Технология использования прикладного ПО.
Тема 1. Мультимедиа.
Понятие мультимедиа.
История развития.
Сферы применения.
Мультимедиа – комплекс программных и алгоритмах средств, позволяющих пользователю работать в диалоговом режиме с разнородным ( графиком, текстом, звуком, видео) организовывались в виде единой информационной среды..
Термины в промежутке 1966 – 1973.
Предпосылки появления.
Прогресс в развитии ПЭВМ: резко возросший объем памяти, быстродействия, графические возможности, характеристики ВП.
Достижение в виде видеотехники, лазерных дисков, аналоговых и CD – ROM, а также их массовое внедрение.
Разработка методов быстрого и эффективного сжатия и развитие данных.
Развитие.
1945 – Концепция организации памяти memex, Вивер, Буш, сша.
Гипертекст
Гипермедиа
Мультимедиа.
Этапы развитие мультимедиа.
1984 – разработана и распространена графический интерфейс пользователя Hyper Card 1.0, были первой мультимедийной программой.
1988 – появляется CD – ROM позволяющий хранить большой объем информации.
1991 – разработан стандарт QuickTime.
1994 – введен стандарт MREG 1 и 2 форматов. Появлялись новые компакт диски, вызволяющие записывать большой объем информации чем 1 – е поколение.
Первый коммерческий успешный продукт.
Бил Гейтс, National Art Gallery. London.
Три основные принципа мультимедиа.
Предоставление информации с помощью комбинации множества воспринимаемых человеком сред. Наличие нескольких сюжетных линий в содержании продукта ( в том числе и выстраиваемых самим пользователем)
Художественный дизайн интерфейса и средств навигации.
Возможности мультимедиа.
Возможность хранения большого объема самой разной информации на одном носителе.
Возможность увеличения (детализация) на экране изображения или его наиболее интересных фрагментов.
Возможность выделения в сопровождающем изображением текстовом или другом визуальном материале «горячих слов (областей)
Возможность осуществления непрерывного музыкального или любого другого аудио сопровождения, соответствующего статичному или динамическому визуальному ряду.
Возможность использования видеофрагментов из фильмов, видеозаписей и т.д. функций «стоп – кадра», покадрового «пролистывания» видеозаписи.
Возможность включения в содержание в диска баз данных, методик обработки образов, анимации.
Возможность подключения к глобальной сети Internet.
Возможность работать с различными приложениями (текстовыми, графическими и звуковыми редакторами, картографической информацией).
Возможность создания собственных «галерей» (выборок) из представляемой в продукте информацией.
Возможность «запоминания процедурного пути» и создание «закладок» на заинтересовавшей экранной «странице».
Возможность автоматического просмотра всего содержания продукта («слайд – шоу») или создания анимированного и озвученного «путеводителя – гида» по продукту.
Включение в состав продукта игровых компонентов с информационными составляющими .
Возможность « свободной» навигации по информации и выходы из основного меню (укрепленное содержание), на полное оглавление и вовсе из программы в любой точке.
Основные отличительные черты:
Интеграция многообразных видов информации.
Интерактивный режим общения с пользователем.
Параллельная передача информации.
Возможность работать с большими объемами информации.
Работа в режиме реального времени.
Эффективное управление процессом переработки информации.
Возможность создать собственный мультимедиа-продукты.
Доступность, универсальность.
Справочник по расширениям файлов Windows Media
WMV
Файл Windows Media, который содержит как видео, так и аудио
WMA
Файл Windows Media, который содержит только аудио
WVX
Метафайл, в котором содержится ссылка на файл WMV (Windows Media Video)
WAX
Метафайл, в котором содержится ссылка на файл Windows Media Audio (WMA)
ASF
Структурированный файл ASF, содержащий аудио- и видеосодержимое, сжатое с помощью кодеков сторонних разработчиков
Контейнер файла ASF позволяет хранить следующие элементы в одном файле: аудио, видео с несколькими скоростями передачи данных, метаданные (например, название и автор файла), а также команды индекса и сценария (например, URL-адрес и закрытые подписи). Контейнер файла поддерживает файлы размером до 17 миллионов терабайт.
Чтобы обеспечить связь содержимого с поддерживаемыми проигрывателями, предусмотрено несколько расширений файлов. Используемые расширения файлов должны быть следующими:
WMA для файлов, которые содержат аудио, сжатое с помощью кодека Windows Media Audio или WMV для файлов, которые содержат аудио и видео, сжатые с помощью кодеков Windows Media Audio и Windows Media Video.
Содержимое, сжатое с помощью других кодеков, должно храниться в файле с расширением ASF. Благодаря использованию разных расширений пользователи могут устанавливать несколько проигрывателей в одной системе, некоторые из которых могут воспроизводить только аудио с расширением WMA, а другие проигрыватели - аудио и видео с расширением WMV
ASX
Метафайл, в котором содержится ссылка на структурированный файл ASF
RIFF
RIFF (англ. Resource Interchange File Format) — один из форматов файлов-контейнеров для хранения мультимедиа-данных (видео, аудио). Наиболее известными форматами, использующими RIFF в качестве контейнера, являются: AVI (видео), WAV (аудио), RMI (MIDI-треки). Разработан он был в 1991 году компаниями Microsoft и IBM.
Основной концепцией RIFF-формата является chunk, порция данных с заголовком и сигнатурой, указывающей на содержимое chunk'а.
Формат chunk'а
DWORD DWORD
FOURCC Размер Данные
Первое двойное слово заголовка содержит четырехбуквенный код FOURCC, который идентифицирует данные, хранящиеся во фрагменте. FOURCC занимает 4 байта; это размер 32-битного числа, так что иногда FOURCC записывают в виде числа (представления числа в ASCII little-endian).
Например:
FOURCC число (шестнадцатиричное) число (десятичное)
'RIFF' 0x46464952 1179011410
'AVI ' 0x20495641 541677121
'XVID' 0x44495658 1145656920
'idx1' 0x31786469 829973609
Второе двойное слово заголовка - размер области данных в байтах (без учета размера самого заголовка).
Область данных имеет переменную длину, однако она должна быть выравнена на границу слова и при необходимости дополнена в конце нулевым байтом до целого числа слов.
Два типа chunk'ов RIFF и LIST могут содержать внутри себя вложенные chunk'и. Весь файл представляет собою единый RIFF-chunk (это одна из причин ограничения размера файла).
Стандартные chunk'и
RIFF
Chunk с ckID = 'RIFF' имеет следующую структуру ckData:
FOURCC FormType тип содержимого
BYTE[] ck содержимое
Наиболее распростанённые типы:
'AVI ' - AVI: содержат видео и аудио информацию.
'WAVE' - WAV: содержит звуковую информацию
'RMID' - RMI: содержит музыку в формате MIDI
Другие типы:
'RDIB' - англ. RIFF Device Independent Bitmap формат хранения изображений
'RMMP' - англ. RIFF Multimedia Movie File
'PAL ' - англ. Palette Format
LIST
Chunk 'LIST' имеет формат, аналогичный RIFF, первые 4 байта содержат ListType (тип вложенного chunk'а), далее до конца чанка следует вложенный chunk. В рамках формата AVI внутри LIST содержатся chunk'и с заголовоком файла, заголовками потоков. Так же chunk IST используется для хранения информации о содержимом.
JUNK и PAD
Для выравнивания блоков данных по размеру сектора на носителе для обеспечения скорости перемотки и доступа существуют два chunk'а: 'JUNK' и 'PAD' , которые "ничего не значат", которые пропускаются программами воспроизведения. Изначально предполагалось, что при создании файла эти chunk'и будут просто заполненны нулями, однако некоторые програмы редактирования видео хранят там свою сигнатуру. (Например, так поступает Virtual Dub).
INFO
INFO - специальный ListType для хранения информации о содержимом файла. INFO не влияет на то, как программы работают с файлом, эта информация (большей частью) показывается пользователю.. Список chunk'ов для INFO:
IARL (Archival Location) - место архивного хранения документа (практически не используется)
IART (Artist) - список авторов произведения (стандартный тэг, отображается практически во всех плеерах).
ICMS (Commissioned) - список лиц, предоставивших содержимое файла. (не используется)
ICMT (Comments) - комментарий. (отображается практически по всех плеерах)
ICOP (Copyright) - информация об авторских правах.
ICRD (Creation date) - Дата создания оригинального произведения. Формат YYYY-MM-DD. (редко используется).
ICRP (Cropped) - данные об обрезке произведения. (не используется).
IDIM (Dimensions) - Физические размеры оригинала. (не используется).
IDPI (Dots Per Inch) - DPI оригинала. (не используется)
IENG (Engineer) - фамилии, создававших файл. (не используется).
IGNR (Genre) - жанр. (частично поддерживается)
IKEY (Keywords) - список ключевых слов, относящихся к произведению. (не используется)
ILGT (Lightness) - степень освещённости оригинала (зависит от оборудования оцифровки) (не используется).
IMED (Medium) - тип носителя оригинала (не используется)
INAM (Name) - название произведения. Существуют разногласия о том, следует использовать INAM или ISBJ для сохранения заголовка произведения. (стандартный тэг, поддерживается и часто испольуется)
IPLT (Palette Setting) - количество цветов при оцифровке. (не используется).
IPRD (Product) - заголовок продукта, для которого в оригинале предназначалось произведение. (не используется)
ISBJ (Subject) - описывает содержимое файла. Периодически, наравне с INAM, используется для хранения заголовка. (используется)
ISFT (Software) - ПО, использованное для создания файла. Обычно автоматически заполняется программами по редактированию, но не отображается в списке тэгов. (используется)
ISHP (Sharpness) - необходимый уровень резкости для воссоздания произведения. (не используется)
ISRC (Source) - название организации, предоставившей произведение. (не используется)
ISRF (Source Form) - форма оригинального произведения (бумага/слайд и т. д.) (не используется)
ITCH (Technician) - специалист, производивший оцифровку (не используется)
Стандарты MPEG
Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group - MPEG). MPEG это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки, например через интернет, формат. Существуют разные стандарты MPEG (как их еще иногда называют фазы - phase): MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7. MPEG состоит из трех частей: Audio , Video, System (объединение и синхронизация двух других).
MPEG1
Стандарт выпущен в 1992 г. По данному стандарту потоки видео и звуковых данных передаются со скоростью 1-3 Мбит в секунду - фактически со скоростью односкоростного CD-ROM проигрывателя - и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами.MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионным стандартам (сравнимо с качеством VHS видео).
MPEG2
Выпущен в 1995 г. Более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.
Параметры изображения: 720 ppl x 576 lpf при 25 fps или 640 х 480 х 30. Стандарт предназначен для каналов связи, обеспечивающих скорость передачи данных 3-10 Мбит/с для обычного телевизионного стандарта и 15-30 Мбит/с для телевидения высокой четкости (ТВЧ). В стандарте обеспечивается совместимость "вперед", т.е. MPEG-2 декодер может декодировать поток данных формата MPEG-1.
Стандарт MPEG-2 также состоит из трех основных частей: системной, видео и звуковой. Системная часть описывает форматы кодирования для мультиплексирования звуковой, видео- и другой информации, рассматривает вопросы комбинирования одного или более потоков данных в один или множество потоков, пригодных для хранения или передачи.
MPEG4
MPEG4 имеет дело не просто с потоками и массивами медиа-данных, а с медиа-объектами (это ключевое понятие стандарта). Объекты могут быть аудио-, видео-, аудиовизуальными, графическими (плоскими и трехмерными), текстовыми. Они могут быть как "естественными" (записанными, отснятыми, отсканированными и т. п.), так и синтетическими (т. е. искусственно сгенерированными). Примерами объектов могут служить неподвижный фон, видеоперсонажи отдельно от фона (на прозрачном фоне), синтезированная на основе текста речь, музыкальные фрагменты, трехмерная модель, которую можно двигать и вращать в кадре, анимированный спрайт. Каждый медиа-объект имеет связанный с ним набор дескрипторов, где и задаются все его свойства, операции, необходимые для декодирования ассоциированных с ним потоковых данных, размещения в сцене, а также поведение и допустимые реакции на воздействия пользователя. Из объектов строятся сцены. Сцена имеет свою систему координат, в соответствии с которой размещаются объекты. Звуковые объекты также могут иметь (и менять во времени) координаты в пространстве сцены, благодаря чему достигаются стерео- и surround эффекты. Объекты могут быть элементарными (primitive) и составными (compound), т. е. представляющими ту или иную композицию элементарных объектов (например, сгенерированный трехмерный телевизор, наложенная на его экран живая видеотрансляция и исходящий из его динамиков звук). Стандарт задает правила кодирования различных объектов, их иерархии и способы композиции при построении сцены, а также методы взаимодействия пользователя с отдельными объектами внутри сцены. Каждый объект имеет свою локальную систему координат - с ее помощью объект управляется в пространстве и во времени. Сцена описывается с помощью иерархической структуры; узлами этой структуры являются объекты, и она динамически перестраивается по мере того, как узлы-объекты добавляются, удаляются или заменяются.
MPEG7
Новый стандарт MPEG7 не является непосредственным продолжением линейки MPEG-предшественников, хотя по предмету стандартизации частично перекликается с ними. MPEG7 должен обеспечивать формализацию и стандартизацию описания различных типов мультимедийной информации (а не ее кодирования), чтобы гарантировать эффективный и быстрый ее поиск. Официально новый стандарт называют Multimedia Content Description Interface - интерфейс описания мультимедийных данных. В нем определен стандартный набор дескрипторов ("описывателей") для различных типов мультимедиа-информации. Здесь также стандартизируется способ определения своих дескрипторов и их взаимосвязи (Description Schemes). Для этих целей в MPEG7 вводится специализированный языкDDL (Description Definition Language - язык описания определений).
Основная цель применения нового стандарта - эффективный поиск мультимедийной информации аналогично тому, как сейчас мы осуществляем поиск текстов по ключевым словам или фразе. Как пример:
• музыка - сыграв несколько нот на клавиатуре, можно получить список музыкальных произведений, которые содержат такую последовательность звуков;
• графика - нарисовав эскиз на экране, получим набор рисунков, содержащих подобный фрагмент;
• видео - задав соответствующий объект и его движение, получим набор видео или анимационных роликов, в которых данный объект присутствует.
Matroska / Матрёшка
Matroska (русский вариант — Матрёшка) — проект, нацеленный на создание открытого гибкого кросс-платформенного (включая аппаратные платформы) стандарта форматов мультимедийных контейнеров и набора инструментов и библиотек для работы с данными в этом формате. Этот проект аудио/видео контейнера не включает в себя форматов сжатия видео и кодеков (таких, как MP3 или JPEG). Это упаковка, которая может содержать большое число потоков аудио, видео и субтитров, позволяя пользователю хранить в одном файле целый фильм и проигрывать его мультимедиа-проигрывателем.
Matroska является открытым проектом (open standard). Это означает, что для персонального использования она абсолютно бесплатна, а техническая спецификация формата битового потока доступна любому, даже компаниям, желающим встроить поддержку формата в свои продукты.
Д/З: www.osp.ru//pcword//1997//12/158317/
Редакторы обработки графической информации.
Основные принципы использования графических редакторов:
Для создания графических изображений с нуля;
Просмотр уже существующих графических файлов;
Редактирование имеющихся графических изображений.
Большинство графических редакторов работают со слоями изображения. Каждый слой содержит часть общей картины. Слои могут быть изначально прозрачными или закрашенными. Слои могут быть выключены, то есть не участвовать в формировании общей картины. Группы слоев могут быть объединены, для последующей совместной обработки.
Векторные редакторы.
Векторная графика строится в соответствии с той или иной геометрической формулой, что позволяет сохранить резкость изображения при любом увеличении.
В строенный графический редактор MS.
Обеспечивает возможность создания сложных документов, содержащих алфавитно-цифровую информацию, схемы, графики, рисунки и т.д.
Возможности редактора:
Позволяет каждый элемент изображения не зависимо редактировать.
При выделении выбранного элемента появляются «ручки».
Операция редактирования находится в меню «правка» или в меню «формат» (2007,2010,2013).
Программа CoralDRAW.
Растровые графические редакторы.
Растровое изображение состоит из большого количества точек (пикселов) различных цветов.
Растровый редактор Paint- это простой редактор позволяющий создавать и редактировать изображения и сохранять в форматах BMP,JPEG,GIF.
Adobe Photoshop 4- используется в своей основе для редактирования растровой и векторной графики.
Возможности:
Программа позволяет группировать и фиксировать слои, добиваясь большой согласованности различных частей изображения.
Использование слоев решает такие задачи как:
Наложение изображения друг на друга.
Корректировка цветов отдельных частей изображения.
К слоям можно применить маски, причем несколько одновременно.
Слои можно смешивать, менять их интенсивность и т.д.
Готовый рисунок сохраняется в формате TIFF,JPEG
Д/З: Отличие растрового изображения от векторного.
Преимущество и недостатки растровых редакторов.
Рабочая область Photoshop. 24.01.13.
Рабочая область Adobe® Photoshop® CS4 организована таким образом, чтобы помочь сосредоточиться на создании и редактировании изображений. Рабочая область включает меню, различные инструменты и панели для просмотра, редактирования и добавления элементов в изображения
Находящаяся в верхней части окна панель приложения содержит переключатель рабочих пространств/сред, меню (только Windows) и другие элементы управления приложением. При работе в некоторых программах Adobe на платформе Mac пользователь может отобразить или скрыть эту панель, используя меню "Окно".
Панель "Инструменты" содержит инструменты для создания и редактирования изображений, графических объектов, элементов страниц и т.д. Связанные инструменты располагаются в группах.
На панели "Управление" выводятся настройки выбранного в данный момент инструмента. В программе Photoshop панель "Управление" называется панелью параметров (в программах Adobe Flash®, Adobe Dreamweaver® и Adobe Fireworks® панель "Управление" отсутствует).
Flash, Dreamweaver и Fireworks имеют Инспектор свойств, отображающий настройки текущего выбранного элемента или инструмента.
Окно документа отображает находящийся в работе файл. В окна документа можно поместить закладки, а в некоторых случаях, их можно группировать и закреплять.
Палитры упрощают отслеживание и изменение обрабатываемого объекта. Например, временная шкала в Flash, палитра "Слои" в Adobe Photoshop® и палитра "Каскадные стили" в Dreamweaver. Палитры можно группировать, располагать в один ряд или закреплять.
В Mac OS фрейм приложения группирует все элементы рабочего пространства/среды в единое интегрированное окно, позволяющее работать с приложением как с единой системой. При перемещении или изменении размера фрейма приложения или его элементов все элементы внутри него взаимодействуют друг с другом и не перекрываются. Палитры не исчезают при переключении приложений или при случайном щелчке за пределами приложения. При работе с несколькими приложениями можно расположить их рядом на экране или на нескольких мониторах. Если вы предпочитаете традиционный произвольный интерфейс Mac, можно отключить фрейм приложения. В Illustrator, например, выберите "Окно" > "Фрейм приложения", чтобы включить или выключить его (в программе Flash фрейм приложения присутствует постоянно; в Dreamweaver фрейм приложения отсутствует).
Управление окнами и палитрами/панелями
Пользовательское рабочее пространство/среду можно создать, перемещая и изменяя окна документов и палитр/панелей. Можно сохранить несколько рабочих пространств/сред и переключаться между ними.
Примечание. Следующие примеры основаны на использовании приложения Photoshop. Во всех других приложениях рабочее пространство/среда функционирует аналогичным образом.
В Photoshop можно изменить размер шрифта для текста панели "Управление", других панелей, а также всплывающих подсказок. Выберите нужное значение в меню "Размер шрифта меню" установок интерфейса.
Управление окнами документа
Если открыто более одного файла, окна документов снабжаются закладками.
• Для изменения порядка окон документов перетащите закладку окна в новое место в группе.
• Для открепления окна документа из группы окон перетащите закладку окна из группы.
• Для прикрепления окна документа к другой группе окон документов перетащите закладку окна в эту группу.
• Чтобы создать группы документов, расположенные каскадно или мозаично, перетащите окно к одной из зон перетаскивания, расположенных вдоль верхнего, нижнего или боковых краев другого окна. Также можно выбрать макет для группы с помощью кнопки "Макет" на панели приложения.
• Чтобы переключиться на другой документ в группе со вкладками при перетаскивании выделенной области перетащите выделенную область на вкладку документа на короткое время.
Прикрепление и открепление палитр/панелей
Док – это набор палитр/панелей или групп палитр/панелей, отображаемых вместе, чаще всего вертикально. Палитры/панели можно прикреплять и откреплять перетаскиванием в область дока или из нее.
Видеоинформация.
Цифровое видео и его характеристики стандарты сжатия и форматы видеофайлов.
Основные характеристика цифрового видео.
Экранное разрешение,
Частота кадров,
Глубина цвета,
Битрейт (ширина видеопотока)
Качество изображения.
Экранное разрешение.
Обозначает количество точек (пикселей) по горизонтали и вертикали, из которых состоит изображение (видиокадр) на экране.
При запси разрешения сначала указывается значение количества точек в строке ( горизонтальное разрешение), а затем число строе, участвующих в построении изображения ( вертикальное разрешение)
Чем выше экранное разрешение, тем качество видео лучше.
Стандарт |
Размер кадра |
Европейский видеостандарт PAL |
720*576 |
Североамериканский стандарт NTSC |
720*480 |
Видео высокой четкости (HD 720p) |
1280*720 |
HDTV (Full HD) |
1920*1080 |
Частота кадров
- Величина указывающая, на то, какое количество кадров сменяестя за секунду.
Тип сигнала |
Скорость воспроизведения (кадр\с) |
Видеосигнал |
30 |
Кино сигнал |
24 |
Глубина цвета ( цветовое разрешение)
Характеристика, указывающая количество цветов, которые могут участвовать в формировании видеоизображения.
Количество цветов в цифровом видео измеряется в битах.
Режим глубины цвета системы RGB
8 бит – 256 цветов
16 бит – 65 536 цветов
24 бита – 16 777 216 цветов.
Битрейт (ширина видеопотока)
Показывает количество обрабатываемых бит видеоинформации за одну секунду времени
Чем скорость видео
потока выше, тем лучше качество.
Стандарты |
битрейт (Мбит\с)
|
DVD – видео |
5 |
Формат телевидения высокой четкости HDTV |
10
|
Качество изображения.
Характеристика призванная оценить качество обработанного видео в сравнении с оригиналом и переделяющаяся совокупностью значения разрешения, глубины цвета и скорость видеопотока.
Стандарты сжатия.
DV (Digital Video)
MPEG (Moving Picture Experts
DV (Digital Video)
Один из самых первых алгоритмов сжатия видеопотока.
Характеристики
невысокую степень сжатия данных (5:1)
Высокий битрейт
Высокое качество отснятых материалов
Невысокие требования к мощности технических компонентов.
MPEG (Moving Picture Experts Group)
Целое семейство стандартов сжатия цифровой информации, разработанное и стандартизированное одноименной экспертной группой специалистов, сформированной организацией ISO в 1988 году.
Первым плодом их творения стал исходный стандарт видео и ауди компрессии MPEG -1 а в 1993 году при учатсии компаний JVC и Philips, была разработана его спецификация Video CD (VCD), которая и известна многим пользователям.
В 1995 году вышел стандарт MPEG -2 которое получил широкое распрастранения в DVD а также при передачи кабельного телевидения.
Вместе с MPEG -2 в тоже время начал разрабатываться новый стандарт MPEG -3 предназначенный для кодирования аудио и видеопотоков в телевидении высокйо четкости скорости передачи данных до 20 – 40 Мбит \с.
Наконец в 1998 появился новое семейство форматов сжатия видео MPEG -4. разрабатывалась с целью улучшения качества картинки при низкой скорости потока.
Кодеки.
Специальные программы, осуществляющие сжатия (кодирования) исходных материалов. При этом каждый из них используется свой собственный алгоритм, который влияет как на качество, так и на скорость кодирования.
Само слово кодек является сокращением от дух слов кодер – декодер. Это значит что кодек должен включать в себя нге только модуль сжатия (кодер), но и простотра (декодер).
MPEG – 4 Parts 2 ASP – один из первых алгоритмов, появившихся в 1999г. Кодеки построенные на его основе, обеспечивают довольно низкое качество выходящих материалова, что и не мудрено. Ведь в то время никаким видео высокой четкости еще и не плохо. Именно поэтому и сегодня этот алгоритм широко востребован при кодировании видео для раздличных мобилных устрйоств и компактных меиаплееров, а также роликов, размещаемых в сети.
Один из самых ярких коммерческий DivX и его бесплатная альтернатива XviD.
MPEG – 4 AVC один из самых последних и популярных алгоритмов, использующихся с успехом как для сжатия видео с низким разрешением так и HD контента.
Медиаконтейнеры и их форматы.
Как и любая другая цифровая информация, видео хранится на диске в виде файлов , или как их еще называют, медиаконтейнеров , содержащих видео – аудио и другие потоки, а также метаданные. В любой момент из контейнера можно вынуть, например, видео или аудиодорожки, перекодировать их и поместить их в другой контейнер, то есть изменить формат видеофайла. Мультимедийные контейнеры могут быть разных типов форматов, а на то, к кокому виду они относится, указывается расширения файла.
Не смотря на то, что большинство контейнеров привязаны к определенному формату, в некоторых из них может храниться видео в совершенно разных стандартах. Например, файл с расширением AVI способен содержать ролики как в формате MPEG – 1 так и в MPEG – 2.
На что же тогда влияет тип контейнера.
Конечно в большей мере качество фильма определяется кодеком и теми параметрами, которые были установлении при сжатии. Но и от контейнера зависит немало. Различные виды видеофайлов имеют определенные требования и ограничения по количетву звуковых дорожек, каналов субтитров, типов используемых кодеков, а также совместимости с бытовыми проигрывателями и плеерами.
Популярные форматы видеофайлов.
AVI - самый древний и традиционный из всех видов медиаконтейнеров, который был впервые использован в Microsoft в 1992. может содержать в себе видео- и аудио информацию, сжатую различными сочетаниями кодеков. Таким образом AVI-файлы при внешнем соседстве могут очень сильно отличаться внутренней начинкой, а что бы точно определить их содержимое, придется воспользоваться специальными программами.
Этот контейнер уже давно устарел и имеет ряд серьезных недостатков:
Невозможность содержания смешанного видео и альтернативных аудиодорожек, отсутствие меток времени и индексов кадра.
Тем неимение этот старичок не хочется уходить . Секретом такого долголетия, скорее всего, универсальность AVI.
MKV - популярнейший формат мультимедийного контейнера, отвечающий всем современным требованиям. В большей мере ориентирован на кодеки семейства H.264 . К его основным возможностям можно отнести.
создание экранного меню
разбиение содержимого на главы.
быстрая перемотка по файлу.
переключения на лету между звуковыми и видеодорожками, а также субтитрами.
Широкой популяризации данного формата способствует тот факт, что это открытый проект. На сегоднейший день используется видео с высокой четкостью .
MP4 – еще один современный формат файлов для хранения цифровых видео и аудиопотоков, являющийся частью стандарта MPEG – 4. обладает практически всеми теми же возможностями, что и mkv. Но у mp4 есть одно преимущество – файлы в этом формате можно проиграть пратически на любых устройствах, начиная со смартфонов и заканчивая игровыми приставками. MKV же, кроме персональных компьютеров, поддерживают только самые современные медиацентры.
Не стоит забывать и тот факт, что MP4 является родным форматом для всех продуктов компании Apple от iPhone до Mac. Так что если вы поклонник яблочного железа, то домашнюю видеоколлецию лучше собирать и хранить в MP4.
VOB - основной контейнер, используемый для хранения мультимедиа контента на DVD – диска. Может содержать несколько потоков видео MPEG – 2 до девяти аудиодорожек, до 32 – х каналов с субтитрами и экранное меню.
FLV – медиаконтейнер, использующийся для размещения и передачи видеороликов в глобальной сети Интернет. Используестя многими курными сервисами видеохостинга, такими как Ru Tube, You Tube. Видеопоток в FLV файле как правило закодирован с помощью кодеков H.263 и H.264, а звук MP3 или AAC.
MOV формат файла, разработанный компанией Apple для хранения видео, графики, анимации и 3D. Своим появлением обязан технологии воспроизведения медиаконтента Quick Time.
TS и M2TS – специализированные контейнер для хранения HD – видео. TS используется в потоковом вещании цифрового телевидения IPTV и DVB. Правда данный контейнер вообще не может содержать субтитры. M2TS является стандартынм контейнером для Blu –Ray видео в который могут быть включены видео и аудиопотоки предусмотренные стандартом BD –ROM, а так же субтитры в графическом формате PGS.
29.01.13
Цифровые аудиформаты.
Цифровые аудиофайлы - особые алгоритмы для сжатия музыкальных файлов, определяющие структуру и особенности представления звуковых данных.
Звуковые форматы делят на три группы:
Аудиформаты без сжатия:WAV, AIFF.
Сжатие без потерь: FIAC, WMA, APE, ALAC
С применение сжатия с потерями: MP3, OGG, AAC
Набор ПО для сжатия и работы с аудиофайлами:
Плееры - служат для непосредственного воспроизведения звуковых файлов, а так же часто используются для каталогизации и упорядочивания музыкальных коллекций.
Конвекторы- приложения, способные осуществлять перекодировку из одного формата в другой.
Рипперы – позволяют извлекать звуковую информацию с оптических носителей и сохранять в различных форматах.
Редакторы- программы, предназначенные для создания, записи и редактирования звуковых данных.
Презентация представляет собой сочетание текста, гипертекстовых ссылок, компьютерной анимации, графики, видео, музыки и звукового ряда (но не обязательно всё вместе), которые организованы в единую среду. Кроме того, презентация имеет сюжет, сценарий и структуру, организованную для удобного восприятия информации. Отличительной особенностью презентации является её интерактивность, то есть создаваемая для пользователя возможность взаимодействия через элементы управления.
Компьютерная презентация представляет собой последовательность слайдов, содержащих текстовые, графические, видео- и аудио объекты, анимацию. Переход между слайдами осуществляется с помощью управляющих объектов (кнопок или гиперссылок).
История:
Работа над первой версией программы была начата в 1984 году. Тогда век компьютерных технологий только начинался. Именно поэтому релиз первой версии 1.0, который увидел мир в 1987 году, был сделан только под Apple Macintosh и был чёрно-белым. В том же 1987 Forethought (компания-разработчик приложения) была выкуплена растущей Microsoft Corporation. С появлением и активным развитием цветных мониторов появились новые, цветные, более совершенные версии PowerPoint. Уже в 1990 году программа была добавлена в пакет офисных приложений Microsoft Office и начала работать в рабочей среде компьютеров под управлением операционных систем Windows. С тех пор PowerPoint занял свою лидирующую нишу на рынке софта.
Правила оформления компьютерных презентаций
Общие правила дизайна
Многие дизайнеры утверждают, что законов и правил в дизайне нет. Есть советы, рекомендации, приемы. Дизайн, как всякий вид творчества, искусства, как всякий способ одних людей общаться с другими, как язык, как мысль — обойдет любые правила и законы.
Однако, можно привести определенные рекомендации, которые следует соблюдать, во всяком случае, начинающим дизайнерам, до тех пор, пока они не почувствуют в себе силу и уверенность сочинять собственные правила и рекомендации.
Правила шрифтового оформления:
Шрифты с засечками читаются легче, чем гротески (шрифты без засечек);
Для основного текста не рекомендуется использовать прописные буквы.
Шрифтовой контраст можно создать посредством: размера шрифта, толщины шрифта, начертания, формы, направления и цвета.
Правила выбора цветовой гаммы.
Цветовая гамма должна состоять не более чем из двух-трех цветов.
Существуют не сочетаемые комбинации цветов.
Черный цвет имеет негативный (мрачный) подтекст.
Белый текст на черном фоне читается плохо (инверсия плохо читается).
Правила общей композиции.
На полосе не должно быть больше семи значимых объектов, так как человек не в состоянии запомнить за один раз более семи пунктов чего-либо.
Логотип на полосе должен располагаться справа внизу (слева наверху и т. д.).
Логотип должен быть простой и лаконичной формы.
Дизайн должен быть простым, а текст — коротким.
Изображения домашних животных, детей, женщин и т.д. являются положительными образами.
Крупные объекты в составе любой композиции смотрятся довольно неважно. Аршинные буквы в заголовках, кнопки навигации высотой в 40 пикселей, верстка в одну колонку шириной в 600 точек, разделитель одного цвета, растянутый на весь экран — все это придает дизайну непрофессиональный вид.
Не стоит забывать, что на каждое подобное утверждение есть сотни примеров, доказывающих обратное. Поэтому приведенные утверждения нельзя назвать общими и универсальными правилами дизайна, они верны лишь в определенных случаях.
Рекомендации по дизайну презентации
Чтобы презентация хорошо воспринималась слушателями и не вызывала отрицательных эмоций (подсознательных или вполне осознанных), необходимо соблюдать правила ее оформления.
Презентация предполагает сочетание информации различных типов: текста, графических изображений, музыкальных и звуковых эффектов, анимации и видеофрагментов. Поэтому необходимо учитывать специфику комбинирования фрагментов информации различных типов. Кроме того, оформление и демонстрация каждого из перечисленных типов информации также подчиняется определенным правилам. Так, например, для текстовой информации важен выбор шрифта, для графической — яркость и насыщенность цвета, для наилучшего их совместного восприятия необходимо оптимальное взаиморасположение на слайде.
Рассмотрим рекомендации по оформлению и представлению на экране материалов различного вида.
Текстовая информация
размер шрифта: 24–54 пункта (заголовок), 18–36 пунктов (обычный текст);
цвет шрифта и цвет фона должны контрастировать (текст должен хорошо читаться), но не резать глаза;
тип шрифта: для основного текста гладкий шрифт без засечек (Arial, Tahoma, Verdana), для заголовка можно использовать декоративный шрифт, если он хорошо читаем;
курсив, подчеркивание, жирный шрифт, прописные буквы рекомендуется использовать только для смыслового выделения фрагмента текста.
Графическая информация
рисунки, фотографии, диаграммы призваны дополнить текстовую информацию или передать ее в более наглядном виде;
желательно избегать в презентации рисунков, не несущих смысловой нагрузки, если они не являются частью стилевого оформления;
цвет графических изображений не должен резко контрастировать с общим стилевым оформлением слайда;
иллюстрации рекомендуется сопровождать пояснительным текстом;
если графическое изображение используется в качестве фона, то текст на этом фоне должен быть хорошо читаем.
Анимация
Анимационные эффекты используются для привлечения внимания слушателей или для демонстрации динамики развития какого-либо процесса. В этих случаях использование анимации оправдано, но не стоит чрезмерно насыщать презентацию такими эффектами, иначе это вызовет негативную реакцию аудитории.
Звук
звуковое сопровождение должно отражать суть или подчеркивать особенность темы слайда, презентации;
необходимо выбрать оптимальную громкость, чтобы звук был слышен всем слушателям, но не был оглушительным;
если это фоновая музыка, то она должна не отвлекать внимание слушателей и не заглушать слова докладчика. Чтобы все материалы слайда воспринимались целостно, и не возникало диссонанса между отдельными его фрагментами, необходимо учитывать общие правила оформления презентации.
Единое стилевое оформление
стиль может включать: определенный шрифт (гарнитура и цвет), цвет фона или фоновый рисунок, декоративный элемент небольшого размера и др.;
не рекомендуется использовать в стилевом оформлении презентации более 3 цветов и более 3 типов шрифта;
оформление слайда не должно отвлекать внимание слушателей от его содержательной части;
все слайды презентации должны быть выдержаны в одном стиле;
Содержание и расположение информационных блоков на слайде
информационных блоков не должно быть слишком много (3-6);
рекомендуемый размер одного информационного блока — не более 1/2 размера слайда;
желательно присутствие на странице блоков с разнотипной информацией (текст, графики, диаграммы, таблицы, рисунки), дополняющей друг друга;
ключевые слова в информационном блоке необходимо выделить;
информационные блоки лучше располагать горизонтально, связанные по смыслу блоки — слева направо;
наиболее важную информацию следует поместить в центр слайда;
логика предъявления информации на слайдах и в презентации должна соответствовать логике ее изложения.
Помимо правильного расположения текстовых блоков, нужно не забывать и об их содержании — тексте. В нем ни в коем случае не должно содержаться орфографических ошибок. Также следует учитывать общие правила оформления текста.
После создания презентации и ее оформления, необходимо отрепетировать ее показ и свое выступление, проверить, как будет выглядеть презентация в целом (на экране компьютера или проекционном экране), насколько скоро и адекватно она воспринимается из разных мест аудитории, при разном освещении, шумовом сопровождении, в обстановке, максимально приближенной к реальным условиям выступления.
Правила создания презентации.
1) Открыть программу Microsoft Power Point (Пуск → Программы → Microsoft
Power Point);
2) Вам предложат пустую презентацию (просто нажмите ОК или Enter);
3) Появится описание макета (выберите нужный Вам макет и также нажмите ОК или
Enter);
4) Необходимо оформить Ваш лист, выбрав для него Фон.
Рекомендации к выбору фона:
_ Помните, что если Вы хотите, чтобы вся Ваша презентация была выполнена в
одном стиле, стоит сразу отметить, что выбранный фон необходимо применить ко
всем слайдам презентации.
_ Помните, что фон должен быть контрастным по отношению с цветом букв (т.е. не
должно быть темных букв на темном фоне); при этом не стоит выбирать темный
фон и белые буквы (такой оригинальный подход не привычен для восприятия и
требует времени, чтобы привыкнуть).
5) Оформление надписей.
Это можно сделать, выбрав опцию «Надпись» на панели рисования, расположенной
внизу, или через опцию «Вставка» в основном меню (верхняя строка).
Рекомендации к оформлению текстовых сообщений:
_ Лучше всего каждую смысловую единицу (цель, задачу, вывод) оформлять в виде
отдельной текстовой ячейки, тогда для каждой из них можно будет настроить
анимацию.
_ Размер и тип шрифта следует выбирать чѐткий, т.к. текст должно быть хорошо
видно на расстоянии 3-х метров.
После того, как первый слайд будет готов, стоит перейти к следующему.
6) Вставка нового слайда (Вставка (в верхней строке меню) → Создать новый слайд
→ Выбрать нужный макет).
7) Оформление графиков, диаграмм и рисунков
Графики, диаграммы и рисунки можно взять из уже имеющихся, например,
выполненных в формате Word или Excel. Если это невозможно, графики и
диаграммы можно воссоздать в программе PowerPoint.
_ Для того чтобы вставить уже имеющийся график (диаграмму), следует
скопировать его и просто вставить в слайд. Помните, что при копировании
диаграмм из других программ вы теряете возможность их редактировать.
_ Для того чтобы воссоздать диаграмму в PowerPoint, нужно выбрать опцию
«Вставка» в основном меню →Диаграмма (на слайде появится диаграмма с
таблицей данных к ней (таблица на слайде не отражается)) → Внесите в таблицу
свои данные и озаглавьте рисунок (все изменения будут отражены на диаграмме).Примечание: построение диаграмм в Power Point подобно построению диаграмм в
Excel.
8) Настройка анимации.
Программа Microsoft PowerPoint позволяет использовать эффекты анимации при
демонстрации презентации, но для этого анимацию нужно предварительно
настроить:
_ Выберите слайд, на котором будет использована анимация;
_ В главном меню (верхняя строка) выберите опцию «Показ слайдов» → Настройка
анимации;
_ Далее необходимо выбрать эффект (как будет появляться объект). Данную
операцию нужно проделать для каждого из выбранных объектов;
_ Возможности программы позволяют сделать так, что текст будет появляться по
буквам, словам или всей фразой целиком. Кроме того, можно задать автоматическое
появление следующего объекта, через определенный временной промежуток.
_ Когда вы зададите параметры анимации, можете просмотреть, что у вас
получилось, прямо в окне настройки анимации, выбрав опцию «Просмотр».
9) Редактирование последовательности слайдов.
Опция Вид →Сортировщик файлов.
На экране отразятся все имеющиеся в Вашей презентации слайды, просто нажмите
правой кнопкой мыши на необходимый слайд и, не отпуская кнопки, перетащите
слайд на нужное место.
10)Просмотр презентации.
После того, как Вы заполните все слайды Вашей презентации, настроите эффекты
анимации, можно просмотреть Вашу презентацию. Для этого нужно найти опцию
«Показ слайдов» в основном меню (верхняя строка).
30.01.13г.
Создание презентаций
Презентация – мультимедийное представление информации по определенной теме.
Презентация - передача или представление аудитории новой для нее информации.
Презентация - демонстрационные материалы для публичного выступления.
Компьютерная презентация – файл, в котором собраны материалы выступления, подготовленные в виде компьютерных слайдов.
Достоинства:
Последовательность изложения.
Возможность воспользоваться официальными шпаргалками.
Мультимедийные эффекты.
Копируемость.
Транспортабельность.
Запуск приложения MS PowerPoint.
Презентации создаются на основе:
новой пустой презентации.
С помощью мастера автосодержания или шаблонов.
Режимы отображения документа в редакторе.
Обычный режим является основным рабочим режимом в процессе создания и редактировании.
Режим сортировщика файлов - монопольное представление слайдов в форме эскизов.
Режим показа слайдов.
Режим страницы заметок. Утрировано выделена панель окна отвечающая за внесения заметок докладчика.
Оформление презентации.
Вставка текста в слайд.
Проверка орфографии.
Вставка рисунков в презентацию.
Анимация текстов и объектов.
Использование музыки, звуков, клипов.
Установка интервала времени показа слайдов.
Добавление переходов между слайдами.
Способы печати презентации.
Печать слайдов происходит по стандартной схеме: открывается файл, вызывается окно печати, задается вариант печати, диапазон печати, число копий.
Способы достижения единообразия в оформлении презентации.
Существует три метода управления внешним видом слайда:
С помощью образцов. Образец – элемент шаблона оформления, в котором хранятся данные шаблона: стили шрифтов, размеры и расположение рамки, оформление фона, цветовые схемы.
Цветовая схема – набор из 8 гармонично подобранных цветов, используемых в качестве основных цветов презентации.
Шаблоны оформления – содержат цветовые схемы, образцы слайдов, заголовков с нестандартным форматированием, а также стилизованные шрифты.
Показ презентации.
Показ слайдов, управляемых докладчиком
Показ слайдов, управляемых пользователем.
Автоматический показ слайдов.
Общие правила дизайна
Многие дизайнеры утверждают, что законов и правил в дизайне нет. Есть советы, рекомендации, приемы. Дизайн, как всякий вид творчества, искусства, как всякий способ одних людей общаться с другими, как язык, как мысль — обойдет любые правила и законы.
Однако, можно привести определенные рекомендации, которые следует соблюдать, во всяком случае, начинающим дизайнерам, до тех пор, пока они не почувствуют в себе силу и уверенность сочинять собственные правила и рекомендации.
Правила шрифтового оформления:
Шрифты с засечками читаются легче, чем гротески (шрифты без засечек);
Для основного текста не рекомендуется использовать прописные буквы.
Шрифтовой контраст можно создать посредством: размера шрифта, толщины шрифта, начертания, формы, направления и цвета.
Правила выбора цветовой гаммы.
Цветовая гамма должна состоять не более чем из двух-трех цветов.
Существуют не сочетаемые комбинации цветов.
Черный цвет имеет негативный (мрачный) подтекст.
Белый текст на черном фоне читается плохо (инверсия плохо читается).
Правила общей композиции.
На полосе не должно быть больше семи значимых объектов, так как человек не в состоянии запомнить за один раз более семи пунктов чего-либо.
Логотип на полосе должен располагаться справа внизу (слева наверху и т. д.).
Логотип должен быть простой и лаконичной формы.
Дизайн должен быть простым, а текст — коротким.
Изображения домашних животных, детей, женщин и т.д. являются положительными образами.
Крупные объекты в составе любой композиции смотрятся довольно неважно. Аршинные буквы в заголовках, кнопки навигации высотой в 40 пикселей, верстка в одну колонку шириной в 600 точек, разделитель одного цвета, растянутый на весь экран — все это придает дизайну непрофессиональный вид.
Не стоит забывать, что на каждое подобное утверждение есть сотни примеров, доказывающих обратное. Поэтому приведенные утверждения нельзя назвать общими и универсальными правилами дизайна, они верны лишь в определенных случаях.
Рекомендации по дизайну презентации
Чтобы презентация хорошо воспринималась слушателями и не вызывала отрицательных эмоций (подсознательных или вполне осознанных), необходимо соблюдать правила ее оформления.
Презентация предполагает сочетание информации различных типов: текста, графических изображений, музыкальных и звуковых эффектов, анимации и видеофрагментов. Поэтому необходимо учитывать специфику комбинирования фрагментов информации различных типов. Кроме того, оформление и демонстрация каждого из перечисленных типов информации также подчиняется определенным правилам. Так, например, для текстовой информации важен выбор шрифта, для графической — яркость и насыщенность цвета, для наилучшего их совместного восприятия необходимо оптимальное взаиморасположение на слайде.
Рассмотрим рекомендации по оформлению и представлению на экране материалов различного вида.
Текстовая информация
размер шрифта: 24–54 пункта (заголовок), 18–36 пунктов (обычный текст);
цвет шрифта и цвет фона должны контрастировать (текст должен хорошо читаться), но не резать глаза;
тип шрифта: для основного текста гладкий шрифт без засечек (Arial, Tahoma, Verdana), для заголовка можно использовать декоративный шрифт, если он хорошо читаем;
курсив, подчеркивание, жирный шрифт, прописные буквы рекомендуется использовать только для смыслового выделения фрагмента текста.
Графическая информация
рисунки, фотографии, диаграммы призваны дополнить текстовую информацию или передать ее в более наглядном виде;
желательно избегать в презентации рисунков, не несущих смысловой нагрузки, если они не являются частью стилевого оформления;
цвет графических изображений не должен резко контрастировать с общим стилевым оформлением слайда;
иллюстрации рекомендуется сопровождать пояснительным текстом;
если графическое изображение используется в качестве фона, то текст на этом фоне должен быть хорошо читаем.
Анимация
Анимационные эффекты используются для привлечения внимания слушателей или для демонстрации динамики развития какого-либо процесса. В этих случаях использование анимации оправдано, но не стоит чрезмерно насыщать презентацию такими эффектами, иначе это вызовет негативную реакцию аудитории.
Звук
звуковое сопровождение должно отражать суть или подчеркивать особенность темы слайда, презентации;
необходимо выбрать оптимальную громкость, чтобы звук был слышен всем слушателям, но не был оглушительным;
если это фоновая музыка, то она должна не отвлекать внимание слушателей и не заглушать слова докладчика. Чтобы все материалы слайда воспринимались целостно, и не возникало диссонанса между отдельными его фрагментами, необходимо учитывать общие правила оформления презентации.
Единое стилевое оформление
стиль может включать: определенный шрифт (гарнитура и цвет), цвет фона или фоновый рисунок, декоративный элемент небольшого размера и др.;
не рекомендуется использовать в стилевом оформлении презентации более 3 цветов и более 3 типов шрифта;
оформление слайда не должно отвлекать внимание слушателей от его содержательной части;
все слайды презентации должны быть выдержаны в одном стиле;
Содержание и расположение информационных блоков на слайде
информационных блоков не должно быть слишком много (3-6);
рекомендуемый размер одного информационного блока — не более 1/2 размера слайда;
желательно присутствие на странице блоков с разнотипной информацией (текст, графики, диаграммы, таблицы, рисунки), дополняющей друг друга;
ключевые слова в информационном блоке необходимо выделить;
информационные блоки лучше располагать горизонтально, связанные по смыслу блоки — слева направо;
наиболее важную информацию следует поместить в центр слайда;
логика предъявления информации на слайдах и в презентации должна соответствовать логике ее изложения.
Помимо правильного расположения текстовых блоков, нужно не забывать и об их содержании — тексте. В нем ни в коем случае не должно содержаться орфографических ошибок. Также следует учитывать общие правила оформления текста.
После создания презентации и ее оформления, необходимо отрепетировать ее показ и свое выступление, проверить, как будет выглядеть презентация в целом (на экране компьютера или проекционном экране), насколько скоро и адекватно она воспринимается из разных мест аудитории, при разном освещении, шумовом сопровождении, в обстановке, максимально приближенной к реальным условиям выступления.
Локальные сети. 31.01.13.
Место и роль локальных сетей
Передача информации между компьютерами существует, наверное, с самого момента возникновения вычислительной техники. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем. Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Internet, способной связать все компьютеры мира. Какое же место во всей этой иерархии отводится локальным сетям? Чаще всего термин «локальные сети» (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не слишком точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивает связь на расстоянии нескольких километров или даже десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу. Но такая связь также не называется локальной сетью. Некоторые авторы определяют локальную сеть как «систему для непосредственного соединения многих компьютеров». При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов, так и оптоволоконные кабели. Определение передачи «без посредников» также не слишком четко, ведь в современных локальных сетях используются самые разнообразные концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, считать их посредниками или нет. Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, по сути, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в первую очередь понимается в данном случае высокая реальная скорость доступа, при которой обмен информацией между приложениями осуществляется незаметно для пользователя. При таком определении ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не подпадают под понятие локальной сети. Из такого определения сразу же следует, что скорость передачи по локальной сети должна обязательно расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это мы и наблюдаем: если еще сравнительно недавно вполне приемлемой считалась скорость обмена в 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая на скорости 100 Мбит/с и активно разрабатываются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. При меньших скоростях передачи связь станет узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера. Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой - высокая скорость обмена. Но это не единственное отличие, не менее важны и другие факторы. Например, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи. Ведь даже очень быстро переданная, но искаженная ошибками информация бессмысленна - ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые качественные линии связи. Принципиальное значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с большой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком). Если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут чрезмерно долго ждать своей очереди на передачу, и даже если передача будет производиться затем на высочайшей скорости и полностью безошибочно, то для пользователя сети это все равно обернется неприемлемой задержкой доступа ко всем сетевым ресурсам. Любой механизм управления обменом может гарантированно работать только тогда, когда заранее известно, сколько компьютеров (абонентов, узлов) может быть подключено к сети. При включении непредусмотренно большого числа абонентов забуксует вследствие перегрузки любой механизм. Наконец, сетью в истинном смысле этого слова можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять хотя бы до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты. Таким образом, можно сформулировать следующие отличительные признаки локальной сети:
высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10"7 - 10~8;
эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;
ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.
При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом в них в принципе не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования. Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей - городские сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно бывают ближе к глобальным сетям, хотя иногда имеют некоторые черты локальных сетей -например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть действительно локальной, со всеми ее преимуществами. Правда, сейчас уже нельзя провести четкую и однозначную границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную сеть, но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети выданном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети. По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических изображений, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (то есть совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов.
Абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач. С их помощью можно также управлять работой сложной технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно. Однако локальные сети имеют и некоторые недостатки, о которых всегда следует помнить. Помимо дополнительных материальных затрат на покупку оборудования и сетевого программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала, необходимо также иметь специалиста, который будет заниматься контролем за работой сети, модернизацией сети, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей - то есть администратора сети. Сети ограничивают возможности перемещения компьютеров, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей. Кроме того, сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Так что ничто не дается даром. Здесь же упомянем о таких важнейших понятиях теории сетей, как сервер и клиент. Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только сети. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно сервер - это самый мощный компьютер. Выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Специфический тип сервера - это сетевой принтер. Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером. Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами, является клиентом
В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:
проводные (воздушные);
кабельные (медные и волоконно-оптические);
радиоканалы наземной и спутниковой связи.
Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.
Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.
Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Витая пара существует в экранированном варианте (Shielded Twistedpair, STP), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном (Unshielded TwistedPair, UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Коаксиальный кабель (coaxial)имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения — для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т. п. Волоконно-оптический кабель (opticalfiber) состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.
Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, CB и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (Frequency Modulation, FM), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и-приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.
В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества к стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя — например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети, таким как шофер грузовика, врач, совершающий обход, и т. п.