу и параметрам технических средств
         4.5.1. Требования к серверному аппаратному обеспечению
         4.5.2. Требования к клиентскому аппаратному обеспечению
         4.5.3. Требования к сетевому аппаратному обеспечению
     4.6. Требования к информационной и программной совместимости
         4.6.1. Требования к исходным кодам и языкам программирования
         4.6.2. Требования к программным средствам, используемым программой
         4.6.3. Требования к защите информации и программы
     4.7. Маркировка и упаковка
     4.8. Транспортировка и хранение
    4.9. Специальные требования
5. Требования к программной документации
6. Технико-экономические показатели
7. Стадии и этапы разработки
     7.1. Стадии разработки
     7.2. Этапы разработки
     7.3. Содержание работ по этапам
8. Порядок контроля и приемки
     8.1. Виды испытаний
     8.2. Общие требования к приемке работ
9. Порядок корректировки Технического задания

Наименование программы

В данном пункте все довольно просто и банально… Мы просто пишем имя нашей программы. Ничего сложного, главное наша фантазия.

Краткая характеристика области применения программы

Здесь описываем, в какой предметной области будет применяться наше творение. Для того чтобы было более понятно приведу пример из моей практики: Программа применяется для автоматизации учета имеющихся книжных изданий, имеющихся читателей, выдачи книжных изданий.

Сроки исполнения работ

Вот мы и подошли к одному из самых сложных пунктов. Наверное, многие читали байку о том, как программисты строят дом. Для тех, кто не слышал, обязательно прочитайте. Да я согласна ставить перед собой сроки выполнения работ тяжело. Часто мы не укладываемся в указанные нами сроки. С чем же это связанно? С тем, что мы не умеем планировать свое время, не можем правильно рассчитать количество ресурсов, которые нам понадобятся для достижения поставленной цели, также нельзя сбрасывать со счетов прочие форс-мажорные обстоятельства.

Вообще советую прочитать такие книги как:

Фредерик Брукс: «Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы»
Йордан Э., Йордон Эдвард: «Путь камикадзе: Как разработчику программного обеспечения выжить в безнадежном проекте»

Описывать этот пункт в общих чертах и на основе своих проектов, довольно сложно. Нужно помнить, что проекты могут отличаться в корне: сложностью, количеством исполнителей, профессионализмом исполнителей и т.д. Поэтому просто скажу: читайте про управление проектами, в частности про Project Time Management.

Но программу мы пишем для конкретного заказчика, и не факт что заказчик не поставит перед нами какие-то свои сроки. Скорее всего, поставит. Что же нам делать в этом случае? Мы на время забываем про сроки, предложенные или навязанные заказчиком, и рассчитываем их самостоятельно. Дальше все будет зависеть от того, насколько наши сроки и сроки заказчика будут отличаться. Если они совсем не различаются или заказчик предлагает более длительный срок, мы соглашаемся. Ни в коем случае нельзя говорить заказчику: «Что это за гигантские сроки, мы справимся в 2 раза быстрее». Мы, конечно, теоретически сможем это сделать, а если мы сократим сроки и не успеем, мы останемся в «минусе». Поэтому некий запас во времени никогда не помешает. Мы рассмотрели оптимальный вариант, но сроки, предложенные заказчиком, могут оказаться меньше. Что же делать в таком случае? Вариантов немного – всего 3.

Первый вариант: сразу же скажу он самый наихудший. Согласиться на эти сроки. Почему же? Если сроки чуть меньше наших, это не смертельно, но довольно опасно. Согласитесь, работать на износ довольно тяжело, но все-таки возможно, вот только не известно насколько это уменьшит реальные сроки, и уменьшит ли. Вообщем решать придется самостоятельно, во многом решение будет зависеть от того насколько вас заинтересует проект и какие риски появятся, если вы не уложитесь в сроки.
Но, если сроки отличаются сильно, и мы беремся за этот проект, проект сразу, же можно записывать в безнадежные, а нам готовить компенсацию заказчику, потому как зачастую заказчику не достаточно фразы: «подождите еще месяц и все будет сделано». Нет, конечно, заказчик может подождать месяц, но вот, если нам понадобится второй, заказчик задумается, и все может закончиться плачевно для нас. Заказчик сможет наказать нас рублем или еще хуже – обратиться в суд, нужно отметить, что основания для этого у него будут. Также может пострадать наша репутация, и если заказчику понадобится еще какая-либо программа, вероятно, что к нам он уже не обратится, еще и отговорит своих партнеров и просто знакомых.

Тут мы снова подошли к мысли о том, что ТЗ документ официальный. И если там написано, что мы должны завершить свою работу 12.12.2010, то мы должны это сделать.
Второй вариант: отказаться от выполнения этого проекта.
Третий вариант: самый наилучший для нас, но не факт что это устроит заказчика. Необходимо ему объяснить, что уложиться в сроки, предложенные им нереально. Сделать это нужно в доступной для его понимания форме.

В заключение хочу сказать, что начинать нужно именно с 3 варианта. Заказчик тоже человек, и если грамотно аргументировать, почему наше детище не может родиться быстрее определенного нами срока.

Заказчик

В данном пункте нет ничего нетривиального, просто пишем, кто является нашим родным и любимым заказчиком

Исполнитель

Данный пункт похож на предыдущий, но есть одна особенность, если мы работаем в команде, необходимо упомянуть обо всех участниках проекта, указать одного себя любимого недостаточно. Нет, конечно, это можно сделать, но в таком случае, за все косяки будем отвечать самостоятельно. Заказчику будет все равно, что это ошибка Васи, которого заказчик никогда не видел, и ранее о нем не слышал.

Основание для разработки

Еще один довольно важный пункт. В большинстве случаев помимо ТЗ, заказчик и исполнитель заключают договор, за подробностями обращаемся к гражданскому и трудовому кодексам. В ТЗ указываем, что был подписан договор на указание услуги по созданию программного продукта, указываем номер договора. Если договора нет, этот пункт будет отсутствовать.

Общая концепция системы

Для того чтобы написать этот пункт необходимо провести анализ предметной области для которой предназначена наша программа, определить какие бизнес-задачи будут решать с ее помощью. Но в данном пункте не требуется глубокий анализ, все это ждет нас впереди. Просто описываем, зачем же наше творение создается, и какой же от него будет толк. Для того чтобы более понятно приведу пример: Система позволяет организовать работу библиотекаря, систематизировать информацию об имеющихся книжных изданиях, студентах, преподавателях и сотрудниках использующих библиотеку.

Описание функциональности системы

Вот мы и подошли к одному из самых важных пунктов. Именно в этом пункте описываются функциональные требования к приложению. Если вдруг случится так, что заказчик предъявит нам претензии, это будет, чуть ли не первый пункт проверки экспертов. Поэтому его написанию стоит уделить особое внимание. Именно здесь в большей степени описывается то, что от нас хочет заказчик. Но не нужно забывать, что в половине случаев, заказчик сам не совсем понимает, что, же его душе хочется увидеть в нашем творении, и мы должны каким-то образом это из него вытянуть. Как уже писала в предыдущей статье, это отдельное искусство. Договоримся, что все функциональные требования были сформулированы, осталось их записать в ТЗ.

Как же это сделать? Если в системе представлено несколько категорий пользователей, мы должны это отразить. Кроме того все функции нужно разделить между этими категориями. Если такого разделения нет, то просто перечисляем функции, которые будет выполнять наше приложение.

Есть небольшой нюанс, если приложение добавляет/изменяет какие-либо данные, в скобках необходимо написать какие именно данные добавляются/изменяются. В противном случае, когда при сдаче программы в эксплуатацию заказчик скажет: «А почему в этой табличке нет поля телефон» мы не сможем ему аргументировано возразить. А в случае если мы укажем, какие именно поля содержит таблица, мы просто показываем заказчику документ, в котором написано что этого поля быть не должно.

Требования к информационным структурам и методам решения

Название данного пункта звучит страшно, но на самом деле ничего страшного и не понятно в нем нет. Просто описываем, какие технологии будут применяться в нашем приложении. Чтобы стало совсем понятно, приведу пример: система должна быть реализована согласно технологии «клиент-сервер»; В качестве сервера используется СУБД – сервер; Взаимодействие клиентской и серверной частей системы должно осуществляться согласно протоколу TCP/IP.

Требования к функциональным характеристикам

Этот пункт дублирует пункт Описание функциональности системы, только в более литературной форме. Также здесь описывается, каким образом реализуется взаимодействие с пользователем, например, при помощи набора первичный и вторичных форм.

Требования к обеспечению надёжного функционирования системы

Вот мы и добрались до формальных пунктов, которые пишутся по шаблону. В данном пункте описывается что должен предпринимать заказчик для того чтобы наша программа работала надежно. Просмотрев большое количество ТЗ, я пришла к выводу, что текст данного пункта везде одинаков, поэтому просто приведу его ниже.

Надежное (устойчивое) функционирование программы должно быть обеспечено выполнением Заказчиком совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:

Организацией бесперебойного питания технических средств;
Использованием лицензионного программного обеспечения;
Регулярным выполнением рекомендаций Министерства труда и социального развития РФ, изложенных в Постановлении от 23 июля 1998 г. «Об утверждении межотраслевых типовых норм времени на работы по сервисному обслуживанию ПЭВМ и оргтехники и сопровождению программных средств»;
Регулярным выполнением требований ГОСТ 51188-98. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов;

Типы отказов

Следующий пункт, текст которого тоже не меняется. Здесь мы просто описываем, какие типы сбоев возможны. В процессе работы системы могут случаться отказы следующих типов:

Сбои в подсистеме работы с сетевыми соединениями (ошибки, связанные с передачей информации между сервером и клиентами, а также ошибки при работе с базой данных системы);
Отказы, вызванные сбоем электропитания технических средств (иными внешними факторами);
Отказы, вызванные неисправностью технических средств;
Отказы, вызванные не фатальным сбоем (не крахом) операционной системы;
Отказы, вызванные фатальным сбоем (крахом) операционной системы.

Время восстановления после отказа

Этот пункт напрямую связан с предыдущим. Мы просто указываем, какое количество времени понадобится на восстановление работы нашего приложения при возникновении сбоев типы, которых описаны выше. Причем конкретное время в минутах указывать не обязательно. Допустим, если произошел отказ, вызванный фатальным сбоем операционной системы, достаточно написать: время восстановления не должно превышать времени, требуемого на устранение неисправностей технических средств и переустановки программных средств.

Допустимые потери данных при отказе

Каким бы надежным приложением не было наше приложение, сбои в его работе и работе операционной системы и технических средствах возможны. Для того чтобы заказчик знал чего же ему ждать после сбоя как раз и пишется этот пункт. Мы, конечно же, мы можем написать, что при сбое данные потеряны, не будут. К сожалению это вариант утопический. Полная противоположность этому варианту, данные будут потеряны полностью. Но это не устроит нашего любимого заказчика. Думаю, это никого не устроит, тем более, когда транзакциями, механизмами резервного копирования и восстановления никого не удивишь. Думаю для того чтобы стало понятно что писать, я приведу пример: при сбое в подсистеме работы с сетевыми соединениями допускается потеря информации, относящейся к тому справочнику или к той читательской карточке, о которой информация передавалась по каналу связи в момент сбоя. Главным критерием при определении допустимых потерь информации при сбое в перечисленных компонентах является сохранение целостности данных системы.

Важная информация, которая должна быть защищена от разрушения

Почти в каждом приложении есть информация, которая всегда должна оставаться целостной. Данный пункт предназначен для того чтобы зафиксировать что именно относится к наиболее важной информации, какие именно данные необходимо обезопасить в первую очередь. Допустим, что наше приложение работает с какой-либо БД, то, прежде всего, необходимо обеспечить целостность этой БД.

Отказы из-за некорректных действий пользователей системы

Всегда нужно помнить о том, что пользователи бывают разные. Исходя из личного опыта, половина из них общается с компьютером на Вы. Следовательно, наше творение должно терпеть все нападки таких пользователей и не падать. Поэтому срочно вспоминаем про try catch =) Нет, конечно, можно не обрабатывать ошибочные ситуации, но это не правильно. Поэтому в данном пункте пишем, что такие отказы не возможны и реализуем это.

Климатические условия эксплуатации

Работа программы зависит от того сможет ли работать технические средства в данных климатических условиях, поэтому пишем: климатические условия эксплуатации, при которых должны обеспечиваться заданные характеристики, должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к техническим средствам в части условий их эксплуатации.

Требования к квалификации и численности персонала

Здесь указываем минимальное количество персонала, который будет работать с нашей программой, также описываем требования к их образованию. Также для каждого пользователя указываем, какие задачи он будет решать, используя наше приложение.

Требования к составу и параметрам технических средств

Все мы хотя бы раз играли в компьютерные игры, держали коробочку от диска, на которой пишут какими характеристиками должен обладать компьютер, чтобы мы могли насладиться игрой. Вот замечательный пример, иллюстрирующий данный пункт ТЗ.

Требования к исходным кодам и языкам программирования

Данный пункт предназначен для отображения прихотей очень привередливых заказчиков разбирающихся в языках программирования. Если по каким-то причинам заказчик просит или требует, чтобы приложение было написано на конкретном языке, именно это отмечаем в данном пункте. Также здесь отмечаем, хочет ли получить заказчик исходники программы.

Требования к программным средствам, используемым программой

Здесь описываем, что же из стороннего софта необходимо для работы нашей программы, начиная с операционной системы и заканчивая каким-нибудь ODBC-драйвером.

Требования к защите информации и программы

Нам может несказанно «повести» и заказчик скажет, что в его приложении будет обрабатываться коммерческая тайна или еще хуже персональные данные или государственная тайна. В таком случае нам придется читать различные ФЗ и реализовывать все требования описанные там. А в ТЗ необходимо отметить какие именно требования по защите информации были выполнены. Но все может быть проще в том случае если заказчик просто попросит сделать авторизацию или что-то подобное.

Если же заказчик не предъявляет никаких требований к защите информации, мы должны не забыть указать это, чтобы исключить какие-либо вопросы при сдаче проекта.

Маркировка и упаковка

В данном пункте описывается, по какому принципу будут нумероваться версии данной программы. Также указывается, на каких носителях программа будет распространяться.

Транспортировка и хранение

Увидев этот пункт впервые, я улыбнулась, потому как что в нем писать не понятно. До сих пор данный пункт остается загадкой, поэтому просто приведу, если можно так выразить свою отписку: специальных требований к транспортировке и хранению не предъявляется.

Специальные требования

Для чего нужен данный пункт? Поясню, если у заказчика остались требования, которые мы не сможем включить ни в один из предыдущих пунктов, то записываем их сюда. Зачем их вообще записывать? Не забываем, что именно ТЗ определяет «все ли мы сделали» и в нем должны быть указаны все требования заказчика.

Вместо заключения

Вот я и рассказала вам о первых четырех главах ТЗ, надеюсь, что вам после прочтения уже не страшно при упоминании ТЗ, вы уже имеете представление о том, что и как в нем писать. В дальнейшем, расскажу об оставшихся моментах.

Источники

ГОСТ 19.201-78 Техническое задание, требования к содержанию и оформлению http://www.nist.ru/hr/doc/gost/19201-78.htm
ГОСТ 19.106-78 Требования к программным документам, выполненным печатным способом. http://www.nist.ru/hr/doc/gost/19106-78.htm
«В круге разработки» Наталья Дубова http://citforum.ru/SE/project/circle
Единая система программной документации (ЕСПД) http://www.philosoft.ru/espd.zhtml
Комплексный/Унифицированный процесс разработки ПО http://www.rup-rus.ru
Введение в управление проектами http://www.prjman.ru/theory/32

Статья из девятого выпуска журнала «ПРОграммист».

Обсудить на форуме — О правильном составлении ТЗ. Часть 2

Добавлено в Журнал, Статьи. Дата Февраль 23rd, 2011

23rd

БПФ. Практика использования

Получение спектра в радиотехнике уже стало обыденным явлением. Появились как аппаратные высокоскоростные реализации, например от таких брендов как Tektronix, так и совмещенные варианты анализаторов на основе DSP процессоров или ПЛИС в промышленных или офисных компьютерах. Данным материалом мы начинаем цикл статей посвященных теме анализа спектра сигналов и их визуализации, для чего сегодня разработаем компонент, работающий с цифровым аудиопотоком, и освоим методику Фурье-анализа применительно к распознаванию DTMF.

Сергей Бадло
by raxp http://raxp.radioliga.com

Краткий экскурс…

Спектроанализатор* — это прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электромагнитных колебаний в заданной полосе частот и бывает как параллельного или последовательного типа, так и совмещенным. По способу обработки — различают аналоговые и цифровые, а по характеру анализа — скалярные (получение частотно-амплитудных спектров) и векторные (фазо-частотных спектров).

Анализатор спектра позволяет определить амплитуду и частоту спектральных составляющих, входящих в состав анализируемого сигнала. Важнейшим его параметром – является разрешающая способность, т.е. наименьший интервал по частоте между двумя гармониками, которые еще можно измерить.

Рис. 1. «Преимущества софтовых вариантов очевидны лишь на малых частотах, либо при использовании аппаратно-программных реализаций»

Физический смысл или… для чего мы учим математику

Вспомним курс математики [1-6]. Как вы знаете, периодическим сигналом называют такой вид воздействия, когда форма сигнала повторяется через некоторый интервал времени T, который называется периодом. Простейшей формой периодического сигнала является гармонический сигнал или синусоида, которая характеризуется амплитудой, фазой и периодом. Все остальные сигналы будут негармоническими.

Cуществует общая методика исследования периодических негармонических сигналов, основанная на разложении сигналов в ряд Фурье. Данная методика заключается в том, что всегда можно подобрать ряд гармонических сигналов с такими амплитудами, частотами и начальными фазами, алгебраическая сумма ординат которых в любой момент времени равна ординате исследуемого несинусоидального сигнала. В общем случае, ряд Фурье записывают в виде суммы бесконечного числа гармонических составляющих разных частот (см. формула):

U(t) = Uo + SUM ( Um * sin ( k * ? * t + ? ) );

где k — номер гармоники;
k? — угловая частота k- ой гармоники;
? = 2*pi/T — угловая частота первой гармоники;
? — начальная фаза сигнала;
Uo — нулевая гармоника.

Для выделения спектра в радиотехнике, как правило, используется быстрое преобразование Фурье (БПФ). БПФ — это быстрый алгоритм вычисления дискретного преобразования Фурье. То есть алгоритм вычисления за количество действий, меньшее чем O(N2), требуемых для прямого вычисления ДПФ.

Для чего нужно быстрое преобразование Фурье? Допустим у нас есть периодическая функция изменяющаяся по закону синуса x = sin(t) (см. рисунок 2). Максимальная амплитуда этого колебания равна 1. Если умножить его на некоторый коэффициент A, то получим тот же график (см. риснок 3), растянутый по вертикали в A раз: x = A*sin(t)

Рис. 2. Периодическая функция

Рис. 3. Увеличение амплитуды

Период колебания равен 2pi. Если мы хотим увеличить период до T, то надо умножить переменную t на коэффициент [0; 1]. Это вызовет растяжение графика по горизонтали: x = A*sin(2pi/T). Как вы знаете, частота колебания обратна периоду: f = 1/T. Также говорят о круговой частоте, которая вычисляется по формуле: ? = 2pi/T, где x = A*sin(?t).

И, наконец, есть фаза, обозначаемая как ?. Она определяет сдвиг графика колебания влево. В результате сочетания всех этих параметров получается гармоническое колебание (гармоника) или спектральная составляющая.

Если изменить фазу на 90 градусов, то можно перейти от синуса к косинусу. Для удобства, далее будем работать с функцией косинуса:

x = A * cos ( 2pi/T + ? ) = A * cos ( ?t + ? );

Преобразуем по формуле косинуса суммы:

x = A * cos ? * cos ( 2pi/T ) — A * sin ? * sin ( 2pi*t/T );

Выделим элементы, независимые от времени t, и обозначим их как Re и Im (действительная и мнимая части):

x = Re * cos ( 2pi*t/T ) – Im * sin ( 2pi*t / T );
Re = A * cos ?, Im = A * sin ?;

По величинам Re и Im можно однозначно восстановить амплитуду и фазу исходной гармоники:

? = arctg ( Im/Re ), A = sqrt ( Re^2 + Im^2 );

Теперь возьмем обратное преобразование Фурье:

Xn = ( 1/N ) * SUM ( Xk* e ^ ( j*2*pi*k*n / N ) );

И выполним над этой формулой следующие действия:

разложим каждое комплексное Xn на мнимую и действительную составляющие Xn = Re + j*Im разложим экспоненту по формуле Эйлера на синус и косинус действительного аргумента перемножим внесем множитель 1/N под знак суммы и перегруппируем элементы в две суммы:

Xn = ( 1/N ) * SUM ( Xk * [ cos ( 2*pi*k*n/N ) + j * sin ( 2*pi*k*n/N ) ] ) =>
=> ( 1/N ) * SUM ( ( Rek + j*Imk ) * [ cos ( 2*pi*k*n/N ) + j*sin ( 2*pi*k*n/N ) ] ) =>
=> SUM ( ( Rek/N )* cos ( 2*pi*k*n/N ) – ( Imk/N ) * sin ( 2*pi*k*n/N ) ) +
+ j*SUM ( ( Rek/N )* sin ( 2*pi*k*n/N ) + ( Imk/N ) * cos ( 2*pi*k*n/N ) );

Как видите, слева стоит действительное число Xn, а справа две суммы, одна из которых помножена на мнимую единицу j. Сами же суммы состоят из действительных слагаемых. Отсюда следует, что вторая сумма равна нулю, если исходная последовательность была действительной. Отбросим ее и получим:

Xn = SUM ( ( Rek/N ) * cos ( 2*pi*k*n/N ) – ( Imk/N ) * sin ( 2*pi*k*n/N ) );

Поскольку при дискретизации мы брали tn = nT/N и Xn = F(tn), то можем выполнить замену: n = tn*N/T. Следовательно, в синусе и косинусе вместо 2pi*k*n/N можно написать 2pi*k*tn/T. В результате получим:

Xn = F(tn) = SUM ( ( Rek/N ) * cos ( 2*pi*k*tn/N ) – ( Imk/N ) * cos ( 2*pi*k*tn/N ) );

Сопоставим эту формулу с формулами для гармоники:

x = A * cos ( 2*pi*t/T + ? ) = A * cos ( ?t + ? );
x = Re * cos ( 2*pi*t/T ) – Im * sin ( 2pi*t / T );

Следовательно, сумма представляет собой сумму из N гармонических колебаний разной частоты, фазы и амплитуды:

F(tn) = SUM ( Ak * cos ( 2*pi*tn/Tk + ?k ) ) = SUM ( Gk(tn) );

Далее будем функцию Gk(t) = Ak*cos(2pi*tk/T + ?k) называть k-й гармоникой. Амплитуда, фаза, частота и период каждой из гармоник связаны с коэффициентами Xk формулами:

Xk = Rek + j * Imk;
Xk = N * Ak * e ^ ( j * ?k );
Ak = ( 1/N ) * sqrt ( Rek^2 + Imk^2 );
?k = arctg ( Imk / Rek );
Tk = T/k;

Физический смысл дискретного преобразования Фурье состоит в том, чтобы представить некоторый дискретный сигнал в виде суммы гармоник. Параметры каждой гармоники вычисляются прямым преобразованием, а сумма гармоник обратным. При обратном преобразовании мы восстановим исходный или обработанный сигнал.

Описание компонента спектроанализатора

Разрабатываемый компонент предназначен для построения спектра аудио-сигнала, кодирования и декодирования двух-тоновых посылок DTMF (Dual Tone Multi Frequency) и получения «сырых» отсчетов в реальном времени. Его можно использовать в системах сигнализации, различных плеерах аудио-видео файлов и учебных программах работы со звуком. В основу работы компонента положено использование алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Входным является внутренний буфер с аудиоданными, частотой дискретизации 44100 герц и форматом 16 бит/семпл. Длина буфера фиксирована, в данной версии компонента выбор не реализован и ограничен величиной в 3000 отсчетов. Сам компонент невизуальный.

Внешние свойства и события компонента:

property About — Copyright 🙂
property DTMF_keys — строка для генерации DTMF
property DTMF_volume — установка амплитуды генерации
property DTMF_duration_ms — установка длительности генерации
property FFT_point — выбор количества точек преобразования БПФ
property FFT_window — выбора типа сглаживающих окон
property Key — событие декодированных команд DTMF
property Spektra — // — выдача спектра после БПФ
property DataOsc — // — выдача «сырых» отсчетов с аудио-буфера

Результат работы компонента и типичный спектр сигнала DTMF с его распознаванием представлен на (см. рисунок 4):

Рис. 4. Визуализация сигнала. Типичный спектр сигнала DTMF

Практика. Разработка ПО и средства отладки

Итак, приступим к основной задаче. Для работы нам следует запастись следующим:

среда разработки TurboDelphi-Lite portable
аудиокарта

Вкратце, процедура (прямого) БПФ в компоненте будет включать в себя следующие шаги:

берем из сигнала N выборок кратным степени 2, т.е. 2^k
рассчитываем комплексное БПФ, мнимые части заполняем нулями, получаем 2N значений
амплитуду сигнала для каждой гармоники получаем складывая квадраты действительной и мнимой части и извлекая из суммы корень квадратный
получаем N значений, из которых значения от 0 до (N/2-1) представляют наш спектр в области от 0 до половины частоты дискретизации, вторую половину (зеркалку) отбрасываем
для адекватного представления пересчитываем в дБ, с учетом максимальной величины в выборке по формуле 20lg(Ai/Amax), для напряжений
при необходимости используем различные сглаживающие окна для взвешивания входного сигнала во временной области, например Блэкмана-Харриса
добавляем порог чувствительности (подставку)
результаты выводим в качестве события компонента, например, используя series для подключения к TChart-у

Разбор принципов генерации и декодирования DTMF сигналов проведен в статье [6] и в данном материале рассматриваться не будет. В листинге 1 приведен полный код компонента с подробными комментариями…

…
unit DTMF;
interface
uses MMSystem, Windows, SysUtils, Messages, Classes, controls, extctrls, series, TeEngine, math;
type// тип данных wave- ind
  TData16 = array[0..127]ofsmallint;
  PData16 = ^TData16;
Type// установки для waveform
 SINEWAVE = packedrecord
  dblFrequency : Double;
  dblDataSlice : Double;
  dblAmplitudeL : Double;
  dblVolumeF : Double;
end;
type
  Twindow = (dB_0,
                    dB_54,
                    dB_67,
                    dB_72,
                    dB_92); // функции окна-
type
  Tkeys = procedure(Sender:TObject; key:string; a1,a2,f1,f2: double)ofobject; // выдача DTMF
  Tspektr = procedure(Sender:TObject; series: TbarSeries)ofobject; // выдача спектра
  TdataOsc = procedure(Sender:TObject; series: TfastlineSeries)ofobject; // сырой набор данных
  TDTMF=class(TComponent)
private
    fabout : string;
    fkey : string;
    fvol : integer;
    flen : integer;
    fcntp : integer;
    FOnKeys : TKeys;
    FOnSpektr : TSpektr;
    FOnDataOsc : TDataOsc;
    ftimer : Ttimer;
    ftimer2 : Ttimer;
    tmr_en : boolean;
    fwindow : twindow;
protected
procedure gen_dtmf(const Value: string); // передача строки DTMF для генерации
procedure setabout(const Value: string); // мой Copyright 🙂
procedure set_window(const Value: twindow); // выбор окна сглаживания
procedure f_cntp(const Value: integer); // установка к-ва точек БПФ
procedure wcard; // инит-деинит работы с аудио
procedure ind(Sender: TObject); // события компонента
procedure ind2(Sender: TObject); // генерация одиночного DTMF с перебором
public
constructor Create(AOwner: TComponent); override;
destructor Destroy; override;
published// внешние свойства компонента
property About : stringread Fabout write setabout;
property DTMF_keys : stringread Fkey write gen_dtmf;
property DTMF_volume : integerread Fvol write fvol default 100;
property DTMF_duration_ms : integerread Flen write flen default 250;
property FFT_point : integerread Fcntp write f_cntp default 2048;
property FFT_window : twindow read fwindow write set_window;
property Key : TKeys read FOnKeys write FOnKeys;
property Spektra : TSpektr read FOnSpektr write FOnSpektr;
property DataOsc : TDataOsc read FOnDataOsc write FOnDataOsc;
end;
procedureRegister;
const// таблица соответствия частот DTMF
    keys = ‘1234567890*#abcd’;
    DTMF1: array[1..16]ofinteger
=(697,697,697,770,770,770,852,852,852,941,941,941,697,770,852,941);
    DTMF2: array[1..16]ofinteger
=(1209,1336,1477,1209,1336,1477,1209,1336,1477,1336,1209,1477,1633,1633,1633,1633);
var stp: boolean = FALSE;
    inwav, outwav : TfastLineSeries;
    spektr : TbarSeries;
// декодер DTMF
    adr2 : pWaveHdr;
    BufHead1,BufHead2 : TWaveHdr;
    bufsize : integer;
    header : TWaveFormatEx;
    hwi2 : HWAVEIN;
    hBuf : THandle;
    pnt : PPointArr;
    f_window : smallint = 5; // тип окна – без сглаживания
    fcntpp : integer = 2048; // к-во точек FFT
    signal : string; // декодированный DTMF (временная переменная)
    a1,a2, // амплитуды-
    f1,f2 : double; // частоты-
    // кодер DTMF
    waveOut : hWaveOut;
    outHdr : TWaveHdr;
    header2 : TWaveFormatEx;
    pBuf : tHandle;
    pBuffer : pointer;
    Opened, lock : boolean;
    gl_key : integer;
implementationSyhi-подсветка кода

Обычно, генерацию звука в памяти и воспроизведение в среде Windows осуществляют через Waveform Audio Win32 API. Нам понадобятся следующие функции:

waveOutOpen — открывает имеющееся устройство вывода Waveform audio для сигнала
waveOutPrepareHeader — выполняет подготовку буфера для операции вывода данных

Далее зададимся законом модуляции, форматом вывода PCM, частотой дискретизации, количеством каналов и длительностью генерации…

//——————————————————————————
// КОДЕР DTMF – генерация 2-х тонального сигнала
//——————————————————————————
procedure stopPlay;
begin
 WaveOutReset(WaveOut);
 WaveOutClose(WaveOut);
 GlobalUnlock(pBuf);
 GlobalFree(pBuf)
end;
procedure PlayBuffer(h: hwnd; SampleRate: integer; Bits: Byte; Buffer: array of byte);
var Err: integer;
begin
 with header2 do begin
  wFormatTag := WAVE_FORMAT_PCM;
  nChannels := 1;
  nSamplesPerSec := SampleRate;
  wBitsPerSample := Bits;
  nBlockAlign := nChannels * (wBitsPerSample div 8);
  nAvgBytesPerSec := nSamplesPerSec * nBlockAlign;
  cbSize := 0;
 end;
 if Opened = true then stopPlay;
 err:= WaveOutOpen(addr(waveOut), 0, @header2,h, 0, CALLBACK_WINDOW);
 if Err <> 0 then Exit;
 pBuf := GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE and GMEM_SHARE, length(Buffer));
 pBuffer := GlobalLock(pBuf);
 with outHdr do begin
  lpData := PBuffer;
  dwBufferLength := length(Buffer);
  dwUser := 0;
  dwFlags := 0;
  dwLoops := 0
 end;
 err:= WaveOutPrepareHeader(waveOut, @outHdr, sizeof(outHdr));
 if Err <> 0 then Exit;
 copyMemory(pBuffer, @Buffer, length(Buffer));
 err:= WaveOutWrite(waveOut, @outHdr, sizeof(outHdr));
 if Err <> 0 then Exit
end;
function sel_byte(lngWord: Longint; intPosition: Smallint): byte;
var lngTemp: Longint;
    intByte: byte;
begin
 if intPosition=3 then begin
 // Byte 2
 lngTemp := lngWord;
  // Mask off byte and shift right 24 bits.
  // Mask -> 2130706432 = &H7F000000
  // Shift -> Divide by 16777216
  lngTemp := Round((lngTemp and 2130706432)/16777216);
  intByte := lngTemp;
 end else if intPosition=2 then begin
  // Byte 2
  lngTemp := lngWord;
  lngTemp := Round((lngTemp and 16711680)/65536);
  intByte := lngTemp;
  end else if intPosition=1 then begin
   // Byte 1
   lngTemp := lngWord;
  // Mask off high byte and shift right 8 bits.
  // Mask -> 65290 = &HFF00
  // Shift -> Divide by 256
  lngTemp := Round((lngTemp and 65290)/256);
  intByte := lngTemp;
  end else begin
   // Byte 0
   intByte := lngWord and $FF;
  end;
 result:= intByte
end;
procedure toneGenerate(lngSampleRate: integer; intBits: byte; dblVolume: array of double; var Freq:
 array of Smallint; Seconds: Double; var FreqBuffer: variant); // создание WAVEFORM
var i, j : integer;
    lngLimit, lngData : longint;
    lngSamples, lngDataSize : integer;
    dblDataPtL, dblWaveTime,
dblSampleTime, dblFrequency: Double;
tmpBuf : array of byte;
intSineCount : Smallint;
SineWaves : array of SINEWAVE;
begin
setLength(SineWaves, length(freq));
for i:=0 to length(freq) — 1 do begin
with SineWaves[i] do begin
dblAmplitudeL:= 0.25;
dblFrequency := freq[i]; // задаем частоты генерации WAVEFORM
dblVolumeF := dblVolume[i]
end
end;
intSineCount := length(SineWaves)-1;
for i:=0 to intSineCount do begin
dblWaveTime := 1 / SineWaves[i].dblFrequency;
dblSampleTime := 1 / lngSampleRate;
SineWaves[i].dblDataSlice := (2*Pi)/(dblWaveTime/dblSampleTime);
end;
lngSamples := round(Seconds/dblSampleTime);
lngDataSize := Round(lngSamples*(intBits/8));
SetLength(tmpBuf, lngDataSize);
if intBits=8 then lngLimit := 127
else lngLimit := 32767;
for i:=0 to lngSamples-1 do begin
if intBits=8 then begin
// ————————————————————————
// 8 Bit Data
// ————————————————————————
dblDataPtL := 0;
for j:=0 to intSineCount do
dblDataPtL := dblDataPtL +
(sin(i*SineWaves[j].dblDataSlice)*SineWaves[j].dblAmplitudeL*SineWaves[j].dblVolumeF);
lngData := round(dblDataPtL*lngLimit)+lngLimit;
tmpBuf[i] := ExtractByte(lngData, 0);
end else begin
// ————————————————————————
// 16 Bit Data
// ————————————————————————
dblDataPtL := 0;
for j:=0 to intSineCount do
dblDataPtL := dblDataPtL +
(sin(i*SineWaves[j].dblDataSlice)*SineWaves[j].dblAmplitudeL*SineWaves[j].dblVolumeF);
lngData := Round(dblDataPtL*lngLimit);
tmpbuf[2*i] := sel_byte(lngData, 0);
tmpbuf[(2*i)+1] := sel_byte (lngData, 1);
end
end;
FreqBuffer:= tmpBuf
end;
procedure tdtmf.gen_dtmf(const Value: string); // передача строки DTMF для генерации-
begin
fkey:= value;
if fkey<>» then tmr_en:= true // запрещаем генерацию, если пусто
end;
procedure TDTMF.ind2(Sender: TObject); // генерация одиночного DTMF с перебором-
var Freq: array [0..1] of smallint;
Buffer:array of byte;
dblVolume: array [0..1] of double;
SoundBuffer: variant;
i: integer;
begin
if tmr_en then begin
inc(gl_key);
if gl_key > length(fkey) then begin
gl_key:= 0;
tmr_en:= false; // если перебрали все введенные символы – останов генерации
fkey:= »
end else for i:= 1 to length(keys) do
if keys[i]= lowercase(fkey[gl_key]) then begin
Freq[0]:= dtmf1[i]; // задаем частоты-
Freq[1]:= dtmf2[i];
dblVolume[0]:= fvol / 100; // задаем уровень громкости-
dblVolume[1]:= fvol / 100;
toneGenerate(22050, 8, dblVolume, Freq, flen/1000, SoundBuffer); // создание WAVEFORM-
buffer:= SoundBuffer;
PlayBuffer(0,22050, 8, Buffer) // воспроизведение-
end
end
end;
// END DTMF KODER ————————————————————-Syhi-подсветка кода

Как быть с обработкой в реальном времени? Воспользуемся API функцией WaveInOpen, чтобы получить доступ к текущему аудиоустройству. Также заведем два буфера BufHead1 и BufHead2, один для накопления, второй для получения данных. Размер буфера определим в 3000 отсчетов, т.к. нам не требуется высокое разрешение по частоте, допустимую погрешность при определении DTMF будем задавать доверительным интервалом по частоте. Частоту дискретизации зададим типичную (максимальную) для большинства аудиокарт в 44100 Гц, 16 бит на канал. После чего, передадим полученный набор данных в нашу процедуру БПФ и строим спектр как обычно. Причем, заметьте, основное время тратится не на обработку данных и БПФ, а на набивку в series. Поэтому, если вам дорого время и вы хотите максимально увеличить размер буфера для повышения разрешения по частоте, то придется отказаться от удобства использования TChart (именно этим обусловлено использование series)…

//————————————————————————————
// ДЕКОДЕР DTMF + СПЕКТРОАНАЛИЗ
//————————————————————————————
function FFT(var x, y:arrayofdouble;var nn:integer;nf, ii: integer): integer;
var c,s,t1,t2,t3,t4,u1,u2,u3,z,a0,a1,a2,a3,w:double; // функции окна-
    i,j,p,rt,l,ll,m,m1,k:integer;
begin
 rt:= 1;
 nn:= nn div2;
while rt<nn do
  rt:=rt*2;
 nn:= rt;
 z:= 2*pi/nn;
// выбор окна подавления
…
a0:=1; // без изменений
a1:=0;
a2:=0;
a3:=0;
for i:=0to nn-1dobegin
  w:=a0-a1*cos(z*i)+a2*cos(z*2*i)+a3*cos(z*3*i);
  x[i]:=x[i]*w;
  y[i]:=y[i]*w;
end;
//——————————————-
 ll:= nn;
 M := nn div2;
 M1:= Nn-1;
while ll>=2dobegin
  l:=ll div2;
  u1:=1;
  u2:=0;
  t1:=PI/l;
  c:=cos(t1);
  s:=(-1)*ii*sin(t1);
for j:=0to l-1do
begin
    i:=j;
while i<nn do
begin
      p:=i+l;
      t1:=x[i]+x[p];
      t2:=y[i]+y[p];
      t3:=x[i]-x[p];
      t4:=y[i]-y[p];
      x[p]:=t3*u1-t4*u2;
      y[p]:=t4*u1+t3*u2;
      x[i]:=t1;
      y[i]:=t2;
      i:=i+ll;
end;
    u3:=u1*c-u2*s;
    u2:=u2*c+u1*s;
    u1:=u3;
end;
  ll:=ll div2
end;
 j:=0;
for i:=0to m1-1dobegin
if i>j thenbegin
   t1:=x[j];
   t2:=y[j];
   x[j]:=x[i];
   y[j]:=y[i];
   x[i]:=t1;
   y[i]:=t2;
end;
 k:=m;
while j>=k dobegin
  j:=j-k;
  k:=k div2;
end;
 j:=j+k;
end
end;
procedure FFTQuad(seriesin,seriesout: TChartSeries; max:integer); // max- точечное БПФ
var a,b : array of double;
      i,k : integer;
      d : real;
begin
 i:=0;
 if Seriesin.yValues.count = 0 then exit;
  k:= Seriesin.YValues.Count;
 while (k>1) and (power(2, i)<max) do
  begin
   k:=k div 2;
   inc(i)
  end;
 k:= ceil(power(2, i));
 SetLength(a,k); // инициализируем массив Re, Im
 SetLength(b,k);
 for i:=0 to k-1 do
 begin
  a[i]:= Seriesin.YValue[i];
  b[i]:= 0
 end;
 FFT(a, b, k, f_window, 1); // домножаем на выбранное окно, получение спектра
 for i:=0 to k div 2-1 do begin // отсекаем зеркалку
  d:= sqrt(a[i]*a[i] + b[i]*b[i]); // получаем модуль из Re и Im
  d:= 20*log10(d/k + 0.000001) -25; // приведение к дБ и нормирование
// -25дб это подставка, чтоб убрать фоновые шумы
// по спецификации ITU-T для DTMF
// уровень шума (SNR) на уровне 15 дБ
  seriesout.Add(d)
 end
end;
// получение аудиоданных и построение спектра —————————————————-
procedure waveInProc2(hwi: HWAVEIN; uMsg,dwInstance,dwParam1,dwParam2: DWORD);stdcall;
var i : integer;
      data16 : PData16;
      temp : pWaveHdr;
      a,f,cntval : double;
begin
 if (uMsg=WIM_DATA) and (stp) then begin
  temp:= adr2;
  if adr2= @bufhead1 then adr2:= @bufhead2 // получаем указатель на данные с буфера 1/2
   else adr2:= @bufhead1;
  //
  if stp then WaveInAddBuffer(hwi,adr2,SizeOf(TWaveHdr));
  data16:= PData16(temp.lpData); // собственно сами данные
  if (not lock) then try inwav.Clear; outwav.Clear; spektr.Clear; // подчищаем
  for i := 0 to BufSize — 1 do begin // набиваем из аудиобуфера-
   inwav.add(data16^[i])
  end;
  // ПОЛУЧЕНИЕ СПЕКТРА —
  FFTQuad(inwav, outwav, fcntpp);
  // обработка спектра и 2-x проходный поиск —
  a1:= -1000;
  cntval:= header.nSamplesPerSec / outwav.YValues.Count;
  for i:= 0 to (outwav.YValues.Count)-1 do begin
   a:= outwav.YValues[i];
   f:= i * cntval; // получение истинной частоты гармоники
   if a>=0 then spektr.AddXY(f,a)
    else spektr.AddXY(f,0); // отсекаем отрицательные амплитуды
   if a > a1 then begin a1:= a; f1:= f end // частота для max 1- гармоники
  end;
  a2:= -1000;
  for i:= (outwav.YValues.Count)-1 downto 0 do begin
   a:= outwav.YValues[i];
   f:= i * cntval;
   if (a > a2) and (a<>a1) then begin a2:= a; f2:= f end // частота для max 2- гармоники
  end;
  // ———————————————————————————————————
  // ИДЕНТИФИКАЦИЯ DTMF
// ———————————————————————————————————
// по спецификации ITU-T на DTMF доверительный интервал должен быть не более 1.5%,
// но мы зададимся чуть больше, чтобы учесть разброс характеристик и небольшое заданное
// разрешение анализатора спектра по частоте (размер буфера 3000, см. выше)
signal:= »;
for i:= 1 to 16 do begin
if (DTMF2[i]*0.96<f1) and (DTMF2[i]*1.04>f1) and // 1 амплитуда >2
(DTMF1[i]*0.96<f2) and (DTMF1[i]*1.04>f2) then begin
signal:= keys[i];
break
end;
if (DTMF1[i]*0.96<f1) and (DTMF1[i]*1.04>f1) and // 1 амплитуда >2
(DTMF2[i]*0.96<f2) and (DTMF2[i]*1.04>f2) then begin
signal:= keys[i];
break
end;
end;
spektr.Title:= ‘DTMF(‘+ signal +‘): ‘ +
format(‘A1= %.2n’,[a1])+ formatfloat(‘ [0 Hz] ‘, f1) +
format(‘A2= %.2n’,[a2])+ formatfloat(‘ [0 Hz]’, f2);
except end
end else Exit
end;
//————————————————————————————————————
// инициализация-деинициализация получения аудио-данных
procedure TDTMF.wcard;
const rbuf = 6;
var BufLen : word;
buf : pointer;
begin
stp:= not stp;
try
if stp then begin // старт
BufSize:= rbuf *500;
with header do begin
wFormatTag:= WAVE_FORMAT_PCM;
nChannels := 2; // каналов
nSamplesPerSec:= 44100; // дискретизация, Гц
wBitsPerSample:= 16; // бит
nBlockAlign:= nChannels * (wBitsPerSample div 8);
nAvgBytesPerSec:= nSamplesPerSec * nBlockAlign;
cbSize:= 0;
end;
WaveInOpen(Addr(hwi2), WAVE_MAPPER, addr(header),integer(@waveInProc2),
0,CALLBACK_FUNCTION);
BufLen:= header.nBlockAlign * BufSize;
hBuf:= GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE and GMEM_SHARE, BufLen);
Buf:= GlobalLock(hBuf);
with BufHead1 do begin
lpData:= Buf;
dwBufferLength:= BufLen;
dwFlags:= 0;
end;
with BufHead2 do begin
lpData:= Buf;
dwBufferLength:= BufLen;
dwFlags:= 0;
end;
adr2:= @BufHead1;
waveInPrepareHeader(hwi2, Addr(BufHead1), sizeof(BufHead1));
waveInPrepareHeader(hwi2, Addr(BufHead2), sizeof(BufHead2));
WaveInAddBuffer(hwi2, addr(BufHead1), sizeof(BufHead1));
WaveInStart(hwi2) 
end else begin // стоп
WaveInReset(hwi2);
WaveInUnPrepareHeader(hwi2, addr(BufHead1), sizeof(BufHead1));
WaveInClose(hwi2);
GlobalUnlock(hBuf); GlobalFree(hBuf);
end
//
except end
end;
//————————————————————————————————————
// СОБЫТИЯ КОМПОНЕНТА
//————————————————————————————————————
// в принципе содержимое можно перенести в процедуру waveInProc2(), но хотелось гибкости
//————————————————————————————————————
procedure TDTMF.ind(Sender: TObject);
begin
lock:= true; // блокируем очистку, БПФ и декодирование DTMF на время выдачи
inwav.SeriesColor := rgb(0,0,255); // синий цвет серии
spektr.SeriesColor:= rgb(255,0,0); // красный-
if Assigned(FOnSpektr) then FOnSpektr(self, spektr); // спектр
if Assigned(FOnDataOsc) then FOnDataOsc(self,inwav); // сырые данные (осциллограф)
if signal<>» then
if Assigned(FOnKeys) then FOnKeys(self, signal, a1, a2, f1, f2); // декодированный DTMF
lock:= false
end;
//————————————————————————————————————
// СЕРВИС-МОДУЛЬ (СКЕЛЕТ)
//————————————————————————————————————
constructor TDTMF.Create(AOwner: TComponent);
begin
inherited Create(aowner);
fvol := 100;
flen := 250;
Fcntp := fcntpp; // устанавливаем по умолчанию 2048 точек БПФ
fwindow:= dB_0;
Fabout := ‘Badlo Sergey’;
Inwav := tfastlineseries.Create(nil);
Outwav := tfastlineseries.Create(nil);
Spektr := tbarseries.Create(nil); // визуально удобнее-
spektr.Marks.Visible:= false;
ftimer:= ttimer.Create(self);
ftimer.Enabled := false;
ftimer.interval := 200;
ftimer.ontimer := ind;
ftimer.Enabled := true;
//
ftimer2:= ttimer.Create(self);
ftimer2.Enabled := false;
ftimer2.interval := 350;
ftimer2.ontimer := ind2;
ftimer2.Enabled := true;
wcard // инициализация получения аудиоданных
end;
destructor TDTMF.Destroy;
begin
stopplay; // запрещаем генерацию DTMF
wcard; // деинициализация аудио
ftimer.Free; ftimer2.Free;
inwav.Free; outwav.Free; spektr.Free;
inherited
end;
procedure TDTMF.f_cntp(const Value: integer);
begin
fcntp:= value; fcntpp:= value
end;
procedure TDTMF.set_window(const Value: twindow); // выбираем окно сглаживания-
begin
fwindow:= value;
case value of
dB_0 : f_window:= 5; // без сглаживания
…
end
end;
procedure TDTMF.setabout(const Value: string);
begin
fabout:= ‘Badlo Sergey’
end;
//============================================================
procedure Register;
begin
RegisterComponents(‘RAMEDIA’, [TDTMF])
end;
end.Syhi-подсветка кода

Осталось проверить работоспособность нашего модуля. Для этого (см. рисунки 5-7):

Рис. 5. Инсталлируем компонент

Выбрав в меню «Component/Install Component», проинсталлируем компонент DTMF (модуль <dtmf.pas>). Создав новый проект «File/New Application», перенесем наш компонент на форму. После чего, станут доступными его свойства и методы (см. рис.6). Также нам понадобится TChart (визуализация), TMemo (декодированные посылки) и TEdit (строка ввода команд генерации) (см. рисунок 7). Теперь напишем следующий код в событиях компонента (см. листинг 2):

Рис. 6. Задаем параметры

Рис. 7. События компонента

тестовый модуль
…
procedure TForm1.DTMF1Key(Sender: TObject; key: String; a1, a2, f1,
  f2: Double);
var s: string;
begin
 CAPTION:= ‘ Тестовый спектроанализатор. Декодер-кодер DTMF (‘ + key + ‘)’;
 s:= key +
     format(‘ — A1= %.2n’,[a1])+ formatfloat(‘ [0 Hz] ‘,f1) +
     format(‘A2= %.2n’,[a2])+ formatfloat(‘ [0 Hz]’,f2);
 memo1.Lines.add(s);
 chart1.Title.Text[0]:= ‘Декодирован ‘ +s
end;
procedure TForm1.Edit1KeyPress(Sender: TObject; var Key: Char);
begin
 if key=#13 then dtmf1.DTMF_keys:= edit1.Text
end;
procedure TForm1.DTMF1Spektra(Sender: TObject; series: TBarSeries);
begin
  series1.Assign(series)
end;Syhi-подсветка кода

После чего, запустив проект на компиляцию, введем строку для генерации. Нажав ENTER можем наблюдать спектр сигнала и декодированные посылки (см. рисунок 8):

Рис. 8. Окно тестового модуля спектроанализатора-кодера-декодера DTMF

Данная методика, с добавлением анализатора файлов WAV/MP3, была использована при разработке многофункционального ПО «SPEKTRA» [7, 8] (см. рисунок 9). Следует обратить ваше внимание, что разработанный декодер DTMF не полностью соответствует всем требованиям ITU-T, т.к. не учтен анализ вторичных гармоник, например при речевом сигнале. Что это означает? Как вы наверняка знаете, человеческая речь и речь вообще, музыка характеризуются большим количеством гармоник, а сам DTMF сигнал обладает низким уровнем его вторичных гармоник. Поэтому для избежания ложного детектирования DTMF сигнала, необходимо добавить оценку этого уровня и сравнивать его с уровнями определенных частот в спектре для речи и музыки. Эти характерные частоты (форманты)** для речи в принципе известны, например характерный мужской бас сосредоточен в области 200-250 Гц и женский голос ближе к 500-700 Гц.

Но это уже тема для отдельной статьи…

Рис. 9. Отсчеты и спектр сигнала DTMF. Буква «A»

Заключение

Полные исходные тексты компонента спектроанализатора-кодера-декодера DTMF и ресурсы тестового проекта приведены в виде ресурсов в теме «Журнал клуба программистов. Восьмой выпуск» или непосредственно в архиве с журналом.

Ресурсы

AVR314: Двутональный DTMF генератор http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/index.htm
MSP430: DTMF-Controlled http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/msp430/index.htm
Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, Analog Devices, 1998
DTMF Detector Data Sheet, 2001 http://www.miketdspsolutions.com/dtmf.pdf
Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. – М., Мир, 1978
Л.А.Осипов. Обработка сигналов на цифровых процессорах. Линейно-аппроксимирующий метод. – М., Горячая линия — Телеком, 2001
Е.Бадло, С.Бадло. Виртуальные приборы. Спектроанализатор своими руками. – Радиолюбитель, Минск, 2009, №3, с.32-36 http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=v3.pdf или
Ресурсы анализатора спектра файлов и сигналов DTMF-FFT http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=dtmf_res.zip
Ресурсы компонента спектроанализатора-кодера-декодера DTMF http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=fft.zip

Статья из восьмого выпуска журнала «ПРОграммист».

Обсудить на форуме — БПФ. Практика использования

Добавлено в Журнал, Статьи. Дата Февраль 23rd, 2011