Журнал "Компьютерра" №723

Текст добавлен: 6 октября 2016, 00:03

Текст книги "Журнал "Компьютерра" №723"

Автор книги: Компьютерра Журнал

Жанры:

Прочая документальная литература

Прочая компьютерная литература

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 11 страниц)

Назад к карточке книги

Технология была разработана создателем популярного в России сервиса блогов Livejournal, Брэдом Фитцпатриком. Впервые она была внедрена все в том же ЖЖ (сервис выступает в роли провайдера и позволяет подписывать комментарии OpenID, выданным другим сервисом), а сейчас число сайтов, на которых можно использовать единый идентификатор, превысило десять тысяч. Среди них есть как обычные ресурсы, так и те, что были специально созданы, чтобы выполнять функции "паспортного стола", выдавая идентификаторы всем желающим.

И конечно же, после союза крупнейших игроков рынка число поддерживающих технологию сайтов будет только расти. В 2006 году, к моменту основания OpenID Foundation, в Сети насчитывалось около двадцати миллионов уникальных идентификаторов. К настоящему времени их количество возросло до двухсот пятидесяти миллионов. Учитывая, что в планах организации – экспорт технологии в Европу и страны Востока, к концу года счет универсальным логинам может пойти на миллиарды. ПП

Атто становится ближе

Новый способ и устройство для генерации аттосекундных (10–18 с) импульсов света разработали физики Университета Бата в Великобритании при участии коллег из Дании и США. Устройство в миллион раз уменьшает необходимую для генерации аттоимпульсов мощность, что не только превращает аттотехнологии в доступный инструмент для научных лабораторий, но и позволяет задуматься об их коммерческом использовании.

Аттосекунда это характерный временной масштаб для движения электронов в атомах. Различные эксперименты с таким временным разрешением позволяют заглянуть в таинственный квантовый мир и детально проследить как, например, протекают быстрые химические реакции и что творится с зарядами в различных электронных устройствах. А уж о том гигантском объеме информации, который, в принципе, можно передавать с помощью коротких аттоимпульсов, можно только мечтать.

Но до сих пор аттотехника была доступна лишь немногим лабораториям. Чем короче импульс, тем шире должен быть его спектр и пока их удавалось получать лишь за счет нелинейных процессов, возбуждаемых в газе лазерными импульсами мощностью порядка гигаватта.

Из-за широкого спектра аттоимпульсов никто и не предполагал использовать фотонные кристаллы, поскольку они обычно прозрачны лишь в узком диапазоне. Оказалось, напрасно. Английские физики изготовили из фотонного кристалла полое волокно толщиной с человеческий волос, заполнив его пустоты водородом. В таком волокне за счет сочетания объемных и поверхностных оптических свойств локализуется специфический набор оптических мод, которые подобно гребенке заполняют целых три октавы спектра от 325 до 2300 нм. При накачке водорода в волокне сравнительно слабым импульсом инфракрасного лазера мощностью порядка десяти киловатт и длительностью 12 нс в нем возникает аттоимпульс с этим гребенчатым спектром из нескольких десятков узких линий. Небольшая энергия импульса накачки -порядка одной десятитысячной джоуля – и несложное необходимое оборудование делает новый способ генерации аттоимпульсов простым и доступным.

Пока даже трудно себе представить какой набор великолепных научных приборов можно будет создать на основе нового аттоисточника. Но то, как сильно влияет на новые технологии, да и на нашу повседневную жизнь каждое новое поколение источников света и лазеров, мы постоянно наблюдаем уже более полувека. ГА

Мобильник для киномана

Мобильным телефоном со встроенной флэш-памятью сейчас мало кого удивишь. Реже встречаются аппараты с интегрированными жесткими дисками. А вот американская компания Vmedia Research, решив заткнуть всех за пояс, предлагает оснащать мобильники оптическим приводом, причем не простым, а под стать современным HD-стандартам.

Носители Vmedia диаметром 32 мм заключены в защитный картридж и вмещают около гигабайта информации. В следующем году компания рассчитывает удвоить их емкость, выпустив двухслойные диски, а со временем должны появиться и записываемые болванки. Что касается приводов, то в них применяется синий лазер – аналогичный тому, что используется в плеерах Blu-ray и HD DVD. Размеры дисководов компания Vmedia Research не уточняет, отмечая лишь, что в конце года должны появиться приводы второго поколения толщиной 9,5 мм.

Есть ли у Vmedia Research шансы пробиться на рынок? Конкурировать с флэш-памятью носители Vmedia вряд ли смогут. Ведь, например, емкость карточек microSD уже сейчас достигает 8 Гбайт. При этом флэш-карты широко распространены, а слоты для работы с ними есть едва ли не в каждом мобильнике. Добавьте сюда отсутствие подвижных деталей и более экономное расходование энергии. Впрочем, Vmedia Research вовсе не нацеливается на сферу хранения данных. Компания рассчитывает, что ее оптические носители со временем станут эталоном мобильного видео, а голливудские блокбастеры будут выходить на Vmedia Disc одновременно с DVD-релизами и продаваться за сопоставимую сумму. Компания обещает также и аналогичное качество, за счет применения более современных кодеков.

Производство дисководов нового стандарта уже взяла на себя корпорация Panasonic Communications, а изготовлением самих носителей занимается Cinram International. И все же, несмотря на довольно прочные тылы, неясно, будет ли востребована продукция Vmedia. Пока единственным аппаратом, оснащенным соответствующим приводом, стал индийский мобильник Spice, и как скоро появятся другие подобные аппараты (если появятся вообще), сказать трудно. ВГ

Гроза раскачавшегося пиратства

Ведущие затяжную войну с пиратами американские ассоциации звукозаписывающих и «фильмоснимающих» компаний (RIAA и MPAA) завоевали сомнительную популярность используемыми методами ведения борьбы. На сей раз отличился президент RIAA Кери Шерман (Cary Sherman), взволновавший свободолюбивую общественность весьма любопытными заявлениями. На одной из конференций босс поделился своим видением будущего пресечения распространения нелегального контента в Интернете. Вообще, фильтрация сетевого трафика с блокированием «паленых» пакетов – голубая мечта правообладателей, осуществление которой отдалила контрмера противодействующей стороны – шифрование. Действительно, любой фильтр, установленный на промежуточных узлах продвижения трафика, бессилен против мало-мальски надежного шифрующего алгоритма (не говоря уже о правовой стороне деятельности перехватчиков информации).

Именно способы устранения этого недостатка составили наиболее заметную часть выступления Шермана. По его мнению, для победы над пиратством необходимо, чтобы фильтры были установлены непосредственно на компьютерах пользователей: "это фактически сведет на нет пользу от шифрования; если хочешь послушать песню, тебе придется ее расшифровать – в этот момент фильтр и сработает". Конечно, встает вопрос о том, как снабдить машины граждан ловушками неоплаченного контента. Осознавая, что добровольно обзаводиться подобного рода средствами желающих найдется немного, Шерман предлагает интегрировать фильтры в сторонние продукты вроде антивирусных программ и даже модемы (в последнем случае, правда, особый смысл отсутствует, ведь проходящий через модем трафик по-прежнему зашифрован). Пока затронутые за живое "потенциальные нарушители" обсуждали различные аспекты затеи Шермана, представители RIAA заявили, что никаких планов относительно перемещения антипиратского фронта в дома пользователей у ассоциации нет, а президент лишь высказал общие соображения.

Меж тем более реальным является пресечение закачки не отдельных файлов, а блокирование на уровне провайдера целых каналов передачи данных. Тут, разумеется, главным врагом определены файлообменные сети, а наиболее показательным примером стала история Comcast, одного из крупнейших американских операторов. В конце прошлого года абоненты поймали своего провайдера на искусственном замедлении и даже полном прекращении передачи пиринговых данных. Тут следует заметить, что, скажем, BitTorrent используется и во вполне легитимных целях, например, для распространения дистрибутивов Linux. Comcast отчаянно отрицал все обвинения, и в ответ на многочисленные жалобы пользователей делом заинтересовались надзорные органы США. В январе провайдер изменил правила оказания услуг, оставив за собой право на "обоснованное управление сетью". Понятно, что за столь расплывчатой формулировкой могут укрыться практически любые манипуляции с трафиком. ИК

Пятое плавание Колумба

Пришвартовавшийся 9 февраля к МКС шаттл «Атлантис» доставил на станцию европейский научный модуль «Коламбус». «Коламбус» – своеобразный долгострой, сроки его готовности многократно переносились. Страшно сказать, разработка модуля началась в середине восьмидесятых годов прошлого века, когда МКС не существовала даже в проекте. Лабораторию планировали запустить в 1992 году, к пятисотлетию знаменитого плавания Колумба, отчего модулю и было дано именно такое название. В итоге не поспели даже к пятисотлетию смерти мореплавателя.

Лаборатория, рассчитанная на троих исследователей, весит почти 13 т и имеет 4,5 м в диаметре при длине 7 м. С введением в эксплуатацию нового модуля МКС станция обзаведется третьим ЦУПом, расположенным в Германии. В собственном модуле европейцы в основном собираются изучать все аспекты влияния на человека длительного пребывания в космосе.

По первоначальной задумке, во всех работах в космосе по соединению "Коламбуса" с американским модулем "Harmony", должен был участвовать член экипажа "Атлантиса" 56-летний немец Ганс Шлегель. Но по прибытии на станцию астронавт приболел, и медики с Земли отстранили его от участия в первом выходе в космос. Впрочем, у Ганса нашелся дублер из числа американцев, так что первые работы за бортом хоть и сдвинули на день, но успешно завершили. А 13 февраля и сам Шлегель был допущен до второй фазы работ в космосе. В любом случае, приведением "Коламбуса" в рабочее состояние после стыковки модуля со станцией займется прилетевший на этом же шаттле француз Леопольд Эйартц, ранее участвовавший в экспедиции на "Мир". В строй "Коламбус" войдет лишь несколько недель спустя.

Напомним, что в марте на МКС доставят и первую часть японского модуля Kibo, который окончательно планируется собрать на орбите в следующем году. АБ

Мастер на все руки

«Если человек талантлив, он талантлив во всем» – эту фразу по праву можно отнести к 56-летнему американцу Дину Кэймену (Dean Kamen), помимо нашумевшего самоката Segway, успевшему отметиться инновациями в весьма далеких друг от друга областях. Чего стоят хотя бы такие его детища, как первый в мире программируемый шприц для диабетиков с контролем уровня инсулина в крови или очиститель воды, помимо своей основной задачи вырабатывающий электроэнергию. На сей раз плодовитый изобретатель явил миру роботизированный ручной протез.

Заказчиком изобретения стало агентство DARPA, в 2005 году профинансировавшее разработку сразу двух "роборук". В то время как Институту прикладной физики имени Джона Хопкинса было выделено более 30 млн. долларов на создание за четыре года современнейшего протеза, "левшам" из руководимой Кэйменом компании Deka требовалось разработать более простой аналог, довольствуясь почти вполовину меньшим бюджетом и временем. Первоначально на эту затею Дин смотрел скептически: правительственное финансирование было явно недостаточным, а перспективного рынка для новинки он не видел. Впрочем, вояжа по американским ортопедическим клиникам оказалось достаточно, чтобы в Кэймене заговорил не бизнесмен, а изобретатель: как выяснилось, разработка стоит свеч уже потому, что "в области ручных протезов мы находимся в эпохе Флинтстоунов". В самом деле, в то время как человеческая рука имеет 22 степени свободы, лучшие из нынешних протезов могли обеспечить только три! В результате упорной работы исследовательской бригаде удалось создать заключенную в алюминиевый корпус "роборуку", имеющую 18 степеней свободы и по своей массе (3,6 кг) практически не отличающуюся от белкового аналога.

С выбором интерфейса управления своим детищем "рукоделам" помогло определиться сотрудничество с нейрохирургом Тоддом Куикеном (Todd Kuiken) из Чикагского реабилитационного института, нашедшим действенное средство борьбы с синдромом фантомных болей у ампутантов. Согласно разработанной им методике, после ампутации руки связанные с ней нервные окончания отныне не ведут "в никуда", а перенаправляются в область ключицы, где на них "откликаются" грудные мышцы. Снимаемые при помощи датчиков мускульные сокращения можно переводить в команды для искусственной руки. Впрочем, те из пациентов, кто прооперирован "по старинке", могут управиться с новинкой иначе – порукой тому специальная обувь, в подошвы которой вмонтированы крохотные джойстики, реагирующие на перемещение различных участков стопы. По словам первых "прирученных" пациентов, обучение новому "языку" продвигается довольно быстро. На счету наиболее талантливых учеников – такой высший пилотаж, как питье из стакана, зажатого "роборукой", а также очистка банана с ее помощью. Пока с протезом чудо-обувь связывает гирлянда проводов, но уже кипит работа над ее "беспроводной" версией.

Новинка получила прозвище "рука Люка" (Luke Arm) в честь знаменитого Люка Скайуокера. Ныне ее судьба всецело находится в руках оборонных заказчиков – если будет дан зеленый свет клиническим испытаниям, они отнимут еще не меньше года. Похоже, лишь тогда мы узнаем, станет ли изобретение Кэймена для потерявших руку пациентов столь же незаменимым, как для легендарного героя-ампутанта "Звездных войн". ДК

На зарядку шагом марш

Любопытные наколенники – генераторы, способные вырабатывать до пяти ватт электроэнергии во время ходьбы, разработали ученые из Университета Саймона Фрейзера в Канаде.

Принцип действия новинки заимствован у гибридных автомобилей, которые используют энергию торможения для того, чтобы подзарядить аккумулятор. Так и в созданном устройстве, генератор включается только в конце каждого шага, в момент торможения ноги мускулатурой, и утилизирует преимущественно "негативную" энергию, бесполезно превращаемую в тепло.

Авторы утверждают, что найти на человеческом теле такое место, где было бы удобно прикрутить какой-нибудь генератор, так, чтобы он потреблял негативную энергию наших движений, очень непросто. Природа все устроила весьма рационально, и, например, наши сухожилия эффективно работают как пружины, запасающие лишнюю энергию и вновь отдающие ее по мере надобности. "Вакантным" местом оказались коленки – с них во время ходьбы можно получить на порядок больше энергии, чем от генераторов, монтируемых в подошвы обуви.

В экспериментах добровольцев с наколенниками просили не спеша идти по беговой дорожке и по изменению интенсивности дыхания судили о дополнительной энергии, расходуемой человеком при включении генераторов. Оказалось, что на каждый ватт производимого электричества тратится меньше одного ватта мощности мускулатуры. А это означает, что новые гаджеты примерно в восемь раз эффективнее, чем обычный ручной генератор, который для получения одного ватта электричества требует вшестеро больших затрат мускульной энергии. Впрочем, тут ученые немного слукавили, "забыв" учесть энергозатраты на ношение самих устройств, каждое из которых весит более полутора килограммов. А это обойдется в шестьдесят ватт вдобавок к обычным тремстам, в среднем потребляемым при ходьбе. Максимальная же мощность, которую можно снять с наколенников, постоянно включенных на всех фазах движения, не превышает тринадцати ватт.

Авторы, однако, утверждают, что их первая модель создана лишь для проверки концепции, жизнеспособность которой блестяще подтвердилась в ходе опытов. Следующая модель будет значительно легче и, что важно, гораздо меньше мешать во время ходьбы. С ее помощью можно будет не только подзаряжать сотовый телефон, GPS-навигатор и массу других мобильных устройств. Пяти ватт вполне хватит для обеспечения работы протезов и имплантов или электронной обвязки современного солдата. ГА

Магический кристалл

Удивительный материал, в одно и то же время сильно сжимающийся и расширяющийся при нагреве, удалось синтезировать в Кембриджском университете при участии ученых из Оксфорда и Дарема.

Большинство твердых тел при нагреве слегка расширяется – как правило, на несколько тысячных процента на каждый градус. Это тепловое расширение обычно лишь мешает, поскольку приводит к вредным смещениям и напряжениям в самых разных конструкциях – от железнодорожных рельсов до компьютерных чипов. Иногда, чтобы скомпенсировать расширение, используют прокладки из редких материалов, которые сжимаются при нагреве. В кристаллах это сжатие может наблюдаться лишь вдоль одной из осей, тогда как по другим осям материал, наоборот, расширяется.

Рекорд отрицательного теплового расширения до сих пор принадлежал вольфрамату циркония ZrW2O8. Но новый кристалл – гексацианокобальтат серебра Ag3[Co(CN)6] – превысил прежний рекорд в 14 раз. Вдоль одной из осей он сжимается на 12 тысячных процента на каждый градус нагрева, а по двум другим осям расширяется на 14 тысячных процента. Это расширение не рекордное, но тоже примерно на порядок больше, чем у большинства материалов.

Ученые считают, что в первую очередь чудо-кристаллы найдут применение в оптических системах спутников, периодически подвергающихся нагреву солнцем и охлаждению в открытом космосе. Новое вещество позволит избавиться от сложных механических устройств для коррекции оптики. Возможно, этот материал будут использовать и для компенсации теплового расширения полупроводников в чипах. ГА

О функционалах и о Земле

Шведские ученые из Университета Упсалы выдвинули новую гипотезу о структуре земного ядра. Если гипотеза окажется жизнеспособной, это может изменить современные взгляды на тепловую конвекцию внутри земного шара, механизмы формирования магнитного поля планеты и рельефа земной коры.

В соответствии с "классическими" представлениями земной шар имеет "луковичную" структуру (модель Буллена-Джеффриса): внешний слой – земная кора (толщиной 70 км); под нею – внешняя мантия (830 км), ниже – внутренняя мантия (2000 км); и, наконец, ядро, которое состоит из внешнего ядра (2100 км) и внутреннего ядра радиусом 1270 км. Между внутренним и внешним ядрами предполагается наличие переходного слоя толщиной около 100 км. Итого, радиус Земли около 6370 км. Примечательно, что внутреннее ядро, состоящее главным образом из железа, вращается с большей скоростью, чем вся остальная планета. Согласно современным исследованиям, на рельеф земной коры влияют глубинные процессы, происходящие как на границе с внешним ядром, так и внутри ядра. Например, за вулканическую активность ответственны восходящие мантийные струи, так называемые плюмы, которые, возможно, берут начало в области ядра.

Такое строение нашей планеты было установлено на основе анализа сейсмических волн, порождаемых землетрясениями. Известно, что скорость распространения колебаний сильно зависит от среды. Зная скорость и направление распространения колебаний, можно сказать, в каком месте они идут через твердое вещество, а в каком – через жидкое. Этот метод получил название сейсмотомографии.

В последнее время данные о сейсмических колебаниях обрабатывают суперкомпьютеры, которые сыграли важную роль в становлении новой науки – геодинамики, изучающей эволюцию Земли как единого целого и вобравшей в себя многое из накопленного разными разделами геофизики и геохимии.

Несмотря на очевидные успехи, в геодинамике еще огромное количество нерешенных вопросов. Например, экспериментально известно, что сейсмические волны движутся сквозь внутреннее ядро с различной скоростью в зависимости от направления: быстрее в направлении, параллельном оси вращения Земли, и заметно медленнее в направлении, параллельном экватору. Если учесть высокую температуру и давление в центре Земли, то таких различий наблюдаться не должно, так как в этих условиях железо, из которого состоит внутреннее ядро, должно иметь плотнейшую гексагональную кристаллическую упаковку, не дающую анизотропии в свойствах. По утверждению шведов, этот факт пока не нашел объяснения в рамках существующих геодинамических теорий. Предположение о гексагональной упаковке железа в ядре сегодня является общепринятым.

Пытаясь разгадать эту загадку, ученые прибегли к компьютерному моделированию. Одним из методов теории функционала плотности была смоделирована структура решетки из нескольких миллионов атомов железа в условиях существования земного ядра, а затем получена теоретическая модель прохождения волн через виртуальное ядро.

Теория функционала плотности – это одно из квантово-химических приближений, позволяющих моделировать электронную, молекулярную структуры и другие свойства как отдельных молекул (от простейших до белковых), так и кристаллических решеток. По результатам моделирования можно объяснять и прогнозировать свойства вещества. В 1998 году создатель теории функционала плотности Уолтер Кон (Walter Kohn), вместе с Джоном Поплом (John Pople), был удостоен Нобелевской премии по химии "за разработку компьютерных вычислительных методов квантовой химии и за развитие метода функционала плотности".

Оказалось, что экспериментальные наблюдения могут быть объяснены, если допустить, что железо ядра уложено в объемноцентрированную кубическую решетку, а не в гексагональную, как считается сегодня. Объемноцентрированная решетка образована кубами, в вершинах которых находятся атомы железа, и еще один атом железа расположен в центре куба. Эти кубические ячейки расположены так, что диагонали кубов параллельны оси вращения Земли. Такая ориентация и обуславливает различную скорость прохождения сейсмических волн через ядро. По словам одного из исследователей, Бёрье Йохансена (Bцrje Johansson), существование железа в объемноцентрированной форме – пока единственное объяснение наблюдаемой аномалии. Если будут получены окончательные доказательства в пользу другой кристаллической формы вещества ядра, это повлечет пересмотр большей части геодинамической картины Земли, потому что иная кристаллическая форма железа имеет иные теплофизические и магнитные характеристики, а значит, и механизмы теплообмена, зарождения плюмов, поведения магнитного поля могут оказаться другими.

Результаты суперкомпьютерного "путешествия к центру Земли" опубликованы в журнале Science. ЕГ

Клин клином

Любопытный эффект обнаружили теоретики из Массачусетского университета в Амхерсте. Оказывается, две хh2о известные неустойчивости поверхности твердых тел, приводящие к растрескиванию материалов под действием напряжений или к разрыву проводников текущим по ним током, могут эффективно компенсировать друг друга.

Каждый из нас наблюдал причудливую картину трещин, образовавшихся на старых полотнах великих художников или на грязи высохшей лужи. Несмотря на нерегулярность этих разрывов, расстояния между трещинами оказываются приблизительно равными. И подобные "картины" очень часто встречаются в природе, поскольку механизм их образования приблизительно один и тот же.

Возникающие в результате высыхания, тепловых напряжений или других причин растягивающие механические напряжения на поверхности приводят к развитию специфической неустойчивости. Если на поверхности случайно возник бугорок, то мигрирующим по поверхности атомам выгоднее задержаться на его вершине, поскольку там они слабее связаны с остальными атомами и меньше чувствуют растяжение. В результате бугорки начинают расти, а впадины по тем же причинам, наоборот, углубляться до тех пор, пока в них не образуются трещины. Причем характерный размер этих волн из бугров и впадин вполне определен свойствами поверхности и характером растяжения.

Похожая неустойчивость возникает при протекании электрического тока по поверхности проводников, который толкает диффундирующие по поверхности атомы. Этот процесс электромиграции может приводить к образованию "ям" на поверхности тонких проводников в интегральных схемах, росту их электрического сопротивления и, в конце концов, к выгоранию проводника.

Изучая электромиграцию, ученые с удивлением обнаружили, что эти две неустойчивости могут "гасить" друг друга и стабилизировать поверхность напряженных проводников с током. А как раз механических напряжений в чипах более чем достаточно. Дело в том, что скорость, с которой атомы могут двигаться вдоль поверхности, сильно зависит от ориентации кристаллических плоскостей материала по отношению к поверхности. Поэтому в определенных случаях образовавшаяся впадина быстро заполняется, а холм "срезается" за счет электромиграции атомов, движущихся "вниз" быстрее, чем "вверх".

Обнаруженное явление открывает новый путь стабилизации поверхностей проводников в чипах и, возможно, в других металлических наноструктурах. Быть может, именно оно объясняет давно подмеченную экспериментаторами странность: большинство из постоянно работающих электронных приборов ломается гораздо реже, чем те, которые стоят на полке без дела. И хотя пока не очень понятно, как именно можно использовать новый эффект на благо человеку, авторы надеются, что экспериментальное подтверждение их расчетов и практические приложения не заставят себя ждать. ГА