Продолжение. Начало в № 42.

Floppy Disk (гибкий диск)

Еще недавно самым дешевым носителем информации в компьютере был гибкий (floppy) диск (дискета) – кругляш лавсановой пленки с магнитным покрытием. Первые PC других дисков не имели. Дискеты начались с диаметра 8 дюймов, персоналки родились с дискетами 5,25", портативные персоналки потребовали формата 3,5".

5,25" дискеты бывают емкостью 360 Кбайт (специальными программами можно на них записать до 800) и 1200 (с программами -1440). 3,5" дискеты бывают 720 (800) и 1440 (1680) Кбайт. 3,5" дискеты емкостью 2880 Кбайт пока на нашем рынке редки.

3,5" дискеты, в отличие от больших, упакованы в прочный пластиковый футляр. Это дорого, но надежно защищает от пыли, и они удобны в обращении. Поэтому, несмотря на цену, они вытесняют 5,25-дюймовые. Но у нас покупать компьютер только с 3,5" дисководом нельзя, если вы хотите программы не только покупать официально, но и списывать у знакомых. Списывать дают обычно люди небогатые, у которых 5,25" дискеты все еще популярны.

Поверхность дискет от трения о магнитные головки быстро изнашивается. Новейшие дискеты покрыты защитным слоем тефлона. Они дороже раза в полтора, но зато служат не 1 -2 года, а десятки лет. Не хотите потерять важные данные – платите!

Dual Floppy Disk Drive (двойной дискетник)

Первые 5,25" дискетники имели толщину около 3,5" – сейчас такая высота устройства называется полной. Но уже через пару лет они стали вдвое тоньше, так что сейчас большинство отсеков для внешних устройств в компьютере имеют половинную толщину. А 3,5" приводы имеют толщину в одну треть...

Вслед за 3,5" дискетниками и 5,25" втиснулись в четвертную (без корпуса) толщину. Стало возможно размещать 5,25" и 3,5" приводы в одном корпусе. Такой комбайн несколько дороже, чем два отдельных дискетника того же качества. Но платить стоит – места устройство занимает столько же, сколько один 5,25" накопитель. Значит, можно поставить в освободившееся гнездо компьютера еще что-нибудь полезное. Да и на контроллере (плате управления) остается свободная позиция для подключения...

Floptical (дискеты с оптическим позиционированием)

Как и винчестер, дискетник зависит от точности позиционирования головок. Раньше на дискете удавалось разместить всего 40 дорожек, сейчас 80. А на винчестерах дорожек многие сотни!

Неоднократно появлялись системы с предварительно размеченными (по примеру винчестеров) дискетами. До коммерческого применения сейчас доведен один вариант – разметкой служат лазерные ожоги поверхности дискеты. Емкость такой 3,5" дискеты – 21 Мбайт. Цена, как у любых хороших дискет – около $1 за 1 Мбайт. Дискетник для них может работать и с обычными дискетами.

Сейчас ожидается новый стандарт floptical – на 120 Мбайт.

Лично мне floptical-дискеты кажутся делом перспективным, удачно заполняющим зазор между обычными дискетами и большими системами архивного хранения.

Archive Storage (архивная память)

Данные делятся на два вида – сохраненные вне компьютера и разрушенные. Это правило, выработанное поколениями программистов, не устарело. Надежность компьютера еще далека от идеала, да вдобавок вирусов с каждым днем все больше...

Если важных данных немного, их можно хранить на дискетах. Но десятки и сотни мегабайт втискивать на крошечные дискеты долго и дорого. И созданы специальные устройства архивного хранения.

Digital Audio Tape (цифровая ленточная звукозапись)

Вести цифровую звукозапись на ленту вместо аналоговой стремились давно. Цифровая запись практически не подвержена помехам, поэтому очень надежна и чиста. Но все ее достоинства оплачены шириной частотной полосы. Поэтому в наш быт она впервые вошла вместе с видеомагнитофонами – в виде приставок к ним.

Но для звукозаписи возможности видеомагнитофона явно избыточны. Поэтому родилось оборудование меньшей мощности – и соответственно подешевле. А раз уж оно использует цифровой формат, естественно желание записывать и чисто цифровую информацию с компьютера.

Впрочем, современные устройства DAT имеют мощность и скорость, вполне достаточные для большинства пользователей. Хотя есть и более мощные системы, сделанные специально для компьютеров. В персоналках чаще всего применяют стримеры.

Streamer (стример)

Стример записывает информацию очень большими блоками, по возможности непрерывным потоком (stream). Зазор между блоками гораздо меньше длины выбега ленты приостановке. Поэтому для записи следующего блока ленту приходится отматывать назад.

Емкость специальных стримерных кассет – от 60 Мбайт до 4 Гбайт. В качестве стримера (как и в качестве DAT) можно использовать и обычный бытовой видеомагнитофон -необходимые адаптеры стоят $100-200. Бытовая кассета вмещает 1 -2 Гбайт. Правда, дешевые видеомагнитофоны от частых реверсов заметно изнашиваются.

Запись на магнитную ленту очень дешева, но медленна – чтобы найти нужные данные, приходится перематывать ленту из конца в конец, иной раз по нескольку минут.

Bernoulli Box (Бернулли-бокс)

В нем, как в винчестере, магнитные головки плавают на воздушной подушке, не касаясь поверхности. Подушка между головкой и гибкой дискетой удерживается стабильной по закону Бернулли (откуда и название). Поэтому плотность записи велика, и дискеты имеют большую емкость – порядка 100 Мбайт. По скорости Бернулли-бокс сравним с дешевыми винчестерами. У нас эти устройства малоизвестны, продаются редко и поэтому заметно дороже, чем в родных краях.

Бернулли-бокс мог бы, вероятно, вытеснить floptical и даже обычные дискеты, если бы выпускался массово. Но фирма Iomega стережет свои патенты и, как любой монополист, безбожно завышает цену. Поэтому спрос явно меньше, чем мог быть исходя из технических возможностей устройства.

Magnetic Optics (магнитооптика)

Самые мощные сейчас архивные устройства используют магнитооптические диски. Их емкость 0,2-2,3 Гбайт, быстродействие при чтении – как у Bernoulli Box. Впрочем, новейшие модели сопоставимы по скорости и с винчестерами.

Для записи поверхность магнитооптического диска прогревают лазерным лучом до температуры легкого перемагничивания (точки Кюри). Обычно сначала при постоянном нагреве намагничивают записываемый участок в одном направлении, а потом импульсным нагревом перемагничивают нужные точки. Это долго – требуется два оборота диска. Новейшие устройства способны создавать быстропеременное магнитное поле нужной силы и записывают за один оборот. Так что и по скорости записи магнитооптика догоняет винчестер.

Но цены! Сам привод – $3-5 за 1 Мбайт, а сменные диски к нему -около $400. Это окупается лишь при хранении десятков Гбайт.

А если все же решитесь купить магнитооптическую систему – выберите такую, которая заодно умеет читать CD-ROM.

Compact Disk – Read Only Memory

(компакт-диск – память только для чтения)

На обычных лазерных компакт-дисках можно записать информацию в машинно-читаемом формате – до 650 Мбайт на каждом. Компьютер может такой диск только читать (read only), поэтому надежность хранения гарантирована.

Первые устройства чтения таких дисков (CD-ROM drive) передавали в секунду 150 Кбайт. Потом появились устройства двойной скорости (300 Кбайт/с), тройной (450), а недавно – четырехскоростные (600) и даже шестискоростные (900). Двойной скорости уже хватает для того, чтобы несложные изображения, прочитанные с диска, менялись на экране плавно, как в кино. А при учетверенной скорости и качество таких изображений приближается к телевизионному стандарту. Устройство же с одинарной скоростью берите разве что в подарок – что за интерес смотреть отдельные кадры!

На CD-ROM выпускаются игры и энциклопедии, данные из архивов КГБ и ЦРУ, фильмы и большие программы... Сейчас это самый дешевый способ обогатить свой компьютер всеми знаниями, накопленными человечеством. И уже даже в Notebook встраиваются устройства чтения CD-ROM. Покупайте!

 Тем более что это не так уж и дорого – порядка $50 за каждые 150 Кбайт/с.

Сейчас завершается согласование нового стандарта CD-ROM. Ожидается емкость – от 3 до 7 Гбайт.

Sound board (звуковая плата)

Уже первые IBM PC содержали небольшой динамик, писком которого программы могли подавать пользователю звуковые сигналы. Увы, с тех самых пор этот динамик почти не совершенствовался – совместимость превыше всего!

Конечно, хороший программист сможет легко использовать все, что может работать, и с некоторым трудом – то, что, вообще говоря, работать не может. Так что ныне этот динамик может исполнять достаточно сложную музыку и даже говорить человеческим голосом. Но качество звука, мягко говоря, далеко от идеала. Да и монофония давно не в моде.

Поэтому уже довольно давно появились звуковые платы (sound board), преобразующие цифровой код в нормальный звуковой сигнал для обычных акустических колонок. Впрочем, колонки чаще используют специальные, очень малогабаритные, чтобы держать их рядом с компьютером. А неизбежные при таких размерах дефекты звучания компенсируют цифровой коррекцией сигнала.

Первой приобрела популярность, достаточную для массового выпуска, плата Sound Blaster. Сегодня почти все звуковые платы обеспечивают совместимость с нею. И, конечно, имеют множество дополнительных возможностей. Не зря цены их так различаются: $100-1000. Соизмеряйте с потребностями своего слуха!

Кроме того, практически любая звуковая плата имеет разъемы для подключения CD-ROM drive. Ведь лазерные диски и родились для звукозаписи.

В Macintosh звуковые возможности изначально были выше, чем в IBM PC. И совершенствовались быстрее. Но самые мощные средства и для Macintosh, как для IBM, приходится приобретать отдельно.

Современные платы умеют не только выдавать звук, но и вводить его с микрофона. Это – основа не только для записи и цифрового анализа звука, но и для систем распознавания речи. Программы голосового управления компьютером уже выходят из стадии экспериментов в широкую продажу.

По теореме Котельникова-Найквиста во избежание искажений сигнала при переводе его в импульсную форму частота импульсов должна быть хотя бы вдвое выше максимальной частоты в спектре исходного сигнала. А хороший слух различает звуки с частотой до 20 КГц. Большинство звуковых плат работают с частотой 44.1 КГц. Столь "некруглое" число пришло из цифровой телефонии, где важно согласование с пропускной способностью обычного аналогового оборудования. Новейшие платы работают и на частоте 48 КГц, идущей от цифровых магнитофонов Digital Audio Tape (DAT), использующих для записи звука видеомагнитофонную аппаратуру.

Обычный слух различает не более 250 уровней громкости. Соответственно для кодирования звукового сигнала достаточно одного байта. Но остаточные погрешности такого кодирования тренированному уху все же заметны по специфическим нелинейным искажениям, создающим ложные высокочастотные призвуки. Да и компенсация погрешностей самой акустической аппаратуры требует запаса на преобразования сигнала. Поэтому многие современные sound board используют 16-битовую дискретизацию.

Wavetable (таблица волнового синтеза)

Компьютер может синтезировать любой звук. Иногда это действительно нужно: любому автору игры или композитору бывают необходимы неземные звучания. Но если хочется воспроизвести инструмент, знакомый каждому, возиться с синтезом неохота. Куда проще использовать готовые записи -волновые таблицы.

Таблицы могут включать ноты, исполненные десятками инструментов; шумы; даже звуки человеческого голоса. Звуковая плата может включать ПЗУ с записями, сделанными на заводе-изготовителе, и ОЗУ для звуков, записываемых или синтезируемых пользователем. Конечно, и обычный способ чистого синтеза остается доступен.

Musical Instruments Digital Interface

(цифровой интерфейс музыкальных инструментов)

Если вы уже располагаете электроинструментами, к чему дублировать их голоса компьютером? Не проще ли поручить ему только нажимать на клавиши?

Цифровой интерфейс музыкальных инструментов был разработан еще до распространения персональных компьютеров и сводится именно к передаче инструменту сигналов, соответствующих нажатым клавишам. Он как бы упорядочивает связь между клавиатурой и самим синтезатором. Конечно, одному MIDI-коду могут отвечать разные звуки – в соответствии с различиями инструментов. Да и разные фирмы установили чуть ли не десяток версий интерфейса. Но все эти сложности остаются в пределах способностей нынешних компьютеров. Так что MIDI-ВОЗМОЖНОСТИ в дорогих звуковых платах оказываются достаточны для управления целыми оркестрами.

Multimedia (мультимедиа)

Современный компьютер умеет воспроизводить и синтезировать изображения и звуки столь эффективно и эффектно, что его можно использовать как еще одно (наравне с телевизором) окно в мир. И дополнять его для этого почти не нужно.

Стандартный multimedia-комплект включает CD-ROM, звуковую плату и небольшие акустические коле????? и/или наушники. $300-600 – а удовольствия сколько!

А дальше начинаются комплексы, соизмеримые с телевизором – но куда более удобные благодаря возможности вмешательства в ход зрелища. Именно эта возможность и делает multimedia новым методом (самообучения и новым видом искусства.

Audio-Video (звук и изображение)

Самый обычный ныне источник и потребитель видеоинформации – телевидение. Но его стандарты Hi чего общего с компьютерными не имеют. Для преобразования сигналов приходится применять специальные видеоплаты. Заодно они преобразуют и аудиосигнал: он в телевидении тоже мало похож на компьютерный.

Большинство таких плат выпускаются в расчете на американский стандарт NTSC и международный PAL. Для советско-французского SECAM аппаратуры мало – приходится пользоваться обычными ныне декодерами PAL-SECAM, изрядно ухудшая (из-за их аналоговой природы) качество изображения. К сожалению, аудиовидеоплата – устройство весьма сложное, и отечественных устройств, работающих непосредственно со стандартом SECAM, пока почти нет.

Некоторые Macintosh (серия AV) оснащены аудиовидеоблоками самой фирмы Apple на основной плате. SECAM они принимают, но пока не выводят. Добавка к цене – примерно $1000.

При работе в многозадачной операционной системе (Windows, MacOS, OS/2) можно в одно из окон экрана выводить обычную телепередачу, принятую аудиовидеопла-той. Я пробовал. Оченьудобно: и от работы не отрываешься, и все новости и развлечения под рукой.

Loint/Movie Photo Expert Group (экспертные группы: объединенная и по кинофильмам)

Изображения в multimedia записываются сотнями и тысячами Кбайт. Даже объемы CD-ROM достаточны лишь для немногих кадров.

Выход из положения предложила Объединенная группа экспертов по фотографии. Эксперты определили, какие из мелких деталей изображения человеческий глаз либо не воспринимает, либо восстанавливает автоматически – по соседним участкам. Этими деталями можно жертвовать без особого ущерба для восприятия. И разработан метод преобразования изображений, удаляющий эти детали.

Следующий шаг сделала Группа экспертов по кинофильмам. Она предложила хранить лишь изменения от одного кинокадра к следующему.

Методами, названными в честь групп JPEG и MPEG, информация сжимается в десятки и сотни раз с сохранением качества по крайней мере не худшего, чем в привычных нам бытовых видеомагнитофонах. Но такое сжатие требует объема вычислений, посильного лишь довольно мощным компьютерам. Поэтому хорошие видеоплаты оснащены спецпроцессорами, способными сжимать даже видеоизображение "в реальном времени", т.е. обычные 25-30 кадров в секунду.

Восстановление изображения по сжатому файлу требует вычислений куда меньших, посильных современному PC. Но для тех, кому пока не хочется менять старую персоналку или необходимо параллельно с видеопросмотром делать еще что-то, выпускаются платы воспроизведения JPEG/MPEG. Да и большинство плат сжатия умеют работать в режиме воспроизведения – математически прямое и обратное преобразование достаточно близки.

Мощные процессоры, вероятно, возьмут все видеопреобразования на себя. Но если вам уже сейчас нужны multimedia, неотличимые от реальности, обойтись без средств JPEG/MPEG трудно.

Fractal compression (фрактальное сжатие)

Многие природные объекты состоят из частей, очень похожих на объект в целом. Мелкие веточки на елке отходят от основных веток так же, как иголки от каждой веточки; извивы береговой линии на картах разного масштаба и подробности очень схожи...

Пару десятков лет назад математики начали разработку теории подобных объектов. Названа она "фрактальной геометрией" (от слова "фракция" – часть).

Методы фрактальной геометрии уже используются в компьютерной графике. Травы и кусты, скалы и пляжи, нарисованные этими методами, выглядят не хуже настоящих. Скорость рисования очень солидная – можно изображать объекты в темпе нормального кино. А объем коэффициентов, необходимых для такого построения, в сотни раз меньше объема исходного изображения.

Недавно найдены приемы выявления подобных частей в изображениях реальных объектов. Найдя такие части, можно по ним вычислить коэффициенты фрактальных построений, достаточные для воссоздания изображения, приемлемо мало отличимого от оригинала.

К сожалению, приемы фрактального анализа изображений очень сложны, и на нынешних персоналках вести такой анализ "в реальном времени" (в темпе поступления телекадров) пока невозможно. Уже выпущены не только специализированные компьютеры для фрактального сжатия, но и платы-приставки к персональным компьютерам. Увы, пока они очень дороги. Но развивается это направление быстро, можно надеяться на лучшее будущее.

А для рисования изображений по готовым фрактальным коэффициентам уже написано немало программ. Пользуйтесь!

Non-linear montage (нелинейный монтаж)

Монтировать видеосигналы можно по-разному. Можно просто включать и останавливать в нужном порядке видеомагнитофоны с нужными фрагментами записей. Работу эту поручить компьютеру легко – но вряд ли полезно.

Куда выгоднее записать телепередачу на магнитный диск. Тогда можно выбирать оттуда кадры в любом порядке – нелинейно. И монтаж оказывается гораздо быстрее и удобнее. Заодно можно преобразовать любой кадр – способов и программ такого преобразования накоплено несметное множество.

За все надо платить. Цена удобств нелинейного монтажа – неимоверный объем дисковой памяти, необходимой для хранения монтируемых передач. Да и пропускная способность нужна немалая. При нынешних способах сжатия изображений каждый кадр приличного качества занимает сотни килобайт. А кадров этих в каждой секунде передачи 25. Впрочем, с этим нам еще повезло – в США целых 30.

Студия нелинейного монтажа вполне может работать на нынешнем персональном компьютере. Но только на самом мощном, какой вам удастся найти.

Small Computer System Architecture

(системная архитектура малых компьютеров)

Системная архитектура малых компьютеров разработана задолго до IBM PC как стандарт для самых различных устройств. Это довольно сложный комплекс, и не все его детали были согласованы сразу. Поэтому SCSI-устройства разных изготовителей стыкуются не всегда. Но часто, – все-таки это стандарт!

Через контроллер SCSI можно передавать до 5 Мбайт в секунду. Но и этого уже мало. Стандарт SCSI-2 имеет два усовершенствования: широкий (wide) кабель для передачи за такт не одного, а 2-4 байтов, и быстрая (fast) передача с частотой не 5, а 10 МГц. Если это применить совместно, передается до 40 Мбайт в секунду!

В IBM PC через SCSI обычно подключаются самые мощные блоки – Winchester большой емкости, дисковод CD-ROM... К одному контроллеру можно подключить до 7 устройств – серьезная экономия! Асам контроллер лучше подключать не к основной шине (даже EISA), а к локальной – для скорости.

Apple применяет SCSI уже давно – ведь Macintosh всегда ориентировались на мощную периферию!