Текст книги "Журнал «Компьютерра» № 16 от 25 апреля 2006 года"

Автор книги: Компьютерра Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 11 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Лабораторные работы: i-mate K-JAM

Автор: Иван Гагнидзе

Случилось это несколько лет назад, когда мобильные телефоны все шире входили в обиход, а в Москве было лишь два GSM-оператора. Кому-то из дизайнеров пришла в голову мысль, что корпус аппарата может быть не только моноблочным или складным, но и раздвижным. Для обозначения был предложен термин «слайдер» – поборники чистоты русского языка вольны окрестить его «ползуном». Боюсь ошибиться, однако, по-моему, первым устройством, принявшим такую форму, стал отец семейства смартфонов Series 60 – Nokia 7650. Собственно, намеки на такую конструкцию усматривались и в более ранних моделях (например, 8110i), хотя в них сдвигающаяся часть не содержала электронных компонентов. По прошествии времени кто-то сообразил, что половинки трубки можно двигать не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, и появилось устройство под названием Sidekick от компании Danger. Постепенно создатели Windows Mobile-техники из концерна HTC (High Tech Computer) пришли к выводу, что такое строение прибора удобно потребителю, и соорудили платформу HTC Wizard. В ходе коммерческого распространения она, как и другие разработки HTC, получала разные имена: Qtek 9100, T-mobile MDA Vario, Orange SPV M6000В и пр. Например, в каталоге компании «ИОН цифровой центр» , предоставившей смартфон в наше распоряжение, Wizard следует искать под псевдонимом i-mate K-JAM.

Внешность и управление

Материал корпуса мобильного терминала – серебристый пластик, похожий на металл. Последний в действительности наличествует лишь в декоративной рамке экрана. Окантовка коммуникатора выполнена из черной пластмассы. Композиция обыкновенная, спокойная, гармоничная. Наружность K-JAM не вызывает протеста, равно как и восторга; в каком-то смысле она занудна. Хотя на фоне других устройств на WM for Pocket PC выделяется. Выдвижная клавиатура, бесспорно, добавляет пикантности, тем не менее ее внешний вид не будоражит воображения. Аппарат привлекает внимание конструкцией, но не оформлением. Он компактен (108x58x24 мм, 160 г), карман не оттягивает, руку тоже, для его удержания не надо растопыривать пальцы.

На менее массивной части мобильника расположен дисплей в окружении двух аппаратных и двух программируемых кнопок. На той же верхней палубе базируются джойстик, клавиши «вызов»/"отбой" и динамик, зажатый между индикаторами состояния Wi-Fi и Bluetooth. Поверхность нижней занята блоком QWERTY и несколькими кнопками для контроля K-JAM. Ибо площадь обширна, на ней удалось расставить достаточное количество управляющих элементов и свести к минимуму нагрузку на сенсорный дисплей. Как отмечалось в очерке о WM 5.0 (см. предыдущий номер), этот интерфейс подвергся перепланировке, дабы облегчить манипулирование аппаратом одной рукой. Не умаляя заслуг программистов, скажу, что приборами, оборудованными подобными средствами ввода и управления, куда удобнее оперировать при выдвинутой клавиатуре и обеими конечностями, нежели одной из них в сочетании с джойстиком и парой программных кнопок. Кстати, клавиатура пусть и не блещет экстерьером, зато удобна в эксплуатации, скорость набора высока.

Правый борт корпуса занят клавишей вызова приложения для голосовых команд, ИК-портом, одним из стереодинамиков, кнопками для запуска камеры и перезагрузки. На левом борту – клавиша для активации утилиты управления беспроводными модулями, рычажок регулировки громкости и второй динамик. На носу – выключатель и прорезь для mini-SD. На корме – аудиовыход сечения 2,5 мм, гнездо mini-USB, щеколда для вскрытия батарейного отсека и гнездо для стилуса. Стилус, между прочим, имеет телескопическое строение, что оправдано, учитывая размеры компьютера, и вполне удобно. Доступ к аккумулятору открывается со стороны днища, на которое также выходит объектив 1,3-Мп камеры со вспышкой.

Дисплей, звук, коммуникации, камера

Разрешение (QVGA) и цветность (65K оттенков) экрана не выделяют K-JAM из ряда WM-коммуникаторов. Дисплеи с диагональю 2,8 дюйма вместо 3,5, по счастью, приобретают популярность. Все же смартфоном размером с КПК прельстится далеко не каждый. Как всегда бывает с машинами от HTC, убрать яркость до значения, которое действительно можно бы было охарактеризовать как минимальное, а не среднее, нельзя.

О звуке. Он обещает быть стереофоническим. Это следует принять на веру, поскольку редкий владелец распознает в нем такие качества. Картина характерна для многих трубок, что, видимо, объясняется слишком маленьким расстоянием между динамиками. Тем не менее звук хорош, входящий звонок пропустить трудно, а для чего еще динамики нужны?

Терминал великолепно подготовлен к российским условиям. Он оснащен всеми модулями беспроводной связи, которые могут пригодиться в нашей стране. Для Америки, пожалуй, он подойдет ничуть не хуже в силу своей GSM-всеядности (850/900/1800/1900 МГц) и поддержки EDGE. Кроме того, в запасе у K-JAM есть чипы Bluetooth (версия 2.0), Wi-Fi (802.11b/g) и медленный ИК-порт. При обновлении прошивки возможности обоих радиоинтерфейсов местного значения расширятся. Так, Bluetooth даруется поддержка профилей Sim Access и Advanced Audio Distribution, о которых говорилось в статье про WM 5.0. А Wi-Fi обретает программное обеспечение протоколов 802.11e/i. Первый оптимизирует трансляцию за счет установления степени важности того или иного информационного потока. Иными словами, пакет с низким приоритетом (положим, фрагмент письма) будет отправлен только после доставки более важных данных (скажем, VoIP). Поправка же 802.11i является развитием технологии защиты, заложенной в стандарт 802.11. Софт аппарата предусматривает настройку энергосбережения при использовании Wi-Fi. Нужно лишь решить: хотите ли вы иметь сигнал большей мощности или увеличить время автономной работы при включенном передатчике. Чувствительность модуля и GSM-радиочасти удовлетворительная.

Как модем наш герой может быть задействован и через Bluetooth, и через ИК-порт, и через USB-кабель[Синхронизация осуществляется теми же путями]. Помимо прочего, при подключении к компьютеру, уже почти традиционно для WM-электроники, производится зарядка аккумулятора от USB-порта. В своих заметках я не раз пенял программистам на свою личную несовместимость с модемным ПО для Windows Mobile. Продукция HTC в этом отношении оказывается самой дружественной. Модемное соединение было установлено без особого труда; правда, все же пришлось удалить при настройке строку инициализации модема: ее присутствие стопорило механизм.

Если дембельский альбом тоненький, а фотография маленькая и страшненькая, значит, это паспорт. Либо она была сделана при помощи телефона серии HTC Wizard. Качество 1,3-мегапиксельной[Есть возможность программной экстраполяции снимка до изображения формата 2 Мп] камеры настолько посредственно, что даже не нужно заниматься ее сравнением с имеющимися аналогами, и тем паче фотоаппаратами. Радиус действия вспышки не превышает полуметра.

Производительность и питание

Модель снабжена чипом OMAP 850 от Texas Instruments (TI). Он совмещает в себе процессор для приложений с тактовой частотой 195 МГц и модем, что, по идее, повышает автономность компьютера. Ядро системы – ARM9E, впрочем, как все больше убеждаюсь, это имеет значение лишь для работы Java-машины и для энергосбережения, коль скоро речь идет о комплексе, собранном TI, а не Samsung[Подробности в обзоре HP iPAQ rx1950 (в следующем номере)]. Прирост быстродействия Java на процессорах, основывающихся на ARM9E, обусловлен наличием встроенной технологии Jazelle. В этом отношении на OMAP 850 можно положиться. Также процессор способен варьировать тактовую частоту по мере изменения нагрузки, но подобные флуктуации весьма незначительны[Если показания TCPMP заслуживают доверия, мне только однажды удалось заметить серьезное (до 110 МГц) отклонение частоты от 170 МГц] по амплитуде и вряд ли серьезно влияют на потребление электричества чипом. Результаты оценки производительности и энергозатрат K-JAM собраны в таблицах.

Как видите, ничего сверхъестественного в показателях испытуемого нет. Вычислительная мощь и требования к питанию соотносятся с частотой, но коэффициент пропорциональности подобрать сразу не получится. На мой взгляд, по быстродействию в расчете на МГц OMAP чуть обходит XScale, тогда как с энергосбережением ситуация обратная. Батареи HTC Wizard хватает на сутки, если проводить час за разговором и 1,5 часа интенсивно пользоваться Wi-Fi. Отказ от быстрого беспроводного соединения увеличит интервал между зарядками раза в 2–2,5. При работе с устройством обычно нет необходимости в дополнительной производительности, хотя 300-мегагерцовый чип был бы уместнее. Двум приложениям недостает этих 100 МГц – TCPMPlayer и Skype. Даже при воспроизведении конвертированных в разрешении QVGA роликов аппаратной платформе не хватает прыти, а качество звука в Skype небезупречно. Возможный выход – сам не проверял и вам рекомендую если и делать, то с великой осторожностью – воспользоваться программой OMAPclock. Увеличение тактовой частоты до 240 МГц, по словам людей, тестировавших утилиту, дает желаемый эффект.

Программное обеспечение

То, что помимо Windows Mobile представлено на i-mate K-JAM.

ClearVue PDF.

Приложение из известного пакета просмотрщиков, обеспечивающее показ файлов PDF. Его поведение на K-JAM меня полностью устроило. Имеют место сложности с отображением иллюстраций в документах, других недостатков не выявлено.

Club i-mate email.

C ее помощью вы легко отправите письмо в службу поддержки компании i-mate.

Comm Manager.

Дает доступ к управлению Wi-Fi, Bluetooth и возможность отключить все радиомодули (GSM в том числе).

eTrust Antivirus.

Признак того, что в сферу интересов злоумышленников, занимающихся написанием вирусов, попала платформа WM. Сей антивирус, как и положено, обновляется через Сеть, обладает небольшим, но достаточным числом настроек.

MIDlet Manager.

Позволяет скучающим по Java-приложениям утолить тоску-печаль.

Voice Speed Dial.

Программное приспособление для быстрого набора номера того или иного абонента или вызова приложения по голосовой команде. Продукт нуждается в предварительных обучающих занятиях, ручной и голосовой настройках.

Архиватор, и неплохой, но со странностями. Допустим, принятый с компьютера сжатый файл он распакует, самостоятельная компрессия для него тоже не проблема. Тем не менее плоды его трудов оказываются испорченными: уплотненные им файлы только он сам и может извлечь из архива.

SIM Manager.

Естественно, служит для работы с SIM-картой.

Кроме перечисленных программ, в памяти устройства содержатся и, так сказать, сливаются с фоном редактор MMS и оболочка для приложения «Телефон», предлагающая по мере набора номера кандидатуры вероятных абонентов.

Резюме

В комплект поставки входят: коммуникатор, поясной чехол, стереогарнитура, адаптер питания, кабель для подсоединения к ПК, диски с русификатором, ПО и инструкция.

Несмотря на критические ремарки, смартфон был мною воспринят благосклонно. Да, процессор и камера у него такие, что возникает подозрение, будто машина есть следствие удачной тренировки конструкторов. Они не знали, получится у них или нет, поэтому взяли дешевые комплектующие. Когда же получилось, начальство наложило резолюцию пустить телефон на конвейер. Инженеры же перешли к следующей стадии: проектированию потомка – коммуникатора HTC Hermes. У него более выигрышная наружность, 2-Мп фотомодуль и процессор Samsung S3C2442, что, как вы увидите из обзора HP iPAQ rx1950 (в следующем номере), есть великое достоинство.

Разумеется, история рождения на свет HTC Wizard отличается от изложенной, хотя выбор такого процессора я склонен объяснять именно нежеланием разработчиков рисковать. Заодно, может, решили, что серию раздвижных терминалов будет открывать сравнительно недорогая модель: в случае неудачных продаж потери бы были меньше. Пока вынужден констатировать, что доступного устройства не получилось, все же трубка за 620 долларов в эту категорию не попадает. Снижения стоимости следует ждать не раньше, чем на рынок выйдут и проведут там определенное время новые смартфоны SonyEricsson, Nokia E-series, а также представители отряда HTC Hermes. В общем, не так уж и долго осталось.

Софтерра: Компьютеры, математика и свобода

Автор: Вадим Житников

В давние, давние времена компьютеры занимались только своими прямыми обязанностями: они считали. Складывали и вычитали, решали системы уравнений, интегрировали и дифференцировали. Рассчитывали траектории баллистических ракет и аэродинамические характеристики самолетов, предсказывали погоду и моделировали атомные реакторы. С тех пор отношение к технике, которая когда-то называлась вычислительной, сильно изменилось – и сейчас во многих домашних и офисных компьютерах самой сложной «математической» программой является стандартный «Калькулятор». Неужели математика сдала свои позиции в эпоху персональных компьютеров?

Компьютеры и математика

Разумеется, это не так. Просто компьютеры в полной мере демонстрируют свое главное свойство: быть универсальным устройством – каждый получает от них то, что ему нужно. Так что если вы являетесь студентом, инженером или научным сотрудником и вам требуется решать на ПК именно математические задачи, то современные компьютеры открывают перед вами самые широкие возможности.

Существует множество программ, предназначенных для узкоспециализированных математических расчетов. Больше всего известны и широко распространены универсальные пакеты-комбайны, пригодные для занятий самой разной математической деятельностью. По функциональности они делятся в целом на две категории: пакеты, предназначенные в основном для численных расчетов (например, MatLab) и системы компьютерной алгебры (Computer Algebra System), к которым относятся Mathematica, Maple и (отчасти) MathCAD – они также называются системами символьных или аналитических вычислений (Symbolic Manipulation Program). Это наиболее универсальные математические программы, способные решать самые разные задачи, причем как численно, так и точно – аналитически.

Возможностей у подобного софта – множество, и есть только одна проблема: все эти программы довольно дороги. А как же свободное программное обеспечение, спросите вы? Оказывается, и здесь дело обстоит неплохо. Существуют альтернативы как для MatLab (системы Octave и Scilab), так и свободные системы аналитических вычислений – Maxima и Axiom. О последних и поведем речь.

Системы аналитических вычислений

Но сначала чуть подробнее о том, что же умеют делать универсальные системы компьютерной алгебры, к которым относятся Maxima и Axiom. Если кратко, то подобные программы обладают «знаниями» алгебры и математического анализа в объеме первых курсов любого технического университета. Системы аналитических вычислений (САВ) умеют преобразовывать выражения: упрощать, приводить подобные, раскрывать скобки или, наоборот, группировать подобные члены. Они умеют вычислять производные, пределы и интегралы, решать системы алгебраических и дифференциальных уравнений, производить вычисления с матрицами. Могут упрощать и преобразовывать тригонометрические выражения. Все это делается точно, аналитически.

Впрочем, не всякая задача имеет точное решение, и поэтому численные вычисления тоже не забыты, причем с рядом очень приятных особенностей. Так, величина целых чисел неограничена, а вычисления с плавающей точкой могут выполняться с любой заранее заданной точностью. Хотите увидеть факториал 1000 – пожалуйста! А ведь это число с 2568 цифрами. Хотите число π с сотней знаков после запятой – никаких проблем! Главное, чтобы хватило вычислительных ресурсов компьютера[Распечатка числа p со ста знаками после запятой хранится у меня дома как реликвия из далекого 1981 года. Вычислялось оно на отечественной ЦВМ «Мир-1», умевшей работать с произвольно задаваемой точностью чисел, с помощью встроенной функции arcos(-1). Процесс расчета занимал около пятидесяти минут, а ресурсов там было – 600-килогерцовое АЛУ, 4 Кбайт оперативной памяти на магнитных сердечниках и никаких внешних накопителей, кроме считывателя перфоленты. – С.Л.]. Ну и наконец, построение красивых графиков – неотъемлемая часть любой системы аналитических вычислений. Математика – наука абстрактная, а человеческое мышление образно. Хорошо известно – подавляющая часть информации поступает к человеку через зрение, поэтому без визуализации математических данных не обойтись.

Помимо основных математических возможностей, каждая система аналитических вычислений имеет встроенный язык программирования. С помощью этого языка возможности системы можно расширять, и каждая САВ имеет большую библиотеку пакетов для решения специальных математических задач.

Посмотрим, как работает САВ не практике. На рис. 1 и 2 показано, как Maxima справляется с тремя задачками из курса школьной алгебры: упрощение тригонометрического выражения, решение системы линейных уравнений и построение графика функции y=x/[(x–1)(x^2–2)]. Трехмерные графики выглядят еще интереснее. Axiom обладает своей собственной графической подсистемой, способной создавать двух– и трехмерные графики очень высокого качества. На рис. 3 изображена поверхность, известная как тригонометрический винт и построенная с помощью Axiom. А Maxima для построения графиков использует внешнюю программу gnuplot. Результат работы такой «связки» можно видеть на рис. 4. Давайте устроим маленькую математическую викторину – что за функция изображена на этом рисунке? Ответ найдете в конце статьи.

Как видите, все довольно просто. Правда, и задачи тоже простые – они выбраны такими для иллюстрации. Но главная сила САВ в том, что они способны решать чрезвычайно громоздкие задачи. Например, Axiom может взять любой интеграл, если только он «берется» в элементарных функциях. Более того: в отличие от численных расчетов, являющихся по своей природе приближенными и потому не имеющих «доказательной силы» с точки зрения чистой математики, аналитические результаты, полученные с помощью САВ, вполне можно использовать для строгих математических доказательств. Но даже если вы не профессионал в математике и подобные возможности вам ни к чему, все равно использование САВ в виде интеллектуального калькулятора может быть весьма полезным.

Математика и свобода

Из далеко не полного перечисления общих возможностей САВ ясно, что подобные программы весьма сложны и требуют для своего создания больших усилий. Трудозатраты на такую систему оцениваются в несколько десятков человеко-лет и требуют от программиста солидной математической подготовки. Откуда тогда могли появиться свободные системы аналитических вычислений Maxima и Axiom? На самом деле оба пакета имеют весьма длительную историю.

Особенно любопытна «биография» Maxima. Все началось в 1967 году в Массачусетском технологическом институте. В рамках проекта создания искусственного интеллекта была инициирована разработка первой системы компьютерной алгебры Macsyma. Далее программа в течение многих лет использовалась и развивалась в университетах Северной Америки, где появилось множество вариантов системы. Maxima является одним из таких вариантов, созданным профессором Вильямом Шелтером (William Schelter) в 1982 году. В 1998 году он получил официальное разрешение Министерства энергетики США на выпуск Maxima под лицензией GPL. А начиная с 2001 года Maxima развивается как свободный международный проект, базирующийся на SourceForge.

История axiom почти столь же долгая. Система аналитических вычислений Scratchpad развивалась с 1971 года как научный проект исследовательского центра имени Томаса Ватсона фирмы IBM. В начале 1990-х годов Scratchpad был продан фирме NaG (Numerical algorithms Group) и переименован в axiom. А в 2002 году NaG выпустила axiom под свободной лицензией типа лицензии BSD (здесь можно попробовать axiom в действии через веб-интерфейс).

Многообразие и свобода

Maxima и Axiom – полнофункциональные системы аналитических вычислений и по возможностям сравнимы с Mathematica и Maple. Тем не менее каждая из них имеет свои особенности. И в этом тоже есть элемент свободы – пользователи самого разного уровня подготовки и потребностей смогут найти себе подходящее орудие для работы.

Будучи самой первой системой аналитических вычислений, Maxima развивалась прагматически. В результате получилась программа, довольно простая в освоении и использовании людьми даже без специальной подготовки. Ну а продвинутые пользователи, несомненно, оценят тесную интеграцию Maxima с языком Lisp, на котором система реализована.

Maxima отлично документирована – объемное справочное руководство описывает практически все встроенные функции системы. Это руководство интегрировано в программу в виде онлайнового справочника, оснащенного средствами поиска. Не прерывая работы с Maxima, можно легко найти необходимый справочный материал. Руководство уже переведено на несколько языков, и в настоящее время переводится на русский.

Математика – наука точная. Все свойства и взаимосвязи математических объектов четко определены или доказываются при помощи строгих логических рассуждений. Axiom является единственной САВ, которая последовательно реализует данный подход на уровне компьютерной программы. Для этого язык Axiom сделан строго типизированным. Концепция строгой типизации в языках программирования хорошо известна, но в Axiom это выливается в нечто необычное – типы языка представляют собой типы математических объектов (числа, полиномы, ряды и т. д.). Axiom «знает» около тысячи иерархически организованных математических категорий и типов. Строгая математическая типизация Axiom уникальна, ничего подобного нет ни в одной другой системе аналитических вычислений.

С документацией у Axiom тоже все обстоит отлично. Имеется интерактивная гипертекстовая справка и книга, детально описывающая все аспекты работы с Axiom. Эта книга была даже издана, а новая, существенно расширенная версия свободно доступна на сайте проекта в формате PDF. К сожалению, вся документация только на английском языке.

Компьютеры и свобода

Есть еще один элемент свободы – свобода выбора платформы. Особенно в этом отношении хороша Maxima. Она успешно работает на всех современных операционных системах: Windows (готовые сборки доступны на сайте проекта), Linux и UNIX, Mac OS и даже на КПК под управлением Windows CE/Mobile. Переносимость Axiom чуть хуже: система работает под Linux, UNIX, а под Windows пока не работает построение графиков.

Главную роль в переносимости Maxima и Axiom играет язык Lisp, на котором они написаны. Исторически Lisp имеет очень большое количество несовместимых друг с другом диалектов, но сейчас эпоха разнообразия закончилась, поскольку появился официальный стандарт ANSI Common Lisp. Maxima была модифицирована в соответствии с этим стандартом, и в результате она может работать под управлением разных реализаций Common Lisp, как свободных, так и проприетарных. Axiom пока работает только с GCL (GNU Common Lisp), но принципиальных сложностей с переносом на другие Common Lisp системы не существует.

Компьютеры и человек

До сих пор мы говорили о математических возможностях Axiom и Maxima.Но есть еще один важный аспект – взаимодействие с программой. Традиционно все системы аналитических вычислений, включая Axiom, Maxima, а также Maple и Mathematica, имеют простой текстовый интерфейс. И это создает определенные проблемы – как отобразить в удобочитаемом виде математические выражения со всеми их радикалами, скобками и знаками интегралов? Приходится прибегать к своеобразному ASCII Art. Пример того, что получается, представлен на рис. 5, где изображен результат вычисления интеграла и произведения в системе Axiom. Довольно неплохо, но вряд ли вполне соответствует современным потребностям. Поэтому все системы аналитических вычислений имеют графические пользовательские оболочки, способные представить данные красиво и облегчающие взаимодействие с пользователем.

Одной из таких оболочек для Axiom и Maxima является TeXmacs. TeXmacs – это вполне самостоятельная программа, научный WYSIWYG-редактор[См. статью Павла Протасова «Вижу то, что имею в виду» в «КТ» #555]. Помимо своего основного назначения, он может использоваться как графическая оболочка для ряда программ с текстовым интерфейсом. На рис. 6 изображена работа Axiom под управлением TeXmacs: те же самые интеграл и произведение, что и на рис. 5.

У Maxima есть несколько других оболочек, лучшей из которых является wxMaxima. На рис. 1 – работа Maxima под управлением wxMaxima. Тем не менее нужно признать, что по функциональности графические оболочки свободных систем аналитических вычислений пока уступают коммерческим аналогам.

И это не конец

axiom и Maxima – результат коллективного труда сотен людей. Несмотря на свой солидный возраст, системы продолжают активно развиваться. Новые релизы axiom выпускаются каждые несколько месяцев, ежегодно проводится семинар, целиком посвященный axiom.

Последний релиз Maxima 5.9.3 выпущен 19 марта текущего года, спустя пять месяцев после предыдущего. Интерес к обеим системам со стороны как пользователей, так и разработчиков весьма отраден: уже сейчас в руках исследователей-математиков есть очень мощные свободные инструменты, которые со временем будут становиться только лучше.

И наконец, ответ на вопрос мини-викторины: на рис. 4 изображен график модуля гамма-функции на комплексной плоскости в районе 0.