unit LinearSystem;

interface

{============== Тип, описывающий формат WAV ==================}
type
 WAVHeader = record

 nChannels: Word;
 nBitsPerSample: LongInt;
 nSamplesPerSec: LongInt;
 nAvgBytesPerSec: LongInt;
 RIFFSize: LongInt;
 fmtSize: LongInt;
 formatTag: Word;
 nBlockAlign: LongInt;
 DataSize: LongInt;
 end;

 {============== Поток данных сэмпла ========================}
const
 MaxN = 300; { максимальное значение величины сэмпла }
type
 SampleIndex = 0..MaxN + 3;
type
 DataStream = array[SampleIndex] of Real;

var
 N: SampleIndex;

 {============== Переменные сопровождения ======================}
type
 Observation = record

 Name: string[40]; {Имя данного сопровождения}
 yyy: DataStream; {Массив указателей на данные}
 WAV: WAVHeader; {Спецификация WAV для сопровождения}
 Last: SampleIndex; {Последний доступный индекс yyy}
 MinO, MaxO: Real; {Диапазон значений yyy}
 end;

var
 K0R, K1R, K2R, K3R: Observation;

 K0B, K1B, K2B, K3B: Observation;

 {================== Переменные имени файла ===================}
var
 StandardDatabase: string[80];

 BaseFileName: string[80];
 StandardOutput: string[80];
 StandardInput: string[80];

 {=============== Объявления процедур ==================}
procedure ReadWAVFile(var Ki, Kj: Observation);
procedure WriteWAVFile(var Ki, Kj: Observation);
procedure ScaleData(var Kk: Observation);
procedure InitAllSignals;
procedure InitLinearSystem;

implementation
{$R *.DFM}
uses VarGraph, SysUtils;

{================== Стандартный формат WAV-файла ===================}
const
 MaxDataSize: LongInt = (MaxN + 1) * 2 * 2;
const
 MaxRIFFSize: LongInt = (MaxN + 1) * 2 * 2 + 36;
const
 StandardWAV: WAVHeader = (

 nChannels: Word(2);
 nBitsPerSample: LongInt(16);
 nSamplesPerSec: LongInt(8000);
 nAvgBytesPerSec: LongInt(32000);
 RIFFSize: LongInt((MaxN + 1) * 2 * 2 + 36);
 fmtSize: LongInt(16);
 formatTag: Word(1);
 nBlockAlign: LongInt(4);
 DataSize: LongInt((MaxN + 1) * 2 * 2)
 );

 {================== Сканирование переменных сопровождения ===================}

procedure ScaleData(var Kk: Observation);
var
 I: SampleIndex;
begin

 {Инициализация переменных сканирования}
 Kk.MaxO := Kk.yyy[0];
 Kk.MinO := Kk.yyy[0];

 {Сканирование для получения максимального и минимального значения}
 for I := 1 to Kk.Last do
 begin
 if Kk.MaxO < Kk.yyy[I] then
 Kk.MaxO := Kk.yyy[I];
 if Kk.MinO > Kk.yyy[I] then
 Kk.MinO := Kk.yyy[I];
 end;
end; { ScaleData }

procedure ScaleAllData;
begin

 ScaleData(K0R);
 ScaleData(K0B);
 ScaleData(K1R);
 ScaleData(K1B);
 ScaleData(K2R);
 ScaleData(K2B);
 ScaleData(K3R);
 ScaleData(K3B);
end; {ScaleAllData}

{================== Считывание/запись WAV-данных ===================}

var
 InFile, OutFile: file of Byte;

type
 Tag = (F0, T1, M1);
type
 FudgeNum = record

 case X: Tag of
 F0: (chrs: array[0..3] of Byte);
 T1: (lint: LongInt);
 M1: (up, dn: Integer);
 end;
var
 ChunkSize: FudgeNum;

procedure WriteChunkName(Name: string);
var
 i: Integer;

 MM: Byte;
begin

 for i := 1 to 4 do
 begin
 MM := ord(Name[i]);
 write(OutFile, MM);
 end;
end; {WriteChunkName}

procedure WriteChunkSize(LL: Longint);
var
 I: integer;
begin

 ChunkSize.x := T1;
 ChunkSize.lint := LL;
 ChunkSize.x := F0;
 for I := 0 to 3 do
 Write(OutFile, ChunkSize.chrs[I]);
end;

procedure WriteChunkWord(WW: Word);
var
 I: integer;
begin

 ChunkSize.x := T1;
 ChunkSize.up := WW;
 ChunkSize.x := M1;
 for I := 0 to 1 do
 Write(OutFile, ChunkSize.chrs[I]);
end; {WriteChunkWord}

procedure WriteOneDataBlock(var Ki, Kj: Observation);
var
 I: Integer;
begin

 ChunkSize.x := M1;
 with Ki.WAV do
 begin
 case nChannels of
 1: if nBitsPerSample = 16 then
 begin {1..2 Помещаем в буфер одноканальный 16-битный сэмпл}
 ChunkSize.up := trunc(Ki.yyy[N] + 0.5);
 if N < MaxN then
 ChunkSize.dn := trunc(Ki.yyy[N + 1] + 0.5);
 N := N + 2;
 end
 else
 begin {1..4 Помещаем в буфер одноканальный 8-битный сэмпл}
 for I := 0 to 3 do
 ChunkSize.chrs[I]
 := trunc(Ki.yyy[N + I] + 0.5);
 N := N + 4;
 end;
 2: if nBitsPerSample = 16 then
 begin {2 Двухканальный 16-битный сэмпл}
 ChunkSize.dn := trunc(Ki.yyy[N] + 0.5);
 ChunkSize.up := trunc(Kj.yyy[N] + 0.5);
 N := N + 1;
 end
 else
 begin {4 Двухканальный 8-битный сэмпл}
 ChunkSize.chrs[1] := trunc(Ki.yyy[N] + 0.5);
 ChunkSize.chrs[3] := trunc(Ki.yyy[N + 1] + 0.5);
 ChunkSize.chrs[0] := trunc(Kj.yyy[N] + 0.5);
 ChunkSize.chrs[2] := trunc(Kj.yyy[N + 1] + 0.5);
 N := N + 2;
 end;
 end; {with WAV do begin..}
 end; {четырехбайтовая переменная "ChunkSize" теперь заполнена}

 ChunkSize.x := T1;
 WriteChunkSize(ChunkSize.lint); {помещаем 4 байта данных}
end; {WriteOneDataBlock}

procedure WriteWAVFile(var Ki, Kj: Observation);
var
 MM: Byte;

 I: Integer;
 OK: Boolean;
begin

 {Приготовления для записи файла данных}
 AssignFile(OutFile, StandardOutput); { Файл, выбранный в диалоговом окне }
 ReWrite(OutFile);
 with Ki.WAV do
 begin
 DataSize := nChannels * (nBitsPerSample div 8) * (Ki.Last + 1);
 RIFFSize := DataSize + 36;
 fmtSize := 16;
 end;

 {Записываем ChunkName "RIFF"}
 WriteChunkName('RIFF');

 {Записываем ChunkSize}
 WriteChunkSize(Ki.WAV.RIFFSize);

 {Записываем ChunkName "WAVE"}
 WriteChunkName('WAVE');

 {Записываем tag "fmt_"}
 WriteChunkName('fmt ');

 {Записываем ChunkSize}
 Ki.WAV.fmtSize := 16; {должно быть 16-18}
 WriteChunkSize(Ki.WAV.fmtSize);

 {Записываем formatTag, nChannels}
 WriteChunkWord(Ki.WAV.formatTag);
 WriteChunkWord(Ki.WAV.nChannels);

 {Записываем nSamplesPerSec}
 WriteChunkSize(Ki.WAV.nSamplesPerSec);

 {Записываем nAvgBytesPerSec}
 WriteChunkSize(Ki.WAV.nAvgBytesPerSec);

 {Записываем nBlockAlign, nBitsPerSample}
 WriteChunkWord(Ki.WAV.nBlockAlign);
 WriteChunkWord(Ki.WAV.nBitsPerSample);

 {Записываем метку блока данных "data"}
 WriteChunkName('data');

 {Записываем DataSize}
 WriteChunkSize(Ki.WAV.DataSize);

 N := 0; {первая запись-позиция}
 while N <= Ki.Last do
 WriteOneDataBlock(Ki, Kj); {помещаем 4 байта и увеличиваем счетчик N}

 {Освобождаем буфер файла}
 CloseFile(OutFile);
end; {WriteWAVFile}

procedure InitSpecs;
begin
end; { InitSpecs }

procedure InitSignals(var Kk: Observation);
var
 J: Integer;
begin

 for J := 0 to MaxN do
 Kk.yyy[J] := 0.0;
 Kk.MinO := 0.0;
 Kk.MaxO := 0.0;
 Kk.Last := MaxN;
end; {InitSignals}

procedure InitAllSignals;
begin
 InitSignals(K0R);
 InitSignals(K0B);
 InitSignals(K1R);
 InitSignals(K1B);
 InitSignals(K2R);
 InitSignals(K2B);
 InitSignals(K3R);
 InitSignals(K3B);
end; {InitAllSignals}

var
 ChunkName: string[4];

procedure ReadChunkName;
var
 I: integer;

 MM: Byte;
begin

 ChunkName[0] := chr(4);
 for I := 1 to 4 do
 begin
 Read(InFile, MM);
 ChunkName[I] := chr(MM);
 end;
end; {ReadChunkName}

procedure ReadChunkSize;
var
 I: integer;

 MM: Byte;
begin

 ChunkSize.x := F0;
 ChunkSize.lint := 0;
 for I := 0 to 3 do
 begin
 Read(InFile, MM);
 ChunkSize.chrs[I] := MM;
 end;
 ChunkSize.x := T1;
end; {ReadChunkSize}

procedure ReadOneDataBlock(var Ki, Kj: Observation);
var
 I: Integer;
begin

 if N <= MaxN then
 begin
 ReadChunkSize; {получаем 4 байта данных}
 ChunkSize.x := M1;
 with Ki.WAV do
 case nChannels of
 1: if nBitsPerSample = 16 then
 begin {1..2 Помещаем в буфер одноканальный 16-битный сэмпл}
 Ki.yyy[N] := 1.0 * ChunkSize.up;
 if N < MaxN then
 Ki.yyy[N + 1] := 1.0 * ChunkSize.dn;
 N := N + 2;
 end
 else
 begin {1..4 Помещаем в буфер одноканальный 8-битный сэмпл}
 for I := 0 to 3 do
 Ki.yyy[N + I] := 1.0 * ChunkSize.chrs[I];
 N := N + 4;
 end;
 2: if nBitsPerSample = 16 then
 begin {2 Двухканальный 16-битный сэмпл}
 Ki.yyy[N] := 1.0 * ChunkSize.dn;
 Kj.yyy[N] := 1.0 * ChunkSize.up;
 N := N + 1;
 end
 else
 begin {4 Двухканальный 8-битный сэмпл}
 Ki.yyy[N] := 1.0 * ChunkSize.chrs[1];
 Ki.yyy[N + 1] := 1.0 * ChunkSize.chrs[3];
 Kj.yyy[N] := 1.0 * ChunkSize.chrs[0];
 Kj.yyy[N + 1] := 1.0 * ChunkSize.chrs[2];
 N := N + 2;
 end;
 end;
 if N <= MaxN then
 begin {LastN := N;}
 Ki.Last := N;
 if Ki.WAV.nChannels = 2 then
 Kj.Last := N;
 end
 else
 begin {LastN := MaxN;}
 Ki.Last := MaxN;
 if Ki.WAV.nChannels = 2 then
 Kj.Last := MaxN;

 end;
 end;
end; {ReadOneDataBlock}

procedure ReadWAVFile(var Ki, Kj: Observation);
var
 MM: Byte;

 I: Integer;
 OK: Boolean;
 NoDataYet: Boolean;
 DataYet: Boolean;
 nDataBytes: LongInt;
begin

 if FileExists(StandardInput) then
 with Ki.WAV do
 begin { Вызов диалога открытия файла }
 OK := True; {если не изменится где-нибудь ниже}
 {Приготовления для чтения файла данных}
 AssignFile(InFile, StandardInput); { Файл, выбранный в диалоговом окне }
 Reset(InFile);

 {Считываем ChunkName "RIFF"}
 ReadChunkName;
 if ChunkName <> 'RIFF' then
 OK := False;

 {Считываем ChunkSize}
 ReadChunkSize;
 RIFFSize := ChunkSize.lint; {должно быть 18,678}

 {Считываем ChunkName "WAVE"}
 ReadChunkName;
 if ChunkName <> 'WAVE' then
 OK := False;

 {Считываем ChunkName "fmt_"}
 ReadChunkName;
 if ChunkName <> 'fmt ' then
 OK := False;

 {Считываем ChunkSize}
 ReadChunkSize;
 fmtSize := ChunkSize.lint; {должно быть 18}

 {Считываем formatTag, nChannels}
 ReadChunkSize;
 ChunkSize.x := M1;
 formatTag := ChunkSize.up;
 nChannels := ChunkSize.dn;

 {Считываем nSamplesPerSec}
 ReadChunkSize;
 nSamplesPerSec := ChunkSize.lint;

 {Считываем nAvgBytesPerSec}
 ReadChunkSize;
 nAvgBytesPerSec := ChunkSize.lint;

 {Считываем nBlockAlign}
 ChunkSize.x := F0;
 ChunkSize.lint := 0;
 for I := 0 to 3 do
 begin
 Read(InFile, MM);
 ChunkSize.chrs[I] := MM;
 end;
 ChunkSize.x := M1;
 nBlockAlign := ChunkSize.up;

 {Считываем nBitsPerSample}
 nBitsPerSample := ChunkSize.dn;
 for I := 17 to fmtSize do
 Read(InFile, MM);

 NoDataYet := True;
 while NoDataYet do
 begin
 {Считываем метку блока данных "data"}
 ReadChunkName;

 {Считываем DataSize}
 ReadChunkSize;
 DataSize := ChunkSize.lint;

 if ChunkName <> 'data' then
 begin
 for I := 1 to DataSize do
 {пропуск данных, не относящихся к набору звуковых данных}
 Read(InFile, MM);
 end
 else
 NoDataYet := False;
 end;

 nDataBytes := DataSize;
 {Наконец, начинаем считывать данные для байтов nDataBytes}
 if nDataBytes > 0 then
 DataYet := True;
 N := 0; {чтение с первой позиции}
 while DataYet do
 begin
 ReadOneDataBlock(Ki, Kj); {получаем 4 байта}
 nDataBytes := nDataBytes - 4;
 if nDataBytes <= 4 then
 DataYet := False;
 end;

 ScaleData(Ki);
 if Ki.WAV.nChannels = 2 then
 begin
 Kj.WAV := Ki.WAV;
 ScaleData(Kj);
 end;
 {Освобождаем буфер файла}
 CloseFile(InFile);
 end
 else
 begin
 InitSpecs; {файл не существует}
 InitSignals(Ki); {обнуляем массив "Ki"}
 InitSignals(Kj); {обнуляем массив "Kj"}
 end;
end; { ReadWAVFile }

{================= Операции с набором данных ====================}

const
 MaxNumberOfDataBaseItems = 360;
type
 SignalDirectoryIndex = 0..MaxNumberOfDataBaseItems;

var
 DataBaseFile: file of Observation;

 LastDataBaseItem: LongInt; {Номер текущего элемента набора данных}
 ItemNameS: array[SignalDirectoryIndex] of string[40];

procedure GetDatabaseItem(Kk: Observation; N: LongInt);
begin

 if N <= LastDataBaseItem then
 begin
 Seek(DataBaseFile, N);
 Read(DataBaseFile, Kk);
 end
 else
 InitSignals(Kk);
end; {GetDatabaseItem}

procedure PutDatabaseItem(Kk: Observation; N: LongInt);
begin

 if N < MaxNumberOfDataBaseItems then
 if N <= LastDataBaseItem then
 begin
 Seek(DataBaseFile, N);
 Write(DataBaseFile, Kk);
 LastDataBaseItem := LastDataBaseItem + 1;
 end
 else
 while LastDataBaseItem <= N do
 begin
 Seek(DataBaseFile, LastDataBaseItem);
 Write(DataBaseFile, Kk);
 LastDataBaseItem := LastDataBaseItem + 1;
 end
 else
 ReportError(1); {Попытка чтения MaxNumberOfDataBaseItems}
end; {PutDatabaseItem}

procedure InitDataBase;
begin

 LastDataBaseItem := 0;
 if FileExists(StandardDataBase) then
 begin
 Assign(DataBaseFile, StandardDataBase);
 Reset(DataBaseFile);
 while not EOF(DataBaseFile) do
 begin
 GetDataBaseItem(K0R, LastDataBaseItem);
 ItemNameS[LastDataBaseItem] := K0R.Name;
 LastDataBaseItem := LastDataBaseItem + 1;
 end;
 if EOF(DataBaseFile) then
 if LastDataBaseItem > 0 then
 LastDataBaseItem := LastDataBaseItem - 1;
 end;
end; {InitDataBase}

function FindDataBaseName(Nstg: string): LongInt;
var
 ThisOne: LongInt;
begin

 ThisOne := 0;
 FindDataBaseName := -1;
 while ThisOne < LastDataBaseItem do
 begin
 if Nstg = ItemNameS[ThisOne] then
 begin
 FindDataBaseName := ThisOne;
 Exit;
 end;
 ThisOne := ThisOne + 1;
 end;
end; {FindDataBaseName}

{======================= Инициализация модуля ========================}

procedure InitLinearSystem;
begin

 BaseFileName := '\PROGRA~1\SIGNAL~1\';
 StandardOutput := BaseFileName + 'K0.wav';
 StandardInput := BaseFileName + 'K0.wav';

 StandardDataBase := BaseFileName + 'Radar.sdb';

 InitAllSignals;
 InitDataBase;
 ReadWAVFile(K0R, K0B);
 ScaleAllData;
end; {InitLinearSystem}

begin {инициализируемый модулем код}

 InitLinearSystem;
end. {Unit LinearSystem}