同步与异步

同步

设备同步

当两个设备一起工作并对时间有精确要求的时候,就需要在它们之间进行同步。同步是基于在两个设备之间规定一个共同的时间参考。例如,你想将32轨的音频信号录制在两台16轨磁带机上,则这两个 磁带机 磁带 传送轴就需要锁定在一起,这个过程就称为同步。如果这两个设备没有进行同步,无论它们开始的时间多么一致,也会由于两台设备机械结构的差异而产生时间 漂移
  桌面型 音乐 制作系统经常遇到的同步通常是在音序器(或音序软件)与多轨录音机之间进行的,同步的目的主要是将不同MIDI音色的声音录到单独的音轨上。即使你只使用一台多任务型 电脑 (既是音序器,又是数字音频录音机),它本身也同样存在同步问题。虽然以计算机为基础的数字音频设备比机械式磁带录音机要精确得多,但是如果缺少同步,也会出现一些问题。
  当两台(或多台)设备进行同步的时候,其中一台称为主机(以其内部发送的时间码为准),而其它 的则称为从机。在只有一台从机的时候,同步信号可直接由主机发送给从机,这时,从机的时钟方式要打到“外部时钟方式”(External Clock Mode)。有多台从机时,则需一个专门产生同步信号的设备作为主机,以便多台从机进行同步。
  同步信号分为几种类型,其用途也是不一样的。MIDI时钟是较为简单的同步信号之一。在 MIDI规定中,定义了由主机通过MIDI线传送的时钟字节为24ppq(每四分音符的时钟点),同时还规定了乐曲的开始、停止、继续等命令。使用这些命 令,两台音序器可以很容易地进行同步。用户可以通过一条MIDI线,将主机上的操作传送到从机上,使从机能够很好地和主机同步。(从理论上讲应该是这样 的,但实际操作时会遇到一些预想不到的问题。)
  你也许已经注意到,MIDI时钟和乐曲的速度是有关系的。当主机的乐曲速度加快后,每秒钟内所 发送的MIDI时钟点也会增加,这时从机的乐曲速度也会增加。另外一种同步信号是根据绝对时间编码而成的——它包含了小时、分、秒等信息,最常用的这种时 间码被称做SMPTE(即英文电影电视工程师协会——Society of Motion Picture and Television Engineers的缩写)。SMPTE码将时间分为小时、分、秒、帧和位。在使用SMPTE码时,帧频率是经常用到的一个选项,经常使用的帧频率为 24,25或30fps(每秒帧数)。只有在主机和从机都选择了相同的帧频率时,才能很好同步。
  SMPTE码是一种音频信号,很容易录制在磁带或硬盘上。由于MIDI电缆所传送的MIDI信 号为数字信号,所以SMPTE码不能通过MIDI线直接传输。但是MTC码(即英文MIDI时间码——MIDI Time Code的缩写)则能将SMPTE码编译成MIDI格式,并能通过MIDI线进行传送。在这里需要注意的是SMPTE和MTC码并不发送开始、结束等命 令,并且也不会改变乐曲的速度。它们提供的是以分、秒来计算的绝对时间参考,而不是小节、拍的参考。所以如果在多轨机录制了几轨后,你又改变了音序器中乐 曲的速度,那么再录制时,就会出现错位现象,即使多轨机已经录制了SMPTE同步信号并经MTC与音序器很好地同步,也无济于事。
  对于数字音频录音来说,无论是MIDI信号还是SMPTE信号都不能提供足够的精度。高精度的 数字音频录音设备之间,往往需要使用被称为字时钟的同步信号来进行同步锁定。其精度是和一个采样字频率是一样的——通常是每秒钟出现44.1或48千次。 如果要将数字音频录音机中的字时钟同步信号转换成SMPTE或其它时钟码时,则需要一个专门的硬件设备来完成。

编程方面的同步

所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回,同时其它线程也不能调用这个方法。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步 调用(例如sin, isdigit等)。但是一般而言,我们在说同步、异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。最常见的例子就是 SendMessage。该函数发送一个消息给某个窗口,在对方处理完消息之前,这个函数不返回。当对方处理完毕以后,该函数才把消息处理函数所返回的 LRESULT值返回给调用者。
  在多线程编程里面,一些敏感数据不允许被多个线程同时访问,此时就使用同步访问技术,保证数据在任何时刻,最多有一个线程访问,以保证数据的完整性。在Java里面,通过synchornized 进行同步的保证。比如
  class MyTest {
  private static final Object lock = new Object();
  public static synchronized void test(){ // 同步的方法
  }
  public void test2(){
  synchronized(lock){ // 方法级同步,也可以使用this实现对象级同步
  }
  }
  }

异步

异步:
  一种通讯方式,对设备需求简单。我们的PC机提供的标准通信接口都是异步的。
  异步双方不需要共同的时钟,也就是接收方不知道发送方什么时候发送,所以在发送的信息中就要有提示接收方开始接收的信息,如开始位,结束时有停止位。
  编程方面的解释:
   异步
  异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用 的部件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。以CAsycSocket类为例(注意,CSocket从CAsyncSocket派生,但是起功能 已经由异步转化为同步),当一个客户端通过调用 Connect函数发出一个连接请求后,调用者线程立刻可以朝下运行。当连接真正建立起来以后,socket底层会发送一个消息通知该对象。这里提到执行 部件和调用者通过三种途径返回结果:状态、通知和回调。可以使用哪一种依赖于执行部件的实现,除非执行部件提供多种选择,否则不受调用者控制。如果执行部 件用状态来通知,那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率就很低(有些初学多线程编程的人,总喜欢用一个循环去检查某个变量的值,这其实是一种很严重 的错误)。如果是使用通知的方式,效率则很高,因为执行部件几乎不需要做额外的操作。至于回调函数,其实和通知没太多区别。
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