Введение в специальность

365

размещать инструменты в пространстве, передвигать их во время исполнения произведения и т. д.

В целом стандарт MPEG-4 является революционным, его детали продолжают уточняться, а реализация в программных и аппаратныхкодекахразличныхпроизводителейосуществленалишьчастично. Опережая современный уровень техники, он определяет пути развития мультимедиа на ближайшие годы.

Ксовременным сетевым мультимедиа-услугам относятся:

•компьютерная телефония,

•потоковое радиовещание,

•видеоконференции,

•потоковое видео.

Компьютернаятелефония(IP-телефония). Какмызнаем, для передачи речи в принципе требуется пропускная способность 64 кбит/с, однако, используя технологии сжатия, можно уменьшить битрейт до 8-16 кбит/с. Эти цифры делают экономически целесообразным передавать телефонные сообщения не пообычным междугородным и международным телефонным каналам, а в потоке пакетовпоIP-протоколу. Такимобразом, еслиоборудоватьсвойкомпьютер микрофоном и наушниками, можно пообщаться с аналогичным абонентом в другой стране по цене, которую нужно заплатить за пользование каналом интернета без учета дальности абонента. Однако при этом весьма критичным является время задержкипакетов, котороевобычных условиях можетоказаться недопустимо большим (более 0,1 с).

Втакомпростейшемвариантеинтернет-телефониякаквидбиз- несабесперспективна: врядлинайдетсямногожелающихзвонить, сидя у компьютера с микрофоном и наушниками; проще воспользоваться междугородным телефоном. Коммерческая услуга предоставляется по другой схеме. Вызывающий абонент с обычного телефона звонит в центр IP-телефонии своего города, где находится оборудование, преобразующее звуковой сигнал в поток пакетов, а также шлюз в магистральную сеть, гарантирующую приемлемое время задержки пакетов (например, ATM). Аналогичный центр ус-

366

траивается на другом конце магистрали, в городе назначения, где поток пакетов обратно преобразуется в звуковой сигнал, отправляемый по телефонной сети общего пользования вызываемому абоненту. С учетом всехзатраттарифы на междугородные имеждуна- родныезвонкиупровайдеровIP-телефонииоказываютсяна40-50% ниже, чем у традиционных операторов связи.

Интернет-радиовещание. БлизкимродственникомIP-телефо- нии является интернет-радиовещание. Принцип действия его тот жесамый: звуковойсигналуисточникапреобразуетсявнепрерывный поток битов, который сжимается до приемлемого битрейта и передается сетевыми транспортными средствами получателю, где он спомощьюкодекаизвуковойкартысновапревращаетсявзвук. Длярадиовещательныхкомпанийоткрываетсяуникальнаявозможность, не увеличивая мощности своих передатчиков, распространитьсигналповсемусвету, адляпользователей, имеющихвыходв интернет, появляется возможность выбрать любую из сотен и тысяч интернет-радиостанций, а не только ту, которую можно поймать с помощью обычного радиоприемника. Однако практическая реализацияэтойидеинаталкиваетсянарядтрудностей. Деловтом, что скорость передачи данных, которая требуется для качественного воспроизведения музыкальных программ, значительно больше, чем для телефонии. Как мы уже отмечали, высокая верность воспроизведения, сравнимая с качеством компакт-диска, достижима при битрейте не менее 128 кбит/с, а для большинства абонентов, подключенных к Сети через обычный модем такая скорость невозможна. Всвязисэтимдлясетевоговещанияразработаныспециальные протоколы прикладного уровня, которые позволяют автоматически подстраивать битрейт под фактическую пропускную способность канала связи. То есть, установив на компьютере клиентскую программу сетевого вещания и подключившись к серверу сетевой радиостанции, абонент в любом случае ее услышит, однако качество трансляции будет на его совести.

Видеоконференции и потоковое видео. Организация видео-

конференций между двумя абонентами в интернете в принципе не отличается от компьютерной телефонии, только дополнительно к

367

микрофону нужно установить видеокамеру, а для кодирования и декодированиявидеопотоканеобходимоиспользоватьсоответствующие программные или аппаратные видеокодеки.

Практическаяорганизациявидеоконференцийупираетсяопятьтаки в пропускную способность канала передачи данных. Для передачи движущегося изображения, сравнимого по качеству с телевизионным, требуется битрейт порядка 1000 кбит/с. В локальной сети такую скорость обеспечить можно, а для междугородного интернетавсовременныхотечественныхусловияхэтонереально. Под видеоконференциейобычнопонимаютпередачукартинкиоченьнебольших размеров, в четверть или девятую часть экрана, со скоро- стьюсъемки5-10 кадроввсекунду. Приэтом, используясовременные методы сжатия данных, можно уложиться в 64-128 кбит/с.

Развитием технологии видеоконференций является потоковое видеовещание. Для обеспечения этого сервиса разработан ряд высокоуровневых протоколов, в частности, протокол передачи в ре-

альном времени RTP – Real-time Transport Protocol, который заме-

няетобычныйTCP ив отличиеотнего поддерживаетмногоадресноераспространениеинформации. Протоколыпотоковоговидеопозволяютадаптивно настраиватьбитрейтидают возможностьпередавать изображение с самым различным качеством – от «полуживых» картинок, меняющихся раз в несколько секунд до полноценных телевизионных программ, которые транслируются в Сеть видосерверами ведущих телевизионных компаний. Более того, возможность установки видеосервера в любой точке интернета породила особыйвидсетевыхресурсов– любительскоевидеовещание. Для него не нужны дорогие телевизионные передатчики и лицензии на работу в эфире. Интернет-трансляция картинки невысокого качества возможна самыми простыми средствами, достаточно установить дома видеокамеру и компьютер с программным кодеком Множество людей, движимых тщеславием, организовали по этой схеме непрерывное вещание из своих домов, дворов и аквариумов, интернет переполнен подобными предложениями.

Прием видеопотоков из интернета доступен покаочень немногим, покрайнеймеревРоссии, попричинемалойпропускнойспо-

368

собности «последней мили», однако прогресс в технике связи идет так быстро, что через несколько лет он станет столь же привычным, как и вещание через эфир.

вающих передачу текстовых или мультимедийных сообщений от абонента к абоненту. Именно коммуникационные услуги сделали компьютерные сети на ранних этапах их развития привлекательнымидлямиллионовпользователей. Однаковдальнейшемвсевозрастающую роль стала играть более высокая форма информацион-

ного обслуживания – накопление и совместное использование ин-

формационныхресурсов. Элементыэтогосервисасодержалисьуже в группах новостей и FTP-архивах, однако его истинное развитие началось в начале 90-х годов когда в интернете почти одновременно появилось две новых технологии – Gopher и World Wide Web, основанные на совершенно различных принципах. В этом разделе мы кратко рассмотрим историю и идеологию Gopher, а развитию Web, учитываяеевселенскийхарактер, целикомпосвятимследующий параграф.

Слово gopher обозначает распространенного в Северной Америке зверька гофера, родственного сусликам; этот небольшой симпатичный грызун является геральдическим животным американского штата Миннесота. Кроме того оно по звучанию совпадает с жаргонным словом gofer (сокращение от go for), переводимым как «мальчикнапобегушках», «порученец». СистемаGopher былараз-

369

онное Gopher-пространство (GopherSpace).

Главнойидеейсистемыбылопредставление всейинформации в виде иерархического дерева. Разработчики Gopher считали, что такая форма очень понятна пользователям, т.к. они каждый день имеют дело с иерархическими каталогами библиотек и иерархической структурой файловой системы. По сути Gopher представляет собой распределенную по GopherSpace файловую систему, корневой каталог которой (Mother Gopher), до сих пор находится в Университете Миннесоты.

Система создавалась в то время, когда о графических клиентах интернетанебылоиречи, аосновнымсредствомобщенияспользователем были алфавитно-цифровые дисплеи. Загрузив клиент Gopher, пользователь видел на экране главное меню в виде текста, содержащего список рубрик верхнего уровня:

Internet Gopher Information Client v1.03

Root gopher server: gopher.micro.umn.edu

-> 1. . Information About Gopher/

2.Computer Information/

3.Discussion Groups/

4.Fun & Games/

5.Internet file server (ftp) sites/

6.Libraries/

7. . News/

8. . Other Gopher and Information Servers/

9. . Phone Books/

10.Search lots of places at the U of M <?>

11. . University of Minnesota Campus Information/

Press ? for Help, q to Quit, u to go up a menu

Page: 1/1

Выбрав стрелкой или цифрой соответствующий пункт, можно попастьнавторойуровеньрубрикацииитакдалеедотехпор, пока небудетнайденнужныйфайл, которыйможноскопироватьсебена компьютер. В этих файлах может содержаться те только текстовая, но визуальная и любая другая информация, однако просмотр ее средствами самого Gopher не предусмотрен.

Когда Gopher-пространство стало достаточно большим, поиск

370

нужного документа по иерархии меню превратился в непростую задачу. Приходилось долго бродить по дереву каталогов, составленному людьми, представление которых о конкретной предметной области не совпадает со взглядами пользователя. По этой причине в конце 1992 года для GopherSpace в Университете штата Невада была разработана информационно-поисковая система под ос-

троумным названием Veronica (Very Easy Rodent-Oriented Net-wide Index of Computerized Archives – Очень легкий всесетевой индекс компьютеризированных архивов, ориентированный на грызунов). Эта система позволяла находить нужные документы по ключевым словам и немало способствовала росту популярности сервиса

Gopher.

Мы так подробно остановились на системе Gopher не только потому, что это была первая крупномасштабная информационная интернет-система, подготовившая почву для последующей Webреволюции, но и для того, чтобы продемонстрировать принципиальнуюнедостаточностьподходакпостроениюглобальнойинформационной системы, основанного на иерархической системе каталогов.

Во-первых, эти каталоги должны кем-то вручную поддерживаться, принесколькихтысячахсерверовэтоеще возможно, аесли их несколько миллионов?

Во-вторых, тематическое разбиение каталогов должно совпадать с информационными потребностями пользователя. Учитывая анархичностьинтернетаиогромноеколичествовсевозможныхинтересов у пользователей, очевидно, что в Сети может не оказаться каталога, отражающего нужную предметную область.

В-третьих, каждый документ в Gopher-пространстве является самостоятельным объектом, полностью изолированным от остальных документов. Для того, чтобы перейти от одного документа к другому, дажеоченьблизкомупосодержанию, нужнозановопройти всю иерархию каталогов. Для рядового пользователя такая работа оказывается крайне обременительной, он хотел бы иметь, по образномувыражениюБиллаГейтся«информациюнакончикахпальцев».

Эту возможность дала ему технология, World Wide Web, воз-

371

никшая почти одновременно с Gopher, но основанная на принци- пиальнодругомпринципе–– принципегипертекста. Некотороевремядветехнологииразвивалисьпараллельнодругдругу, Gopher даже опережал Web, однако после создания в 1993 году графического интернет-браузера развитие сервиса WWW приобрело взрывной характер и затмило все остальное. Во второй половине 90-х годовпрактически все разработанные ранее высокоуровневые cервисы, включая Gopher, были подключены к WWW и работа с ними мо- жетвестисьчерезWeb-интерфейс. Каждыйможетубедитьсявэтом сам, набрав в окошке своего Web-браузера современный URL-ад-

рес Alma Mater этой системы: gopher://gopher.tc.umn.edu.

4.9. Web-революция

РаспространениеWeb-технологийвинтернетевовторойполо- вине 90-х годов было столь стремительным, что этот феномен не безоснованийназываютWeb-революцией. Делодошлодотого, что многие пользователи, пользуясь чрезвычайно простыми и удобны- миWeb-сервисами, инеподозревают отом, чтовСети былоиесть что-то еще.

Для сторонних наблюдателей Web-революция произошла внезапно, однако на самом деле на готовилась в течение десятилетий. Основные ее движущие силы – гипертекст, клиент-серверные технологии и сетевые коммуникации – до некоторого момента времени развивались независимо друг от друга. Объединившись вместе, они породили концепцию глобальной информационной системы, не только определивший лицо сегодняшнего интернета, но кроме тогодавшейжизньрядудругихсовременныхинформационныхтехнологий. Поскольку историю сетевых коммуникаций мы уже рассмотрели, обратимся к истокам гипертекста.

Впервые слово «web» в словаре информатикипоявилось, по-видимому, втрудахвыдающегосяамериканскогоученогоиадми-

нистратораВанневараБуша(Boosh, Vannevar; 1890-1974), прозван-

372

ногосовременниками«царемнауки». Эта фамилияуженеразвстречаласьнамвистории вычислительной техники. В 30-е годы, будучи деканом в Массачусетском технологическоминституте, онсконструировал крупнейшую электромеханичес- куюаналоговуюмашину-дифференциаль- ныйанализатор, подегоруководствомначинал свои исследования легендарный Клод Шеннон. В годы войны Буш испол-

нял обязанности советника президента Ванневар Буш Рузвельта по науке и в этом качестве курировалзнаментиыйМанхеттенскийпроект по созданию атомной бомбы.

В 1945 году Буш опубликовал в далеком от техники журнале

The Atlantic Monthly статью «As we may think – Как мы можем думать». Рассуждая о формах представления информации, он отмечал, что линейная, последовательная схема изложения материала, принятая в книгах, противоречит ассоциативному механизму мышления человека:

«Захватив один объект, мозг немедленно переходит к другому, что предполагает наличие механизма мысленных ассоциаций, некоторой паутины (web) ячеек мозга, связанных сложными путями... Разумеется, нельзя стремиться повторить природу, но надо у нее учиться. И первая мысль состоит в том, что нужно попытаться создать механизмассоциативногодоступакданнымвзамениндексного. Никто не сомневается, что такой механизм будет уступать человеческому мозгу по скорости и гибкости доступа к данным, но можно надеяться, что он позволит в более удобной форме выбирать данные из памяти».

Для реализации своей идеи Буш предлал построить фото-элек- тромеханическую (электронных компьютеров в то время еще не было) машину«Memex», дляхраненияичтениябольшихмассивов документов, переснятых на микрофильмы. Успехи микрофотографии того времени были таковы, что объема хранилища хватило бы

373

на сто лет при условии, что пользователь вводил бы ежедневно по 5000 страниц. Машина должна была иметь вид письменного стола с клавиатурой иэкраном, накоторыйпредполагалось проецировать изображение документов, носамойоригинальнойеечастью

был механизм, позволяющий быстро Memex переходитьотодногодокументакдругому по перекрестным (в сегодняшней терминологии – гипертекстовым) ссылкам.

Хотя проект Memex так и не был осуществлен, он вдохновил последователей – Теда Нельсона, Дугласа Энгельбарта, Рея Оззи, Била Аткинсона и др. на создание гипертекстовых информационных систем, при этом все они признавали проиоритет Ванневара Буша. В1995 г. вМассачусетскомтехнологическоминститутебыла проведена конференция, посвященная Бушу и приуроченная к пятидесятилетию изобретения гипертекста.

Сами термины гипертекст (hypertext) и

гипермедиа (hypermedia) были впервые предложены Тедом Нельсоном (Nelson, Theodor Holm; р. 1937) в 1965 г. Этот одаренный и весьма неорди-

нарный человек увлекался литературой, театром, музыкой и философией, выступалнапрофессиональнойсцене, работалкорреспондентом The New York Times и даже издавал собственный журнал. Закончивкомпьютерныекурсы, онувлексяидеейсозданиявсемирного хранилища знаний, которое могло бы сохранить в своей бездоннойпамятилюбуюнаписаннуюилипроизнесеннуюмысль, связаннуюбесчисленнымиперекрестнымиссылкамисранеезанесенными понятиями или высказываниями. Тогда потенциальный читатель мог бы проследить любую идею ретроспективно, чтобы выяснить ее корни. Для своего явно несбыточного по технологическиммеркамXX века проектаНельсонизбралэкзотическоеимя

Xanadu.

Xanadu (Ксанаду) – реальное местечко в Монголии, где сохра-

374

нились развалины дворца Кубла Хана. В свое время эти старинные камни вдохновили знаменитого английского поэта Cамуэля Колериджа

(Coleridge, Samuel; 1772-1834) на написание ро-

мантической поэмы «Kubla Khan». Во сне Коллеридж увидел дивный дворец удовольствий Xanadu, послепробужденияонпыталсяописать в стихах свое видение, но его прервали прежде, чем он успел закончить И никогда позже он не смог полностью восстановить ни образ, ни слова, егоописывающие... Такимобразом, название Xanadu ассоциируется с несбыточной мечтой о чудесном дворце литературной памяти и творческой свободы, где ничто не забывается.

Несмотря на невозможность полномасштабного воплощения проекта, отдельные его части были доведены допрактической реализации, а сам Нельсон продолжает свои исследования в родной его философскому менталитету Японии. С его легкой руки слово «гипертекст» вошлов70-хи80-хгодахвмоду, аглавнаяидеяXanadu

– универсальное хранилище знаний и свобода доступа к ним – начала реализовываться в целом ряде работающих документальных информационных систем. В отличие от СУБД такие системы хранят не жестко структурированные данные в виде таблиц, а произвольные текстовые или мультимедийные документы, доступ к которым осуществляется по системе ссылок. Иногда к программам этого класса применяется термин система управления знаниями

(knoledge mamagement system).