(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Ветряные мельницы

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 26-09-2014

Метки: , , , ,

Первым двигателем в истории человечества был ветряной двигатель. Чуть позже появилось водяное колесо. События эти датируются 2 и 1 столетиями до нашей эры. Но не следует забывать, что самым первым двигателем был все-таки корабельный парус. И сказать точно, когда появился первый парус, невозможно. История создания паруса уходит в глубину тысячелетий.

Ветряной двигатель и парус близкие «родственники». Лопасти ветряка – это и есть узкие жесткие паруса. Они располагаются под углом к дующему на них ветру. Ветер скользит по поверхности лопасти от передней кромки к задней, возникает сила, сдвигающая закрепленную на оси лопасть. И ветряное колесо приводится во вращение. Чтобы ветряной двигатель работал, необходимо соблюсти ряд условий. Во-первых, площадь лопастей ветряка должна быть такова, что возникающая сила смогла преодолеть силы трения в подшипниках колеса. На практике движущая сила многократно превышает силу трения, поскольку ветряной двигатель приводит в действие тяжелые каменные жернова мельницы (или, добавим, выполняет другую полезную работу, например, выкачивает воду). Во-вторых, ветряное колесо должно быть хорошо уравновешено, чтобы при его вращении не возникали силы, стремящиеся разрушить колесо. В-третьих, необходим какой-нибудь механизм улавливания направления ветра. Небольшие по размерам ветряки устанавливали на поворотное основание, снабженное длинным рычагом. Когда ветер менял направление, мельницу попросту разворачивали при помощи этого рычага, располагая лопасти колеса перпендикулярно набегающему воздушному потоку.

При сооружении водяного колеса необходимо соблюдение, практически, тех же самых условий. Разве что упраздняется механизм ориентации колеса, поскольку водяной поток имеет постоянное направление. Простые, остроумные устройства, но как же непросто было правильно рассчитать и изготовить первые ветряные и водяные двигатели, не имея перед глазами каких-либо прототипов.

Ветряные мельницы не сразу стали такими, какими мы их видим на полях Эстонии, Голландии и других стран. Первые египетские мельницы снабжались не крыльчатым, а барабанным колесом. Лопасти устанавливались вертикально на плоскости колеса. Этот двигатель работал при любом направлении ветра, но был не так эффективен, как двигатель с крыльчатым колесом. Поверхность лопастей ветряного колеса, расположение оси которого совпадает с направлением ветра, полностью обдувается потоком воздуха, поэтому сила вращения колеса значительно больше. Крыльчатое колесо начинает работать при ветре небольшой силы, а барабанное колесо работает только при сильном ветре. И все же ветряные мельницы с крыльчатыми колесами появились только в 7 веке нашей эры в Персии.

Что касается водяного двигателя, то его конструкция оставалась неизменной на протяжении тысяч лет. Для приведения во вращение водяному колесу необходим водяной поток постоянной силы, поэтому при строительстве водяной мельницы перегораживалось русло небольшой реки или ручья и устраивалась запруда. Накопившуюся в запруде воду отводили при помощи лотка – поток воды падал на горизонтально расположенные лопасти колеса и приводил колесо в движение. Недостатком водяного двигателя была его зависимость от воды. Построить водяную мельницу можно было только у реки.

Мы постоянно говорим о мельницах. Действительно, первые ветряные и водяные двигатели применялись именно на мельницах. Измельчение зерна в муку, да еще в больших количествах, дело трудоемкое. Много ли зерна можно смолоть в ступе или при помощи ручного жернова? С укрупнением сельскохозяйственного производства, то есть с появлением больших плантаций пшеницы, ячменя и других зерновых культур, возникла потребность в механизированных мельницах. Приводимая водяным или ветряным колесом мельница могла работать круглосуточно и не нуждалась в большом количестве рабочей силы. Перемолотое в муку зерно удобней было хранить и перевозить на большие расстояния – мука занимала меньше места в мешках и кувшинах, лучше сохранялась и воспринималась покупателями не как сырье, а как готовый продукт. Стоимость муки была выше стоимости зерна, торговать мукой было выгодно.

Рабочими элементами ветряной или водяной мельницы «классического» (или барабанного) типа были каменные колеса-жернова. Нижний камень оставался неподвижным, верхний вращался ветряным или водяным колесом. Зерно подавалось по желобу в зазор между камнями и растиралось жерновами в муку. Есть и другие типы мельниц – роликовые, вибрационные, молотковые, струйные, но все они были изобретены гораздо позднее (к примеру, струйные мельницы, в которых зерно измельчается потоком воздуха, изобретение нашего времени).

Водяные и ветряные мельницы просуществовали вплоть до начала 20 века, когда их окончательно вытеснили мельницы с электроприводом. Впрочем, в Голландии, где ветряных мельниц огромное количество, они служат до сих пор в качестве… жилья. Да, ветряные колеса голландских мельниц не производят никакой работы. А в аккуратных деревянных башенках живут люди. Эти своеобразные дома выглядят как классические мельницы, но обставлены и оборудованы по последнему слову техники и очень комфортабельны. Чтобы получить право пожить в такой мельнице несколько лет, нужно заплатить немалые деньги и выстоять длинную очередь. И все равно количество желающих поселиться в старинных мельницах с каждым голом растет.

Любопытная подробность – голландские ветряные мельницы на самом деле никакие не мельницы и никогда ими не были. Ветряные колеса приводили в движение насосы, откачивающие избыток воды. Голландия – страна многочисленных каналов и отвоеванной у моря земли. Чтобы предотвратить наводнения, воду откачивают и направляют в водоотводные каналы. Хотя само понятие «ветряная мельница» у нас ассоциируется с образом голландского ветряка, верно?

Вот вам и еще одно применение ветряного двигателя – откачивание воды. В ирригационной системе Нила подобные устройства — ветряки, приводившие водяные насосы с винтом Архимеда – применялись достаточно широко. При помощи этих насосов осушались болота, вода подавалась по оросительным каналам на поля и по акведукам для всеобщего потребления в города.

Водяное колесо было использовано для привода генератора самой первой гидроэлектростанции. Правда, само колесо при этом претерпело серьезные изменения. Оно превратилось в турбину – колесо, лопасти которого заключены в специальную трубу, повышающие коэффициент полезного действия. Так что мы можем сказать – водяное колесо применяется до сих пор и весьма успешно. Любая гидроэлектростанция, основной источник электроэнергии в современном мире, приводится в действие гидротурбиной, потомком классического водяного колеса.

И водяное, и ветряное колесо можно считать едва ли ни самыми практичными двигателями, поскольку они не требуют никаких эксплуатационных затрат. К примеру, двигатель внутреннего сгорания, установленный на автомобиле, тепловозе, на морском или речном судне требует постоянной заправки жидким топливом. Газотурбинный двигатель самолета и турбины теплоэлектростанций работают на керосине или мазуте. Паровые двигатели нуждаются в твердом топливе – в дровах или угле. А двигателям, использующим природные силы – водяному и ветряному – топливо не требуется вообще.

Использовать водяной двигатель на транспорте невозможно в принципе. Но для выработки ограниченного количества электроэнергии для частных нужд – почему бы и нет? Некоторые компании, специализирующиеся на выпуске средств малой механизации, садовой и дачной техники, производят миниатюрные гидротурбины. Если такую турбину опустить на дно ручья или реки, она будет вырабатывать электроэнергию, подзаряжающую аккумуляторы, от которых, в свою очередь, получают питание осветительные приборы и бытовая техника. Производительность мини-турбин невысока, но вполне достаточна, чтобы обеспечить электроэнергией небольшой дом, исследовательскую метеостанцию или геологическую базу.

Гораздо более широкое применение получили ветряные генераторы. Более того, именно с ветряными двигателями связывают будущее мировой энергетики – как с самым безопасным и самым экологически чистым источником электроэнергии. Для ветряного двигателя не нужны запруды, водохранилища, плотины и какое-либо изменение природного русла реки вообще. Ветряной двигатель не нуждается в топливе и не выбрасывает в атмосферу вредных веществ. Он может применяться и на транспорте – для зарядки аккумуляторов электромобилей, устранив угрозу глобального загрязнения атмосферы выхлопными газами.

Современный ветряной электрогенератор – это высокая металлическая мачта с трехлопастным винтом (хотя лопастей может быть и больше), установленным в поворотный корпус. Корпус винта снабжен простым флюгерным механизмом, который улавливает направление ветра и соответствующим образом поворачивает винт. Ось винта через угловой редуктор соединена с осью электрогенератора. При вращении винта вращается и ось генератора, в обмотках которого индуцируется электрический ток, заряжающий аккумуляторы ветряной электростанции. Аккумуляторы нужны для выравнивания напряжения в электрической сети, так как напряжение на выводах генератора может изменяться и зависит от частоты вращения ветряного винта, то есть от скорости ветра.

Недостатком ветряного электрогенератора является низкий коэффициент полезного действия. Для того чтобы получить большое количество энергии, сравнимое с энергией гидроэлектростанции средней мощности, необходимо установить тысячи ветряков. А увеличивать размер лопастей и, соответственно, мощность генератора, можно лишь до определенного предела, после которого сооружение ветряка становится непомерно дорогим. Поэтому ветряные электрогенераторы применяются пока только в экспериментальных целях и для электроснабжения небольших населенных пунктов в горной местности, где достаточно сильные ветры дуют круглый год.

Пирамиды

Рубрика: (Как рождались технологии, Путешествия) | Автор: moderator | Дата: 20-06-2014

Метки: , , , ,

Величественные культовые сооружения Древнего Египта – пирамиды. Во все времена они будоражили воображение людей, поражая грандиозными размерами и легендами о несметных богатствах, хранящихся в недрах пирамид. В древности египетские пирамиды считались одним из Семи чудес света.

Пирамиды – усыпальницы египетских фараонов. Они расположены близ города Эль-Гиза на левом берегу Нила, поскольку по верованиям египтян царство мертвых располагается на Западе. Пирамиды окружал город мертвых с многочисленными захоронениями и храмами. В больших пирамидах покоились сами фараоны, в пирамидах меньших размеров – члены их семей и приближенные.

Великие пирамиды возведены в 28-26 веках до нашей эры. Самая большая пирамида принадлежит фараону Хеопсу (27 век). Вторая по величине — пирамида Хефрена (конец 27 – начало 26 века). Третья – пирамида Менкаура (26 век до нашей эры).

Известно имя архитектора, спроектировавшего и построившего пирамиду Хеопса – Хемиун. В свободное от сельскохозяйственных работ время пирамиду строило все население Древнего Египта. Мастерство древнего зодчего и усилия египетских строителей можно оценить по размерам и особенностям устройства самой большой пирамиды. На ее строительство ушло 2 миллиона 300 тысяч каменных блоков весом 2,5 тонны каждый. Высота пирамиды 147 метров (сегодня из-за разрушений несколько меньше), а длина каждой стороны основания 232 метра. Для крепления блоков какой-либо раствор не использовался. Блоки шлифовались и подгонялись так, что между ними не проходит даже лезвие ножа.

На пирамиде Хеопса можно увидеть остатки облицовки из полированного известняка. В древности вершины пирамид были покрыты медными листами, блиставшими в лучах солнца. Форма пирамид была строго выверена по углам наклона граней. При этом стороны пирамиды строго ориентированы по частям света. Внутри пирамид, прямо над усыпальницами, сооружены пять разгрузочных помещений, призванных компенсировать огромную нагрузку на перекрытия. Кроме усыпальницы фараона и разгрузочных помещений пирамиды имеют множество коридоров, проходов и различных камер.

Особого упоминания достойны ловушки и секреты пирамид. Входы в коридоры и галереи были тщательно замаскированы, по всем помещениям расставлено множество ловушек, при помощи которых фараоны стремились уберечь свои усыпальницы от разграбления. Тем не менее, все пирамиды, были разграблены еще в древности. Ученые считают, что это дело рук самих строителей или людей, которые знали секреты пирамид от тех, кто возводил эти гигантские сооружения. А захоронение Тутанхамона, открытое и исследованное в двадцатые годы прошлого века, показало, какие несметные сокровища хранились в древних пирамидах.

Египетские пирамиды не только памятник архитектуры, но и неопровержимое свидетельство жестокости египетских фараонов. Бессмысленность грандиозного строительства отмечали уже древние греки и римляне. Возведение пирамид  требовало огромных материальных и человеческих ресурсов. Иногда за окончанием строительства и захоронением в пирамиде самого фараона следовали народные волнения, государственные перевороты, войны. Тем не менее, каждый последующий фараон считал своим долгом построить собственную пирамиду (предварительно разрушив пирамиду предшественника).

Удивительны исторические совпадения. Пирамиды возводились не только в Египте, но и в Древней Америке (в конце первого тысячелетия до нашей эры). Причем техника, в которой выполнены американские пирамиды, удивительно напоминает технику строительства самых старых египетских пирамид. И те, и другие относятся к четырехгранным ступенчатым пирамидам — стилобатам. И те, и другие имеют сложное устройство и ориентированы по сторонам света. Правда, назначение американских пирамид было иным. Это были не усыпальницы, а храмы, в которых проводились культовые обряды. Американские пирамиды расположены на территории современных стран — Мексики, Гватемалы, Гондураса и Перу.

В связи с этим возникает вопрос – почему американские пирамиды так похожи на пирамиды египетские? Совпадение ли это на самом деле или свидетельство того, что американские индейцы и жители Древнего Египта общались между собой? В таком случае – кто же на самом деле открыл Америку?!

Нет, конечно. Индейцы и египтяне не подозревали о существовании друг друга и общаться не могли. Возможно, строители перуанских пирамид ничего не знали и о пирамидах Мексики, поскольку эти народы разделяли тысячи километров непроходимых лесов и века, в которых существовали эти цивилизации. Дело, скорее всего, в неких общих закономерностях развития человеческого общества. Языческие культы древности основывались на страхе людей перед силами природы. Страх побуждал слепое поклонение, задабривание вершащих судьбы людей богов. Чем выше, чем грандиозней культовое сооружение, тем выше вероятность того, что боги смилостивятся и пошлют людям хороший урожай, оградят от набегов кровожадных соседей, уберегут от болезней и разгула стихий.

И все же египетским пирамидам есть внятное объяснение – гордыня и жадность фараонов. А мотивы, по которым были построены американские пирамиды, до конца не ясны. Существовали же цивилизации, которые обходились без строительства пирамид, почему же без этих бесполезных гигантов не могли обойтись майя? С другой стороны пример города Мачу-Пикчу, одного из самых загадочных городов планеты, говорит о том, что иногда люди совершают и более труднообъяснимые подвиги, чем строительство пирамид. Этот город находится на территории Древнего Перу, построен инками в 15-16 веке и тогда же ими покинут. Пустой город, простоявший столетия в малодоступной высокогорной области. Ни воды, ни пищи поблизости нет. Жить в Мачу-Пикчу совершенно невозможно.

Вернемся к пирамидам. Вокруг египетских пирамид существует множество легенд и самых настоящих научных загадок. Одна из них – влияние магнитного поля Земли на пирамиду. Каким-то невыясненным до сих пор образом сориентированная по сторонам света пирамида способна сохранять помещенные вовнутрь ее предметы.

Можно провести простой и достаточно известный опыт. Если склеить из картона (либо тонкой фанеры – тип материала в данном случае значения не имеет) небольшую полую пирамидку, установить ее при помощи компаса точно по сторонам света (каждая из сторон расположена строго на север, юг, запад и восток), то помещенная вовнутрь пирамидки железная пластинка не заржавеет, бритвенное лезвие не затупится, вода останется свежей. Так это или нет, следует проверить опытным путем. У меня, к примеру, ничего не получилось — лезвие не затупилось, поскольку оно никак не использовалось, но железная пластинка благополучно заржавела. С водой я экспериментировать не решился (не все мифы нуждаются в опровержениях).

Другой «фокус» – точность расчетов древних архитекторов. Угол наклона сторон пирамиды Хеопса рассчитан таким образом, что высота сооружения равна радиусу окружности, в которую вписывается основание пирамиды.  Возникает вопрос – почему выбраны именно эти пропорции? Что они определяют, если правильность формы пирамиды трудно оценить даже с борта самолета (окружность-то, в которую вписывается основание, воображаемая)? И не здесь ли кроется секрет чудесных свойств пирамиды, способной сохранять предметы (но так, к слову, и не сохранившей – если говорить о пирамиде Хеопса) на протяжении тысяч лет?

Кто знает, кто знает… Проверить невозможно. Хотя, обратите внимание – крыши многих домов выполнены четырехскатными, то есть пирамидальными. Лучше ли они двускатных или плоских крыш? Нет, крыши, как крыши. Ну, разве что на небольших домах они выглядят необыкновенно красивыми и как-то по-особенному уютными.

Так же, наверное, следует относиться и к пирамидам — как к памятникам седой истории и как к удивительно совершенным созданиям рук человеческих. Они прекрасны уже тем, что смотреть на них приходится, задрав голову. Огромная желтая пирамида на фоне бескрайнего голубого неба. Вечность на фоне вечности.

Орудия труда

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 28-03-2014

Метки: , , , ,

До сих пор неизвестно, когда человекообразная обезьяна превратилась в человека. Далекие предки человека жили на планете более двух миллионов лет назад. Но как узнать, были ли они уже людьми, или оставались животными, обладающими лишь зачатками рассудочной деятельности?

Считается, что главными признаками, отличающими человека от животных,  являются прямохождение и применение орудий труда. Однако в природе встречается и то, и другое, причем не только у высокоорганизованных приматов.

Взять, к примеру, суслика – обычного полевого грызуна,  в обилии расплодившегося в южных регионах нашей страны. Когда суслик чувствует  опасность, он становится на задние лапки. И стоит столбиком, пытаясь предугадать, что за животное приближается к нему.

На задние лапы становится медведь, особенно в состоянии агрессии. То же проделывают и самые разнообразные виды хищных млекопитающих. На задних лапах передвигаются некоторые пресмыкающиеся (гекконы), грызуны (в частности, тушканчики, обитающие в пустынях), сумчатые (австралийские кенгуру).

Наконец, прямохождение можно наблюдать у приматов – шимпанзе, горилл и некоторых других видов.  Однако нам и в голову не приходит считать их на этом основании людьми (не говоря уже о кенгуру и тушканчиках).

Примерно так же обстоит дело и с применением орудий труда.

Прежде всего — что считать орудиями? Палка-копалка, которую предки человека использовали при поисках съедобных корней, это орудие труда? Казалось бы – да. Но примерно такую же палку используют и обезьяны. И не только обезьяны, но и совсем примитивные по сравнению с человеком животные, например, птицы.

Некоторые виды насекомоядных птиц используют обломки веточек для добычи насекомых из расселин и трещин на стволах деревьев. Ворона разбивает скорлупу птичьих яиц камнем. Человекообразные обезьяны палкой сбивают с деревьев плоды, а камнем раскалывают ореховую скорлупу. Более того, применение примитивных орудий можно обнаружить даже у насекомых.

И, тем не менее, орудия труда сыграли ключевую роль в становлении человеческого разума. Ни одно животное не способно воспользоваться каким-либо орудием труда, чтобы с его помощью изготовить другое орудие. Когда-то, в начале раннего палеолита, прачеловек взял в руки камень и обтесал им палку, которую затем использовал для разрыхления земли или, опять же, сбивания высоко расположенного плода. Именно в этот момент наш далекий предок перешагнул грань, отделяющую его от человека. Он научился мыслить ассоциативно, разглядев в бесформенной палке будущий инструмент.

Орудия труда самое убедительное доказательство рассудочной деятельности далеких предков человека разумного. Именно они указывают палеонтологам и археологам на то, что обнаруженные в земле останки принадлежат человеку, а не животному. Хотя наличие в древнейших захоронениях примитивных орудий еще не свидетельствует о том, что учеными найдены артефакты (предметы) исчезнувшей цивилизации. Человеческая цивилизация начинается там, где начинается искусство – рисунок, украшение, каменная табличка с надписью. Там где начинается речь и письменность. Орудиями же труда древнейшие люди пользовались еще тогда, когда не умели связно общаться между собой.

Какие орудия были самыми первыми? Разного рода палки для раскапывания корней растений и нор животных. Острые камни, использовавшиеся предками современного человека для изготовления этих палок, разделывания туш убитых животных, а затем и для изготовления из шкур одежды. Заостренные копья с наконечниками и без — для охоты на животных и защиты от хищников.

Особым материалом были, по всей видимости, кости животных и рыб. Костяной наконечник придавал копью большую эффективность – утяжеленное копье дальше летело, а острый наконечник лучше поражал животное.

Обнаружить в отложениях древнейшее орудие труда необычайно редкая удача. Дерево, из которого были изготовлены первые орудия, очень недолговечно. Костяные наконечники, как органический материал, тоже подвержены разложению. И то, и другое сохранилось лишь в виде окаменелостей. А каменные орудия, особенно самые ранние, трудно отличить от необработанной природной гальки.

Хороший археолог тем и отличается от обычного человека, что в самых простых предметах способен разглядеть свидетельства истории. Поиски следов деятельности древнейшего человека затруднены еще и малочисленностью населения Земли в доисторическое время. Подумать только, современный пятидесятитысячный городок по числу жителей с лихвой перекрывает все человечество, обитавшее сорок тысяч лет назад на территории Африки и юга Европы. При этом поселения наших далеких предков были настолько удалены друг от друга, что развитие человеческого сообщества проходило в них автономно. Тем удивительней синхронность, с которой древнейшие люди совершали свои непростые открытия.

Колесо

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 07-02-2014

Метки: , , , ,

Как вы думаете – сколько лет колесу? В отличие от других великих открытий человечества, возраст колеса известен более-менее точно. Хотя, что значит – известен? Мы знаем лишь приблизительный возраст новейших археологических находок. А это вовсе не означает, что спустя некоторое время мы не обнаружим другую находку, которая окажется еще старше.

И, тем не менее, возраст самого старого в истории  человечества колеса известен. Самое древнее колесо в истории человечества найдено недавно в Словении. Этому колесу от 5350 до 5100 лет. Оно не менее чем на сто лет старше древнейших колес, найденных в Германии и в Швейцарии. Словенское колесо изготовлено из древесины ясеня и дуба. Его радиус составляет 70 сантиметров (не такое уж маленькое оказалось колесико!), а ширина 10 сантиметров.

Ранее считалось, что колесо было изобретено в Древнем Востоке около 4 тысяч лет назад. Так что благодаря последним археологическим находкам колесо «слегка возмужало».

Если говорить серьезно, то история изобретения колеса дает ответ на многие загадки. Во всяком случае, мы теперь знаем, почему некоторые народы, например, американские индейцы, не использовали колеса. Да потому что заселение американских континентов произошло задолго до изобретения колеса. Берингов пролив (когда он был еще не проливом, а сухопутным перешейком) древнейшие предки индейских племен преодолели около двадцати тысяч лет назад. Находясь в изоляции, они развивались автономно и до изобретения колеса попросту не дошли. Как не дошли, скажем, до приручения лошади (и не могли дойти, поскольку дикая лошадь на территории Америки вымерла более пяти тысяч лет назад). Зато домашнюю собаку использовали, поскольку вывезли это древнейшее знание с территории своей прародины – Старого Света.

И все же удивительно, что такая элементарная вещь, как колесо, была известна не всему человечеству, а лишь его относительно небольшой части.

Впрочем, изобретение колеса не покажется таким простым, если попробовать отыскать в природе его прототип. У любого древнего инструмента есть природные аналоги – у палки-копалки, у каменного топора, у ножа. К примеру, игла – это острая кость рыбы. Копье – бамбуковый ствол. Лук – гибкая ветвь кустарника.

У колеса же природного аналога нет. Даже применение поваленных деревьев в качестве роликов для перемещения огромных каменных глыб, которые индейцы использовали для строительства своих грандиозных пирамид, не навело их на мысль изготовить из тех же стволов колесо.

Первое колесо, что доказывает находка в Словении (косвенно, поскольку словенское колесо оказалось составным из разных пород древесины), было срезом деревянного бревна. Просверлив в центре деревянного круга отверстие и приладив ось, древние люди и получили колесо.

Среди древних находок попадаются колеса, изготовленные из различных материалов. Чаще всего – из дерева, камня и глины. Деревянные колеса использовались в транспортных средствах – ручных тачках и гужевых повозках. Каменные колеса применялись в качестве жерновов для измельчения зерна в муку. Глиняные колеса дошли до наших времен в виде разного рода статуэток, игрушек, украшений. Благодаря глиняным фигуркам мы можем представить себе, как выглядели древние повозки и колесницы.

Изобретение колеса открыло дорогу производственным технологиям. Одна из древнейших технологий – земледелие. В засушливых районах Древнего Египта оно немыслимо без ирригации – технологии искусственного орошения почвы. Чтобы посевы не высохли, по всей долине реки Нил были устроены водоподъемники – большие колеса с прикрепленными к ним емкостями для воды.

В отличие от египтян и народов Древней Азии, населяющие Америку майя ирригации не знали. Они занимались подсечно-огневым земледелием и попросту бросали свои поселения, когда почва вокруг городов истощалась. Возможно, это и стало причиной исчезновения некоторых древних индейских цивилизаций еще до открытия Америки Колумбом.

Полученный урожай зерновых надо было переработать в пищевые продукты. То есть смолоть зерно в муку, из которой затем выпечь хлеб. Зерно перемалывалось между каменными колесами-жерновами. Примитивные мельницы приводились в действие силами рабов или тягловых животных. Но позже появились водяные мельницы, в которых жернова приводились в действие силой потока воды.

Другая древняя технология – производство глиняной посуды. Чтобы из сырой заготовки получить симметричный кувшин, глиняный ком устанавливали на плоскость каменного круга. Круг (колесо) вращали, руками формируя из глиняного сырья кувшин или чашу.

Долина Нила и других великих рек постепенно заселялась людьми. Развивалось производство, возникла торговля. Чтобы эффективно торговать, городам был необходим транспорт. Так возникла еще одна технология – транспортная. Запряженные волами или лошадьми колесные повозки позволяли перевозить товары на большие расстояния, связывая тем самым древние города.

Не обошлись без применения колеса и военные технологии. Боевая колесница стала мощным и грозным наступательным оружием. Тяжелые метательные машины – катапульты и баллисты, установленные на колесное основание, позволили войскам штурмовать неприятельские крепости.

Особое место колесо занимает в строительстве и морском деле. Применение колесных блоков позволило поднимать на большую высоту тяжелые строительные элементы. Первые подъемные машины представляли собой систему из веревок, перекинутых через колесные блоки. Чтобы поднять груз на определенную высоту при помощи веревки, переброшенной через блок, приходилось вдвое больше перехватывать саму веревку, но при этом усилие, прилагаемое к веревке, было тоже вдвое меньше. Элементарный физический закон, обуславливающий свойства блока, древним был еще неизвестен, но применению этого приспособления это не препятствовало.

Такими же блоками снабжались паруса кораблей, на которых мореплаватели далекого прошлого открывали неведомые земли. Сочетание канатов – вант, и блоков (не только, кстати, колесных, но и в виде дощечек с прорезями, усиливающих трение веревок о блок и препятствующих самопроизвольному развертыванию паруса) позволило усложнить оснащение кораблей. На смену прямым парусам, действующим только при попутном ветре, пришли косые паруса (они еще называются латинскими), действующим при боковом и даже при встречном ветре.

Колесные блоки способствовали развитию мореходных качеств кораблей. Благодаря блокам матросы могли управляться с парусами большей площади, следовательно, появился смысл строить корабли больших размеров, способных выдержать длительное плавание в неспокойном море.

История изобретения и применения колеса дает ответ и на такой неожиданный вопрос – почему Америку открыли именно европейцы, а не наоборот? Почему американские индейцы не стали первооткрывателями  Европы? Наверное, потому, что уровень их технологий, в которых не было места одной из основополагающих составляющих – колесу, не позволил им достичь соответствующего уровня развития цивилизации.

Акваланг

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 31-01-2014

Метки: , , , , ,

Для человека водная стихия – то же самое что для птицы стихия воздушная. Только в воде человек может свободно парить, двигаться в любом направлении, взлетать и опускаться, как ему вздумается.

Но есть одно существенное отличие – птица в воздухе может дышать, а человек в воде дышать не способен. Плавание же на борту подводной лодки можно сравнить с полетом на борту самолета. Вроде бы и летишь, но только по воле летчика. И полет на самом деле оказывается вовсе не свободным.

Первым индивидуальным дыхательным аппаратом для подводного плавания можно считать овечий бурдюк – мех из-под вина. Его изобретатель Леонардо да Винчи. Правда, практическое использование меха ограничивается минутами. Для длительного плавания объем меха должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить легкие ныряльщика кислородом. Больше воздуха – больше объем меха. Больше объем меха – больше положительная плавучесть, выталкивающая человека на поверхность воды. Следовательно, для спуска на большие глубины и для длительного погружения ныряльщик должен надеть на себя дополнительный груз, который компенсирует положительную плавучесть меха. Мех объемом в один кубический метр обеспечит ныряльщика воздухом минут на десять свободного плавания под водой. При этом пловцу придется надеть на себя компенсирующий выталкивающую силу груз весом… в одну тонну!

Проблема была решена с изобретением подводного дыхательного аппарата, в котором использовался металлический баллон со сжатым воздухом. Баллон обладал небольшой отрицательной плавучестью, поэтому дыхательный аппарат не мешал погружению, а будучи сброшенным – шел ко дну. Если учитывать то обстоятельство, что чаще всего дыхательный аппарат использовался для военной диверсионной деятельности, то обстоятельство весьма важное – всплывший дыхательный аппарат выдал бы присутствие ныряльщика.

Подводный дыхательный аппарат был изобретен в 1865 году французами – горным инженером Рукейролем и лейтенантом военно-морского флота Денейрузом. Заметим – это был первый дыхательный аппарат, позволявший свободно плавать под водой, но не первый подводный аппарат вообще. На флоте давно использовался древний колокол (перевернутая бочка) и тяжелый водолазный костюм. Воздух в этот костюм, который используется до сих пор, нагнетается по шлангу с поверхности. Излишек воздуха стравливается самим водолазом через клапан на медном шлеме. Костюм сшит из плотной водонепроницаемой ткани, что позволяет водолазу работать в шерстяной одежде, спасающей от переохлаждения. Внутри костюма всегда присутствует воздух, которым водолаз дышит. Для компенсации положительной плавучести костюм снабжен тяжелыми башмаками и поясным грузом.

Баллонный аппарат Рукейроля-Денейруза позволял обойтись как без  костюма (в холодной воде можно было надеть прорезиненный костюм «мокрого» типа), так и без шланга подачи воздуха с поверхности. Для уравнивания давления подаваемого из баллона воздуха и внешнего давления воды аппарат был снабжен регулирующим клапаном. Добавим, что спустя четыре года после изобретения дыхательного аппарата Жюль Верн описал подобную конструкцию в книге «20000 лье под водой». Читатели восприняли дыхательный аппарат капитана Немо как гениальное предсказание фантаста, а устройство, между тем, давно и с успехом использовалось ныряльщиками.

Дыхательный аппарат Рукейроля-Денейруза применялся до 1943 года, пока замечательный исследователь моря, а в то время офицер военно-морского флота Жак Ив Кусто (1910-1997) и его товарищ Эмиль Ганьян не изобрели акваланг. Причем конструкцию разработал Кусто, а главный узел – двухступенчатый редуктор – изготовил Ганьян.

Недостатков у традиционного дыхательного аппарата было два. Регулировочный клапан не работал с баллонами высокого давления. Предельное давление закачанного в баллон воздуха не превышало 10 атмосфер. То есть 12-литровый баллон содержал 120 литров воздуха, что хватало всего на несколько десятков минут подводного плавания.

Второй и главный недостаток заключался в том, что автоматический регулировочный клапан работал только в том случае, если располагался выше пловца. Стоило ныряльщику перевернуться на спину, как клапан прекращал подачу воздуха. Это обстоятельство приходилось учитывать и при изменении положения тела задерживать дыхание.

Кусто изменил конструкцию регулировочного клапана, разделив его на две части – понижающий давление редуктор и собственно регулировочный клапан (легочный автомат). Редуктор, как и в прежней конструкции, устанавливался непосредственно на баллон. В его задачу входило снижать давление сжатого воздуха до рабочего значения в 5-10 атмосфер. Это позволило поднять давление в баллоне до 150, 200, а затем и до 300 атмосфер. Стандартный 12-литровый баллон вмещал 3600 литров воздуха, которого хватало на четыре часа свободного плавания! Регулировочный клапан измененной конструкции был перенесен к загубнику. Благодаря этому подача воздуха не прерывалась при любом положении пловца.

Акваланг Кусто-Ганьяна полностью оправдал свое название (смешанное латино-английское слово «акваланг» в буквальном переводе означает «водяное легкое»). Его применение в вооруженных силах привело к созданию мобильных диверсионных групп, которые даже сегодня называются «морскими дьяволами», поскольку эффективной защиты от них не существует.

Ну, а в мирной жизни, и это гораздо существенней, акваланг открыл человеку подводный мир и создал интереснейший вид спорта – дайвинг. В сочетании с защитной маской, дыхательной трубкой (ее используют при плавании у поверхности лицом вниз для экономии воздуха в баллоне) и ластами акваланг позволяет путешествовать по подводному миру, фотографировать, снимать жизнь морских животных на видеопленку, наслаждаться свободным «полетом» в водной стихии. Все, что угодно, только не охотиться. Подводная охота с аквалангом запрещена во всем мире, поскольку ставит человека и морских животных в слишком неравные условия. Редкий (увы!) случай разумного обращения с живой природой.

Акваланг не единственное изобретение Жака Ива Кусто. После окончания войны Кусто задается целью – попытаться обжить морские глубины. Он решает построить под водой целый город, в котором могли бы жить люди. Представляете – свободно плавать, соприкасаться с обитателями моря. Затем отправляться в подводные дома и вести привычный для нас образ жизни – отдыхать, читать, смотреть телевизор. И у Кусто это получилось!

В 1950 году пивной магнат Гиннес приобретает для Кусто списанный минный тральщик и оплачивает работы по переоборудованию судна. Любопытная подробность – Гиннес потребовал, чтобы его имя осталось в тайне. И Кусто выполнил данное обещание, инкогнито  мецената было раскрыто только после смерти исследователя. После капитального ремонта корабль получил имя «Калипсо».

В конце 50-х – начале 60-х годов Кусто организует несколько экспедиций, в ходе которых возводит на дне Красного моря подводные поселения. Члены команды и сам капитан живут в подводных домах неделями. Они исследуют животный мир тропического моря, снимают серию интереснейших фильмов.

Надо сказать, что Кусто был очень разносторонним человеком. Он снял огромное количество прекрасных фильмов и написал много увлекательнейших книг о подводном мире. Причем первый фильм -  «Затонувшие суда» — снят Кусто еще в 1944 году. Книга «Мир безмолвия», написанная им в середине 50-х годов стал мировым бестселлером, а фильм, снятый по этой книге, в 1957 году удостоился «Золотой пальмовой ветви» – главного приза Каннского кинофестиваля.

Для подводных исследований Жак Ив Кусто создает множество оригинальных аппаратов и устройств. В их числе мягкие и жесткие подводные дома, миниатюрная подводная лодка «Дениз» (знаменитое «ныряющее блюдце»), декомпрессионная барокамера и, наконец, судно «Алкиона» с воздушным роторным движителем. Кусто занимает пост директора Монакского океанографического музея, занимается исследованием жизни китов, исследует животный мир Амазонки, Нила, Каспийского моря, Мадагаскара, Большого Барьерного Рифа, побережья Кубы.

Энергии, светлой голове, таланту и смелости этого человека можно только позавидовать. Последние годы жизни великий исследователь Мирового океана капитан Кусто посвятил борьбе за сохранение окружающей среды.

Магнитные и смарткарты — от электронных денег до электронных документов

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 09-12-2013

Метки: , , , ,

Ещё одно остроумное и очень полезное изобретение, которое подарил нам ХХ век – пластиковые карты. Появившись в качестве универсального платёжного средства, пластиковая карта (кредитная или дебетовая) во второй половине столетия  приобрела иную, гораздо большую функциональность. И впереди у неё блестящее будущее. Но – вернёмся к истории.

Датой рождения электронных денег считается 1918 год, когда Федеральный Резервный Банк США впервые в истории перевел при помощи телеграфа некую сумму денег. С этого момента телеграфный перевод стал понемногу входить в повседневную жизнь людей, но настоящие события были ещё впереди.

В 1939 году американский изобретатель Лютер Джордж Симиян изобрёл первый банкомат – устройство для обналичивания денег по чеку. Симиян основал компанию «Ситигруп», которая должна была заниматься распространением банкоматов, но через полгода идея провалилась – банки заявили, что банкоматы не пользуются успехом у клиентов.

В 1949 году основатель компании «Дайнерс клаб» Фрэнк МакНамара, в то время глава «Гамильтон Кредит Корпорейшн», придумал кредитную карту особого образца. Дело в том, что кредитные карточки и книжки были широко распространены в США ещё с начала 30-х годов. С большим размахом их применяли бензозаправочные станции и  универсальные магазины. Но эти карты и книжки были уникальны. Потребителю, посещающему разные заведения, приходилось носить с собой кучу разных карточек. Изобретение МакНамары заключалось в том, что он придумал универсальную кредитную карту, которой можно было расплачиваться во множестве различных ресторанов и магазинов. Первой платёжной системой и стала «Дайнерс клаб», основанная в 1950 году. Первые карточки были лишь кусочком бумаги со списком из 14 ресторанов на обороте. Но это было лишь начало.

В 1968 – 1973 годах банкоматы были изобретены повторно, сразу тремя изобретателями и уже в том виде, в котором мы знаем их сегодня. Имена изобретателей – Дон Ветцель, Том Барнс и Джордж Честейн. Первый банкомат был установлен в Химическом банке в Нью-Йорке. Но, поскольку компьютерных сетей ещё не было, банкоматом разрешалось пользоваться только проверенным клиентам. Вместе с банкоматом Ветцель, Барнс и Честейн изобрели карты для банкоматов, карты с магнитной полосой и персональный код владельца магнитной карты.

Наконец, в 1974 году в США была изобретена смарт-карта – пластиковая карточка со встроенным микропроцессором и электронной памятью небольшого объёма (её изобретатель Роланд Морено). Но первая работающая смарт-карта была выпущена только спустя несколько лет. Она была слишком дорогой в производстве и себя явно не оправдывала. Прорыв произошёл в 1978 году, когда началось масштабное производство смарт-карт нового поколения.

Такова краткая история изобретения и внедрения в повседневную жизнь электронных денег. Магнитная карточка позволяет её обладателю расплачиваться за услуги и покупки, не имея в кармане наличных денег. Более того, даже если на банковском счету денег нет, но обладатель карты регулярно пополняет свой счёт и не допускает накопления большой задолженности, карты определённого типа – кредитные – позволяют совершать покупки и вовсе без денег, под гарантии будущих поступлений денег на счёт владельца карты.

Электронные деньги упрощают расчёты и денежное обращение. Сегодня в развитых странах мира наличными деньгами оплачивается только треть всех совершаемых сделок (оплата услуг, приобретения и так далее), и две трети – посредством электронных платёжных систем.

Однако, пластиковая карта – это не только электронные деньги. Настоящее и будущее за смарт-картами (об этом очень убедительно рассказал в своей книге «Дорога в будущее» сам Билл Гейтс, человек, которому трудно не поверить). Уже сегодня смарт-карты используются в некоторых странах в качестве удостоверений личности. В память карты внесены паспортные данные, которые могут быть считаны и внесены в компьютер для сравнения с базой данных на центральном компьютере. Внешне карточка напоминает обычный документ – с цветной фотографией, подписью владельца, именем и фамилией.

Смарт-карты применяются в качестве водительского удостоверения, карты платёжных систем. Причём в память карты автоматически вносится оперативная информация – в водительское удостоверение информация о нарушениях правил дорожного движения, а в платёжную карту – о проведённых сделках. Благодаря этому со смарт-карты можно получить всю необходимую информацию без возни с кипой банковских бумаг, штрафных квитанций или протоколов.

Но это сегодня. А что завтра? В ближайшем будущем смарт-карты превратятся в универсальное удостоверение личности, платёжную карточку, хранилище самой разнообразной персональной информации. Пластиковая карта будет объединять в себе не только паспорт и водительское удостоверение, но и медицинские данные владельца – группу крови, сведения о хронических заболеваниях. Уже есть и практические разработки. Страны Европы, к примеру, уже в наше время вводят систему пластиковых смарт-карт — как паспортов для граждан других стран, что избавит туристов от неприятной процедуры снятия отпечатков пальцев, заполнения анкет, но при этом повысит уровень безопасности принимающих стран.

Правда, упомянутые предвидения Билла Гейтса относятся к 1995 году (когда была написана его книга). А время несколько изменило эту картину. Часть функций, которые должны были получить смарт-карты, перешли к другим электронным устройствам. В частности – к сотовым телефонам. Маленький и удобный сотовый телефон сегодня не только средство мобильной связи, но и те же электронные деньги (с их помощью можно оплачивать услуги), средство для заказа товаров и, опять же, услуг (например, билетов в кино или на поезд), инструмент для получения самой разнообразной информации (новостей, сводки погоды). Правда, сотовый телефон ещё не «научили» быть водительским удостоверением и паспортом. Но… может и не стоит?

Истинное будущее, как всегда, полно компромиссов. Оно не справа или слева, оно – посередине. Скорее всего, в будущем будут сосуществовать и простые карточки (как сейчас существуют карты для пополнения телефонного счёта), и магнитные (как нынешние карточки метро), и смарт-карты (как сейчас банковские кредитные и дебетовые карты самых различных платёжных систем), и иные системы электронных платежей, в том числе и посредством сотовых телефонов.

Одно из новых и очень любопытных применений смарт-карт – применение их в компьютерных системах. Речь о личной карточке пользователя, о своеобразном электронном ключе и накопителе в формате маленькой пластиковой карты. Подходишь к персональному компьютеру (к любому!), вставляешь её в считывающее устройство. Включаешь машину и – ты уже в «родной» среде, с полным набором привычных программ и данных. Словно это не чужой компьютер, а свой, домашний. Поработали, выключили машину, вытащили из считывателя карточку и… компьютер снова чужой и обезличенный. Словно и не было в нём ни наших программ, ни данных. Полная секретность, полная защита и полная гибкость. Потому что всё необходимое храниться в памяти нашей личной смарт-карты.

Проблемы, собственно, две. Первая — в персональных компьютерах пока нет считывателей смарт-карт (во всяком случае, далеко не во всех). Вторая – эта удивительная смарт-карта существует только в виде опытного образца. Но кто знает, чем обернётся эта любопытная идея?

Интернет — Глобальная коммуникационная сеть

Рубрика: (Компьютер на рабочем столе) | Автор: moderator | Дата: 05-12-2013

Метки: , , , ,

У главного изобретения ХХ века весьма расплывчатая внешность. Это не прибор, не устройство и даже не средство связи. Это целый комплекс устройств, соединённых между собой линиями связи. И имя ему – Интернет. Или Глобальная коммуникационная сеть, объединяющая все в мире компьютеры, которые, конечно, к этой Сети подключены.

Как устроен Интернет? (Кстати, это слово мужского рода, склоняется и пишется с заглавной буквы, так же, с заглавной же буквы, принято писать и все прочие названия Интернета). Проще всего сравнить его с паутиной, с ловчей сетью, которую плетут хищные пауки.

А Интернете нити паутины это «толстые» каналы связи, а соединительные узелки – серверы (центральные компьютеры, которые накапливают и упорядочивают передаваемую информацию). Если одна из паутинок (линий связи) разрывается, сигнал  от узелка-сервера идет обходными путями через другие узелки и паутинки. Собственно, он всегда идет иными путями, мы не можем даже узнать, какими именно. Сигнал сам находит свободный канал связи и направляется по нему. Поэтому соединение двух компьютеров, находящихся в соседних домах, через Интернет может производиться весьма замысловатым образом. Сигнал может идти через линии связи других городов и даже стран. И мы этого не заметим.

От каждого узелка отходят тысячи волосков. Волоски — это наш канал связи с сервером провайдера, с тем самым узелком. Наш канал «тонкий», это всего лишь телефонная линия (телевизионный кабель, беспроводной радиоканал сотовой связи и так далее). Поэтому скорость передачи информации по «паутине» достаточно велика, а по «волоскам» в десятки раз меньше. Одна из наиболее животрепещущих проблем Глобальной сети – увеличение пропускной способности «тонких» каналов (так называемая «проблема последней мили»). С её решением коммуникационная Сеть сможет заменить собой все ныне используемые типы связи – телевизионную вещательную, радиовещательную и телефонную сети. При этом способов реализации увеличения пропускной способности множество. Это и прокладка оптоволоконных или коаксиальных кабелей к каждому дому, разработка высокоэффективных алгоритмов компрессии информации, применение новых технологий уплотнения эфирных каналов связи (Интернет через сотовый телефон) и, между прочим, не только эфирных. Уже сегодня в некоторых городах России (в Москве в частности) мы можем использовать обычную телефонную линию и для высокоскоростного доступа в Интернет по технологии ADSL, и для подключения телевизора к кабельной системе доставки телесигнала. И это по обычной медной паре проводов! Существуют и совсем экзотические способы решения «проблемы последней мили». Это подключение к Интернету через… обычную электрическую сеть (в этом случае основной проблемой являются обмотки понижающих трансформаторов электрических подстанций, которые разрывают единую проводную цепь на отдельные участки, имеющие индукционную, но не физическую связь). Или спутниковый Интернет. В последнем случае исходящий сигнал (запроса на получение информации) идёт по любому самому низкоскоростному (например, телефонному) каналу, а основной информационный сигнал передаётся на компьютер с наземной станции через спутниковый ретранслятор и антенну (спутниковую тарелку) абонентского приёмника. Это называется несимметричным решением, которое давно применяется в тех местах, где проложить «толстые» линии связи невозможно – в небольших населённых пунктах, в дачных посёлках или отдельно стоящих домах. Ничто не мешает пользоваться спутниковым доступом и в городах, тем более что скоростной Интернет в российской провинции пока ещё редкость.

Вернёмся к нашей паутине. Каждый её волосок заканчивается маленьким утолщением. Это персональные компьютеры, подключенные к Интернету. У каждого компьютера свой почтовый адрес. Он нужен для того, чтобы электронное письмо попало именно к нам, а не к кому-нибудь другому. Адрес уникален, пишется только по-английски и состоит из четырех частей. Например, nikj@mail.ru — где «nikj» имя пользователя, «mail» – имя сервера или домен, «ru» – доменное расширение, указывающее, в какой зоне Интернета находится сервер. Расширение ru относится к российской зоне, de – к немецкой, ua – к украинской и так далее. Все доменные расширения распределены между разными странами. Что касается знака «@», то это обычный разделитель, предназначенный для того, чтобы адреса не были перепутаны. Этот значок называется «амперсанд». А мы называем его проще – «собачка», поскольку значок и в самом деле на неё немного похож.

Другой тип адреса – адрес www-страницы. Это наша персональная страница, пожелай мы ее иметь, или страница какого-либо человека, службы, организации, кого угодно. Выглядит адрес так – www.sait.ru — где «www» обозначение протокола описания страниц, слово «sait» – название страницы, а про доменное расширение мы уже говорили. Для подключения к Интернету и реализации его сервисов (их достаточно много – электронная почта, обмен файлами, просмотр веб-страниц и так далее) используется набор специальных протоколов, которые стандартны для всех компьютеров и коммуникационных программ.

Как можно подключиться к Интернету? Для этого нужно иметь компьютер, модем (модулятор-демодулятор, переводящий цифровую информацию в аналоговый электрический сигнал и обратно) и телефонную линию. Подойдет обычный домашний телефон. Только во время подключения к Интернету вам никто не сможет позвонить – линия будет занята. Ну и, разумеется, вы должны оплатить услуги провайдера по обеспечению доступа к ресурсам Интернета (при этом оплачивается либо время подключения, либо объём принятой информации – трафик).

Но можно пойти и более простым путём – подключиться к Глобальной сети без компьютера. Для этого используется сотовый телефон, который поддерживает подобное подключение (подавляющее большинство современных моделей). Дело в том, что маленький сотовый телефон тоже компьютер. Модем в него уже встроен, а вместо телефонной линии используется радиоканал связи. Правда, Интернет через сотовый телефон пока удовольствие относительно дорогое. При обычном подключении, как при голосовой связи, пользователю придётся оплачивать время соединения. А если в телефоне реализована технология пакетной передачи данных GPRS (и, добавим, оператор сотовой связи поддерживает этот сервис), то проблема в значительной степени упрощается. В этом случае мы оплачиваем только трафик, а не время соединения. То есть сотовый телефон может находиться в подключенном к Интернету состоянии сколь угодно долго, платить мы будем только в случае поступления или отправки какой-либо информации – за просмотр страниц (в телефонах можно просматривать специально адаптированные к их дисплеям WAP страницы), приём и передачу электронных писем, закачку цифрового контента (картинок, звуковых файлов, просмотр телевизионных трансляций).

Впрочем, возможности сотового телефона этим не исчерпываются. Сотовый телефон можно использовать в качестве беспроводного модема для подключения к Интернету через сотовые каналы связи. Тогда на экране компьютера (например, ноутбука) мы можем просматривать обычные веб-страницы и, вообще, пользоваться Интернетом как при обычном проводном подключении. Если в телефоне реализована поддержка протокола GPRS, то и в этом случае мы будем платить за трафик, а не за время подключения к Сети.

Как появился Интернет? Кто его изобрёл? Вот краткая хронология возникновения Глобальной сети, которая многое объясняет.

Всё началось в 1958 году, когда при Министерстве обороны США было создано «Агентство Передовых Исследовательских Проектов» (Advanced Research Projects Agency — ARPA). Это агентство занималось исследованиями в области обеспечения безопасности связи и коммуникаций.

В 1961 году студент Массачусетского технологического института  Леонард Клейнрок придумал технологию, способную разбивать файлы на части и передавать их различными путями через сеть.

В 1963 году руководитель компьютерной лаборатории агентства ARPA Джон Ликлидер  предложил первую детально разработанную концепцию компьютерной сети.

В 1967 году Ларри Робертс предложил связать между собой компьютеры военного агентства ARPA. Началась работа над созданием сети ARPANET.

В 1969 году сеть ARPANET заработала. К ней были подключены компьютеры ведущих научных лабораторий и исследовательских центров США.

В 1971 году программист Рэй Томлисон разработал систему электронной почты и предложил использовать значок «@».

В 1974 году открылась первая коммерческая версия ARPANET — сеть Telenet.

В 1976 году Роберт Меткалф, сотрудник исследовательской лаборатории компании Xerox, создал первую локальную компьютерную сеть Ethernet. Изобретатель самой технологии Ethernet – другой сотрудник Xerox Алан Кей, который помимо этого ещё в 1968 году разработал концепцию портативного компьютера с плоским экраном (проект Dynabook), да ещё и с беспроводным подключением к компьютерным сетям (для 1968 года абсолютная фантастика), создал систему «клиент-сервер», изобрёл лазерный принтер и разработал первый графический пользовательский интерфейс (эта разработка легла в основу и Mac OS, и Windows).

В 1977 году число объединённых в общую сеть компьютеров достигло 100.

В 1982 году появился современный Интернет. ARPA создала единый сетевой язык TCP/IP.

В 1984 году число подключенных к сети компьютеров достигло 1000.

В 1986 году Национальный фонд науки США создал сеть NSFNET, связавшую научные центры с суперкомпьютерами. Эта сеть была доступна лишь пользователям университетов.

В 1989 году число подключенных к сети компьютеров достигло 10000.

В 1991 году европейская физическая лаборатория CERN создала известный всем протокол — www — World Wide Web. Эта разработка была сделана, прежде всего, для обмена информацией среди физиков. В этом же году (!) появляются первые компьютерные вирусы, распространяемые через Интернет.

В 1993 году выпущен первый Интернет-браузер Mosaic, созданный Марком Андреесоном в Университете штата Иллинойс. Число подключенных к сети Интернет компьютеров достигло 2 миллионов, а в Глобальной сети располагалось 600 сайтов.

В 1996 году началось конкурентное противостояние между браузерами Netscape, созданным под руководством Марка Андреесона, и Internet Explorer, разработанным компанией Microsoft. После отчаянного многолетнего сопротивления Netscape эту «битву» проиграл. Число подключенных к сети компьютеров достигло 12,8 миллионов.

В 2002 году сеть Интернет связала 689 миллионов человек.

Изобретение Интернета настолько изменило нашу действительность, что сегодня без этой гигантской компьютерной паутины невозможно представить нашу действительность. Миллиарды людей на планете получили возможность свободно общаться, получать доступ к свободно распространяемой, а потому объективной информации, работать дома, приобретать любые товары вне зависимости от того, есть ли они в наличии в ближайших магазинах. Через Интернет люди заказывают билеты и путёвки, оплачивают счета и товары, ведут свои дела и развлекаются. Более того – Интернет удивительным образом содействует строительству поистине свободного человеческого сообщества. Любая диктатура – это, прежде всего, система запретов. А цензура и Интернет вещи несовместимые.

В последнее время очень часто можно услышать мнение, что Интернет – это всемирная «свалка». Больше всего об этом говорят политики и чиновники, озабоченные утратой влияния на людей. Возразить им очень просто. Интернет — всего лишь одно из средств связи и средств массовой информации одновременно. И «свалкой» он является не в большей степени, чем телеграф, телефон или та самая газета, которая издаётся на деньги политиков и чиновников.

В конце концов, быть свободным — это возможность свободно выбирать. Кто что выбирает, тот это и получает. И Глобальная сеть здесь абсолютно ни при чём.

Оптическая запись цифровой информации — изобретение компакт-диска

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 21-11-2013

Метки: , , , ,

Главные недостатки аналоговой звукозаписи – ухудшение качества с каждым прослушиванием и с каждой перезаписью. Копия всегда оказывается хуже оригинала. И с этим приходится только мириться. Кстати, речь может идти не только о записи звука, но и о любой другой информации. Фотопленка, в которой зерна галогенидов серебра темнеют в соответствии со степенью их засветки, подвержена механическим повреждениям – царапинам, деформациям эмульсии и подложки. При длительном хранении пленка пересыхает и растрескивается. На качестве изображения сказывается химическая деградация светочувствительного слоя. Частицы реактивов продолжают работать и после тщательной промывки негатива или позитива – спустя годы бумажная фотография желтеет, а пленочный негатив утрачивает контраст (окраска темных и светлых участков негатива выравнивается, негатив постепенно становится однородно серым).

Да что там пленка, возьмите обычную бумагу, основной для нас и наиболее распространенный носитель информации. Даже самая высококачественная бумага с годами меняет свои физические свойства, типографская краска выцветает, и книга выглядит совсем иначе, чем выглядела в момент выхода её из типографии. Еще один пример – живописные полотна. Если бы великие художники средневековья увидели бы сегодня свои картины, они бы их не узнали. Впрочем, мы тоже никогда не видели и уже никогда не увидим, как выглядели эти картины в момент их создания.

Вечных материалов не существует, поэтому не существует и абсолютно надежного способа сохранения информации на длительное время. Правда, есть одна существенная оговорка — если сохранность информации каким-либо образом зависит от физических и химических свойств материала, на котором она записана. Неожиданный (казалось бы) пример можно без особого труда отыскать в нашей обыденной жизни. Каким образом зафиксировать звуки человеческой речи, чтобы сохранить их на протяжении веков?

Воспользоваться письмом. Когда мы произносим написанный на бумаге текст, мы, по сути, воспроизводим звучание речи человека, который создал эту текстовую запись. При этом сохранность носителя никоим образом не влияет на сохранность информации – мы сможем прочитать текст и с пожелтевшего пыльного листа, и с ослепительной глянцевой страницы. Результат будет одним и тем же. Главное, не забыть сам язык и его фонетические основы.

При записи человеческой речи в текстовом виде используются дискретные порции информации, то есть буквы, каждой из которых соответствует определенный звук. При цифровом методе записи тоже используются элементарные (то есть минимально возможные) дискретные порции, называемые битами информации. Каждый бит имеет всего два значения, которые можно описать как наличие информации или её отсутствие – то есть как единицу или как нуль (их называют логическими единицей и нулем). Последовательность битов складывается в двоичный код, которым можно описать любое состояние любого объекта – то есть записать любую информацию.

Любая информация, звуковая, видео, текстовая, численная, может быть разделена на дискретные единицы. В текстовой информации такой единицей  будет буква (символ, знак), в числовой – цифра, в звуковой – звук определенной высоты, громкости и продолжительности. Каждая из этих единиц может быть описана в двоичном виде, как последовательность логических нулей и единиц. И, в конечном счете, запись любой информации сводится к фиксации на каком-либо носителе последовательности битов, имеющих всего два значения без каких бы то ни было промежуточных состояний.

Чтобы лучше понять, что, собственно, это дает, представим себе процесс копирования той же магнитофонной записи с ленты на ленту, но в цифровом виде. Переменное магнитное поле можно изобразить в виде кривой линии – синусоиды. Её форма повторяет форму звуковой волны, переведенной в электрический сигнал обмоткой микрофона. Так вот при перезаписи форма синусоиды исходного сигнала и форма синусоиды скопированного на другую магнитофонную ленту сигнала будут неизбежно отличаться. Виной тому и чуть различные свойства самого носителя (характеристики магнитной ленты меняются даже на протяжении одного ролика), и параметры аппаратуры, и многие другие факторы (например, температура воздуха в помещении, где производилась перезапись, или наличие посторонних магнитных полей, которые есть везде и всегда).

При перезаписи звука, переведенного в двоичный программный код – в последовательность логических нулей и единиц – мы переписываем именно нули и единицы. На том месте, где должен быть нуль, будет присутствовать нуль. А откуда взяться единице, если на выводах обмотки записывающей головки отсутствует электрический сигнал? Причем, сигнал этот должен быть определенной величины – если возникнет какая-либо наводка, величины этого паразитного сигнала будет недостаточно, чтобы он был распознан, как логическая единица. И на ленту все равно будет записан логический нуль.

Получается, что качество записи цифровой информации не зависит от характеристик носителя. Сколько бы раз мы не проигрывали цифровую звукозапись, сколько бы раз её ни дублировали, звук будет абсолютно тем же, что и в момент исходной записи.

Теоретические основы цифрового метода сохранения информации выглядит простой и логичной. Как быть с практической реализацией? О, тут все очень и очень сложно! Недаром цифровые вычислительные устройства – простенькие калькуляторы – появились позже, чем был освоен космос, а цифровой проигрыватель появился позже персонального компьютера. Количество проблем, с которыми столкнулись разработчики первых цифровых звукозаписывающих устройств, поражает. Но с каким изяществом были решены эти проблемы!

Первое – каким образом разделить аналоговый электрический сигнал, создаваемый микрофоном, на элементарные единицы, соответствующие определенным звукам? Очевидно, при помощи некого эталона, в котором бы описывались все распознаваемые человеческим ухом звуки. Можно было воспользоваться технологией электронного синтезатора звука, который мог на основе двоичного кода генерировать звук определенного тона и громкости. Но в этом случае воспроизведение соответствовало бы звучанию оригинала весьма приблизительно – звук получался одноголосым и искусственным. Тогда была придумана технология сэмплирования. Все основные звуки были разделены по тональной окраске на элементарные фрагменты, названные сэмплами, которые были сведены в единую стандартизированную таблицу. Эти звуки записывались в электронную память цифрового записывающего устройства. Аналоговый сигнал разделялся на фрагменты, число которых определялось частотой дискретизации. Чем больше число дискретизации, тем большее количество сэмплов задействовано в процессе оцифровки звука, и звучание оцифрованной записи получается точней. Специальный электронный прибор, называемый аналого-цифровым преобразователем (АЦП) сравнивал тональность звукового фрагмента с таблицей сэмплов и присваивал каждому из этих фрагментов определенный цифровой код, формируя последовательность логических нулей и единиц. Эта последовательность и записывалась потом на носитель.

При воспроизведении использовался обратный процесс. Считанные с носителя импульсы поступали в цифро-аналоговый преобразователь, который на основе закодированной в последовательности логических нулей и единиц информации извлекал из микросхемы табличного синтезатора тот или иной сэмпл. Короткие звуковые фрагменты складывались в звук определенного тона, громкости и продолжительности. Поскольку частота дискретизации была достаточно большой, удалось добиться точного звучания, в полной мере  соответствующего звучанию записанного оригинала.

Это крайне упрощенное описание технологии оцифровки и воспроизведения звука, которое дает лишь общее (и весьма приблизительное) представление. На практике все получилось сложней. Во-первых, пришлось разрабатывать сами цифровые преобразователи, являвшиеся, по сути, миниатюрными специализированными компьютерами. Во-вторых, нужно было стандартизировать технологию, чтобы не допустить разнобоя в способах оцифровки звука. В-третьих, даже для опытного мелкосерийного производства устройств для цифровой звукозаписи необходима соответствующая техническая база. На бумаге нарисовать можно что угодно, но если промышленность не выпускает нужных электронных компонентов, построить действующий аппарат будет не из чего.

Получилось так же, как и в случае с кассетным магнитофонным проигрывателем (ему посвящена отдельная глава), одна технология потянула за собой развитие множества смежных технологий. И фантастическая на первый взгляд идея практически вечного хранения любой информации стала реальностью.

Заметим специально – шел 1979 год. Не было ни подходящего носителя цифровой информации, ни особой потребности рынка. Бал правил «винил» – пластмассовые грампластинки выпускались огромными тиражами, а аппаратура для воспроизведения музыки, записанной механическим способом, достигла невероятных технологических высот. Тем не менее, именно в 1979 году ведущие электронные компании мира и, прежде всего, Sony и Philips, объединяются и разрабатывают спецификации нового метода звукозаписи – в цифровом виде и на оптический носитель, который мы сегодня называем «компакт-диском» (от CD – compact disk). Это выглядит абсолютно фантастично, но в то время никто и не помышлял о применении компакт-дисков в компьютерах в качестве носителя информации. Персональных компьютеров было очень мало (массовый выпуск Apple II только набирал обороты), да и они обходились гибкими дискетами (очень небольшой ёмкости) и бытовыми магнитофонами. Компьютеры того времени не нуждались даже в жестком диске – объемы перерабатываемой информации были по современным меркам ничтожно малы. И положение это сохранялось вплоть до 1984 года, когда на рынок вышло второе поколение персоналок IBM PC XT (первый IBM PC был выпущен в августе 1981 года), и появился первый Макинтош.

Разработчики новых стандартов понимали, что задают правила игры на рынке электронных устройств на много лет вперед (во всяком случае, они надеялись на это и, как оказалось, не ошиблись). Определив основы технологии – лазерная запись на пластмассовый диск – они были вынуждены решать целый ряд непростых задач. Каким должен быть физический размер диска? Может, диаметром 8 сантиметров? А может, больше? Не сделать ли оптический диск размером со стандартную долгоиграющую грампластинку? Ведь люди привыкли к грампластинкам, значит, новинку будет легче продать? Или сделать диск совсем миниатюрным – благо технология оптической записи это позволяет?

Вероятно, среди разработчиков новой технологии были заядлые компьютерщики, потому что размер оптического диска практически совпал с размерами популярных в то время гибких 5,25-дюймовых дискет. Позже это облегчило интеграцию приводов CD в персональные компьютеры. Но представьте себе, как выглядели бы сегодня наши «персоналки», если бы в качестве ориентира была бы выбрана стандартная долгоиграющая виниловая грампластинка.

Далее – каким образом организовать запись цифровой информации на оптический диск? Было два видимых пути – запись замкнутыми кольцевыми дорожками, разбитыми на радиальные секторы, как на магнитных дисках (гибких и жестких), или спиралевидная непрерывная дорожка, как в грампластинках. И тут, по всей видимости, победили любители традиционной грамзаписи. Запись на CD производится в виде спиралевидной дорожки, но раскручивающейся в обратную, нежели в грампластинках, сторону – от центра к краю.

Это решение позволило упростить кинематическую схему записывающего устройства и проигрывателя, поскольку не нужны были сложные в массовом изготовлении шаговые двигатели, перемещающие блок головок над поверхностью диска. Но в то же время пришлось начальную часть спиральной дорожки отдать под служебные надобности привода компакт-дисков. В самом начале информационной дорожки компакт-диска располагается информация о содержании и расположении звуковых композиций (а позже и о расположении на диске другой цифровой информации). Наконец, емкость диска была выбрана такой, чтобы на нее умещались 74 минуты звучания при информационном потоке в 150 килобайт в секунду (что составляет 640 мегабайт цифровой информации). Согласно легенде (великие открытия и изобретения часто окружены слухами и легендами) столько длилось звучание симфонического концерта, который не удавалось разместить на одной виниловой грампластинке (максимальная емкость которой по 45 минут с каждой стороны). Как видите, при разработке технологии многое определил случай.

Прошло всего десять лет, и оптическая цифровая звукозапись полностью вытеснила из употребления механическую грамзапись. Всего десять лет! Дорогие и ненадежные на первых порах проигрыватели CD стали доступным массовым товаром. Появились и незапланированные разработчиками применения оптической записи. Во-первых, приводы компакт-дисков стали устанавливаться в персональные компьютеры в качестве сменных накопителей CD-ROM (compact disk read-only memory – память только для чтения). Во-вторых, появились первые дисковые устройства для воспроизведения видеофильмов, записанных оптическим способом.

Что же касается собственно звукозаписи, то цифровой оптический метод на годы определил развитие огромной индустрии развлечений. Все музыкальные студии, все архивные и музейные организации перевели свои звуковые архивы в цифровой формат. Для звукозаписывающих компаний CD стал настоящим Клондайком. Старые записи, спрос на которые давно упал до нуля, были оцифрованы, записаны на компакт-диски и снова нашли своего покупателя. Более того, в массовом производстве компакт-диски оказались настолько дешевы, что издержки снизились до считанных центов, а норма прибыли многократно возросла. Это было на руку и самим компаниям, и авторам музыки, и исполнителям.

В конечном же счете выиграли потребители, то есть мы с вами. Качество цифровой записи несопоставимо выше, чем качество аналоговой магнитофонной или грамзаписи. Срок хранения оптических дисков практически неограничен (не совсем так, но об этом поговорим позже). Сами диски компактны и удобны в использовании, их легко хранить, легко составлять из них обширные музыкальные коллекции. Наконец, немаловажно и осознание того, что твои деньги получит исполнитель и автор, а не производитель пластмассы. Технология производства компакт-дисков и в самом деле стоит копейки, в отличие от технологии производства «винила», где очень многое зависит от качества матрицы, с которой печатается тираж пластинок, а сама матрица живет крайне недолго.

Первые персональные компьютеры — кто же всё-таки создал ПК

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 18-11-2013

Метки: , , , ,

В начале семидесятых годов прошлого века в мире компьютеров безраздельно господствовали большие электронно-вычислительные машины, мощность которых нарастала с каждым годом. Но потребностей научных, производственных и финансовых учреждений парк вычислительной техники не покрывал. Проблема была в том, что компьютеров было слишком мало, а желающих воспользоваться их возможностями слишком много. Вычислительные ресурсы большой машины приходилось делить между собой множеству пользователей. Именно в это время была изобретена система «сервер – клиент», в которой к большому компьютеру через сетевой интерфейс подключались терминалы, оснащённые монитором и клавиатурой. Это позволяло нескольким пользователям работать с компьютером одновременно, по очереди выполняя необходимые задачи.

Подобная система со временем получила дальнейшее развитие. Уже в 90-е годы были выпущены так называемые «тонкие клиенты» — персональные компьютеры с усечённой оснащённостью. В этих машинах (например, класса NetPC), нет дисковых накопителей, центральный процессор обладает небольшой вычислительной мощностью, а объём оперативной памяти минимален. В качестве накопителя здесь используется дисковый массив сервера (центрального компьютера). На винчестерах сервера хранятся все программы и данные, с которыми работает пользователь. Обработка данных ведётся в параллельном режиме, то есть одновременно работать могут сразу множество «тонких клиентов». Переписав с сервера необходимую программу в оперативную память клиента (в ОЗУ – оперативное запоминающее устройство), терминал работает с ней самостоятельно, загружая с сервера при необходимости данные и сохраняя результаты работы на винчестеры сервера.

Эти системы имеют одно преимущество – они обходятся владельцу дешевле, чем парк полноценных персональных компьютеров. Сегодня они используются в банковской сфере, в справочных системах – везде, где объём обрабатываемой терминалами информации не слишком велик. Но бурное развитие индустрии ПК свёл преимущества сетевых компьютерных систем на нет. Сегодня стандартный по вычислительным возможностям персональный компьютер обходится не намного дороже «тонкого клиента» — разница сводится к наличию встроенных винчестера и оптического накопителя.

Другой путь разделения вычислительных ресурсов между множеством пользователей был не столь очевиден для разработчиков компьютерной техники 70-х годов. Отказаться от какого бы то ни было разделения вовсе, поставив на рабочий стол любого, кто в этом нуждается, собственный, персональный компьютер. Но для того, чтобы реализовать эту, казалось бы, простую задачу, пришлось пройти долгий и многотрудный путь. Собственно, он далеко не закончился и сегодня. Персональные компьютеры (ПК) совершенствуются, изменяются, растёт их мощность, появляются новые типы накопителей, интерфейсов. Никто не знает, как будут выглядеть и что будут уметь делать персональные компьютеры, скажем, через десять лет. Что же говорить о разработчиках первых персональных машин, которые не имели перед глазами никаких прототипов?

Справедливости ради заметим, к моменту появления ПК целесообразность этой техники была под большим вопросом. Мы говорим о том, что необходимость в персональном компьютере к середине 70-х годов назрела, но это вовсе не означает, что толпы пользователей взывали к производителям вычислительной техники — «дайте, дайте нам личный компьютер!» Вовсе нет. Как люди давным-давно привыкли к использованию общественного транспорта, так и пользователи 70-х (которых было не так уж и много) принимали необходимость делить «машинное время» (этот термин был в ходу, как и «машино-час» — единица измерения времени, проведённого пользователем за компьютером), как должное. И тут за дело взялись энтузиасты.

В те же 70-е годы прошлого века интересующаяся компьютерами молодёжь – студенты технических вузов, молодые инженеры, учёные, просто неплохо образованные молодые люди – объединялись в компьютерные клубы и скупали специализированные журналы, которые на волне спроса плодились в Америке, как грибы после дождя. В личном пользовании большинства членов таких клубов были разве что программируемые калькуляторы (что тоже навряд ли – очень уж дороги и редки были тогда эти машинки), небольшой опыт общения с большими компьютерами в рамках учебной институтской программы, да информация из вот этих журналов. Однако, когда в 1973 году в магазинах электронной техники появилась удивительная машинка «Альтаир», она в этих клубах была замечена и горячо принята.

«Альтаир»

Многие считают первым персональным компьютером именно «Альтаир». Но стоит только присмотреться к этому устройству, как становится ясно – это был прародитель ПК, не более того, но и не менее. Продавался «Альтаир» в виде набора, в который входила печатная плата и необходимые детали. Пользователю предлагалось собрать эту машинку и запрограммировать её процессор таким образом, чтобы «Альтаир» мог в определённом пользователем порядке зажигать лапочки на табло, выполняющем функции дисплея. И всё. Этот первый «пра-компьютер» умел всего лишь мигать лампочками.

Однако это уже было что-то. В компьютерной прессе появились статьи аналитиков и отзывы первых владельцев. Обсуждались возможные применения этой машины для решения реальных задач. В числе заинтересовавшихся «Альтаиром» были и два молодых американца, два Стива – Стив Возняк и Стив Джобс.

1 апреля 1976 года (эта дата считается днём основания компании Apple) Стив Возняк, в то время молодой сотрудник компании Hewlett-Packard, и Стив Джобс, работавший в компьютерной фирме Atari, построили свой первый компьютер Apple I. По бытовавшей традиции они решили, что машина будет продаваться в виде набора для самостоятельной сборки. В комплекте не было ни монитора, ни какого-либо накопителя. Компьютер следовало подключить к обычному телевизору, информацию вводить посредством компьютерной клавиатуры, ну а о сохранении результатов работы речи пока не шло (как и о самой работе – никто ещё не знал, что можно делать с персональным компьютером). За основу был взят микропроцессор Motorola 6800, причём, исключительно из-за цены – этот микропроцессор стоил дешевле популярного Intel 8080 (что определило развитие компьютерной индустрии на целое десятилетие). Apple 1 был продемонстрирован в популярном компьютерном клубе Homebrew и вызвал горячий интерес. Возняк и Джобс предложили свою разработку руководству компаний, в которых работали, но получили отказ. Инициатива совсем молодых людей, не имевших к тому же высшего образования, вызвало у «акул компьютерного бизнеса» разве что усмешку. И совершенно напрасно.

17 апреля 1976 года был представлен новый компьютер Возняка и Джобса – Apple II. С этой машины и началась эпоха персонального компьютера. А Apple II стал первым массовый ПК в мире.

Технические характеристики этой машины по нынешним меркам смехотворны. Восьмиразрядный процессор Motorola 6800 с тактовой частотой 1 мегагерц. Оперативная память 4 килобайта. Компьютер был выполнен в виде плоского корпуса со встроенной клавиатурой, к которому подключался бытовой телевизор – в качестве монитора, и обычный кассетный магнитофон – в качестве накопителя информации. Техническая часть работы легла на плечи Возняка, а Джобс стал продвигать новый продукт, проявив незаурядный талант менеджера и финансиста.

Первым клиентом Apple стал владелец первого в мире компьютерного магазина Byte Shop Террел, который закупил у молодых изобретателей партию в 50 компьютеров по 500 долларов за штуку. Затем в дело вступили опытные менеджеры. Руководитель компании Atari, симпатизировавший Джобсу, посоветовал молодому предпринимателю обратиться к инвестору Маркулле. Тот оценил инициативу друзей, вложил в новую компанию 92 тысячи долларов личного капитала и добился от Bank of America кредита на 250 тысяч долларов.

3 января 1977 года компания Apple Computer была зарегистрирована официально. А вскоре начался массовый выпуск первого персонального компьютера Apple II – уже как законченного решения с цветным монитором, дисководом для гибких магнитных дисков и с программным обеспечением. Успех компьютеру обеспечили демократичная цена в 1298 долларов и программа Visicalc – первая электронная таблица для ПК. При этом Джобс проявил чудеса изобретательности. Рекламу персональных компьютеров он разместил не в специализированной прессе, а в популярных изданиях. Программа Visicalc рекламировалась, как универсальное решение для подсчёта личных финансов и расчёта налогов. Когда люди приходили в магазин, они покупали коробку с программой. Потом спрашивали, на чём эту программу можно запустить. И… покупали Apple II.

В истории компьютерной индустрии машине Apple II принадлежит абсолютный рекорд долгожительства и популярности. До 1987 года (10 лет!) этот компьютер ассоциировался со словами «персональный компьютер». Он был самым продаваемым в мире компьютером до того самого 1987 года, когда его потеснил компьютер Макинтош от той же компании Apple Computer. Эта машина – Apple II – выпускалась не только в США. Он выпускался в Болгарии (машины семейства «Правец»), в СССР («Агат») и в некоторых других странах. Apple II был настолько хорош, что его любили даже совершенно далёкие от техники люди. На нём много лет работал великий Габриэль Гарсиа Маркес. Да и не только он. Как персональная машина Apple II оказался очень удачным – простым, дружественным, надёжным и недорогим. Лучше его оказалось только следующее творение Возняка и Джобса – компьютер Макинтош. Правда, в свет он вышел уже без Возняка, а получил широчайшее признание уже без Джобса.

Автоматический фотоаппарат

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 15-11-2013

Метки: , , ,

В том, что с распространением в ХХ веке высококачественных светочувствительных материалов и точной съёмочной аппаратуры фотография прочно утвердилась как жанр изобразительного искусства, сомнений уже ни у кого не возникает. Другое дело, что сама аппаратура (и те же материалы) стала развиваться в двух основных направлениях – как техника для профессионалов и аппаратура для любителей (есть ещё и специальные фотоаппараты и плёнки, например, для астрономической съемки и других научных исследований). Если профессиональные фотоаппараты долгое время оставались подчёркнуто механическими, лишёнными каких-либо средств автоматизации – считалось, что профессионал сам знает, какую экспозицию установить и как правильно сфокусировать объектив на снимаемом объекте, то любителям требовалась недорогая и, очень желательно, полностью автоматическая камера, действующая почти по знаменитому принципу Джорджа Истмена, основателя компании «Кодак», сформулированного им ещё в XIX веке – «нажимаете кнопку, мы сделаем остальное». В современном звучании этот лозунг звучал бы так – «нажмите кнопку, ваша камера сделает остальное».

Процесс фотосъёмки включает в себя несколько стадий. Первая –  стадия композиционного решения. Это сугубо творческая задача, которая, тем не менее, зависит от некоторого запаса знаний (точно так же любой художник должен обладать элементарными навыками рисования). Вторая – выбор экспозиционных параметров для получения технически совершенного снимка. Третья – правильная фокусировка объектива на снимаемом объекте. Причём, творческий момент присутствует на всех стадиях подготовки к съёмке. Выбор экспозиционных параметров позволяет, к примеру, выделить фон или сам объект съёмки, а фокусировка с небольшой глубиной резкости делает портрет выразительней. Научить кого-либо делать хорошие фотоснимки не может ни одна компания в мире, но обеспечить качественный негатив, а потом и отпечаток, производителям аппаратуры вполне по силам.

Экспозиционные параметры – это установка выдержки затвора и диафрагмы объектива. Для неопытного фотолюбителя возня с установкой выдержки и диафрагмы (это называется экспозиционной парой) сущее мучение. Во-первых, выдержку надо выбирать такую, чтобы движущиеся объекты в кадре выглядели резко, либо наоборот, подчёркнуто нерезко, в зависимости от поставленной задачи. Диафрагму (относительное отверстие объектива) тоже надо выбирать с умом. При минимальном значении – относительное отверстие уменьшено – возрастает глубина резкости, и все объекты в кадре, включая и второстепенные, получатся резкими. А полностью открытая диафрагма размывает фон и объекты, которые находятся ближе композиционного центра кадра. При этом сама экспозиционная пара, значение выдержки и диафрагмы, должно соответствовать чувствительности плёнки, чтобы снимок не получился недодержанным или передержанным. Если учесть, что пар этих может быть несколько, то задача правильного выбора экспозиции представляется не такой уж простой.

А фотосъёмка дело быстрое, особенно бытовая, когда мы стараемся запечатлеть какое-либо значимое для нас событие. Времени на подготовку нет совершенно. Да и неспешная портретная или пейзажная съёмка при слабом навыке тоже превращается из интересного увлечения в серьёзную работу.

Точная установка экспозиционных параметров возможна при использовании экспонометра – электрического прибора, замеряющего поток света, отражаемого снимаемым объектом, либо общий уровень освещения от основного источника света (например, от солнца). Чаще всего применяется первый метод, то есть замер отражённого объектом света. Экспонометр оснащён селеновым светочувствительным элементом, который при попадании на его поверхность световых лучей генерирует электрический ток небольшой силы. Стрелка гальванометра, подключенного к селеновому элементу, отклоняется и указывает условное экспозиционное число, по которому при помощи простейшего кольцевого калькулятора вычисляется значение выдержки и диафрагмы, в зависимости от установленного индекса светочувствительности плёнки.

Первые фотоаппараты с фотоэлектрическими экспонометрами были выпущены немецкой компанией Contax в 30-е годы прошлого века. Это была попытка автоматизировать процесс съёмки, хотя экспонометр не был соединён ни с затвором, ни с диафрагмой, а представлял собой встроенный в верхнюю панель корпуса механического фотоаппарата автономный прибор. Нам эти камеры знакомы по серии механических дальномерных фотоаппаратов «Киев», которые выпускались вплоть до середины 80-х годов и являлись несколько модернизированными (но вовсе не улучшенными) копиями камер Contax.

После Второй мировой войны попытки автоматизировать процесс фотосъёмки предпринимались различными компаниями. Наибольших успехов в области создания любительской автоматической камеры достигла, пожалуй, японская компания Konica. Эта фирма является старейшей японской компанией, созданной ещё в 1873 году и со дня основания занимавшаяся выпуском фотоаппаратов.

В 1968 году Konica представила первый в мире фотоаппарат с системой замера освещённости TTL (throw the lens – «сквозь объектив»). Это была камера модели Autoreflex 35mm T. Главная особенность заключалась в том, что селеновый фотоэлемент экспонометра располагался за основным объективом, а потому замерял световой поток, который реально попадает на плёнку. Это устраняло ошибки, свойственные автономным экспонометрам или встроенным приборам с отдельно расположенным селеновым фотоэлементом.

В 1977 году был выпущен фотоаппарат Konica C35AF. Это была первая автофокусная камера, в которой наводка на резкость осуществлялась встроенным в объектив электроприводом, перемещающим фокусировочную линзу. До появления механизма автоматической фокусировки в фотоаппаратах применялись три системы наведения объектива на резкость. Простейшая шкальная (расстояние фокусировки выбиралось по цифрам на фокусировочном кольце объектива). Очень точная и удобная, но всё же ручная дальномерная система (дальномер был соединён с объективом специальным рычагом, фотограф сводил два изображения в видоискателе в одно, не отрываясь от фотоаппарата и вращая кольцо объектива). И зеркальная, по изображению на матовом стекле, проецируемом  откидным зеркалом, установленном между объективом и затвором (выпускались одно и двухобъективные камеры, во втором случае у видоискателя шахтного типа был собственный объектив, механически соединённый с основным). Автомат позволил избавить фотолюбителя от процесса фокусировки в принципе. Механизм автоматической наводки работал по замеру яркости света в точке  фокусировки (резкое изображение обладает максимальной яркостью) при помощи фотоэлемента.

В 1978 году была выпущена модификация фотоаппарат Konica под индексом C35EFD. В этой камере была впервые применена датирующая задняя крышка, при помощи которой можно было впечатывать прямо в негатив дату и время съёмки. Очень удобная функция для активно снимающего фотолюбителя.

Наконец, в 1979 году появился фотоаппарат Konica FS-1, в котором впервые в любительской камере появился встроенный электромотор для транспортировки и перемотки плёнки, а также для автоматического взвода затвора.

Итак, к началу 80-х годов автоматический компактный плёночный фотоаппарат обрёл черты современной камеры… Но не стоит думать, что фототехнику конструировала и продвигала только компания Konica. Мы привели эти факты лишь из уважения к этой славной компании и в знак признательности за её изобретения. На самом деле в 60-е – 80-е годы автоматизацией фотоаппаратов занимались конструкторы всех ведущих мировых компаний, специализирующихся на выпуске фотоаппаратуры. И многие из них достигли весьма впечатляющих успехов.

К примеру, фотоаппараты японской компании Nikon недаром приобрели славу «вечных» камер. Их выбирали и выбирают до сих пор и профессионалы, и увлечённые фотографией любители. Японские фотоаппараты Pentax брали с собой в космос астронавты. А шведские камеры Hasselblad, широкоформатные профессиональные фотоаппараты, известные фотохудожникам и репортёрам всего мира, и вовсе побывали на Луне. Благодаря им мы увидели соседнюю планету, практически, глазами американских астронавтов. Кстати, эти удивительные камеры до сих пор остаются на Луне. Возвращаясь на Землю, лунные экспедиции оставляли свою фотоаппаратуру, забирая с собой только отснятые плёнки.

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru