Чарльз Петцольд - Код. Тайный язык информатики

Еще одно направление мультимедиа — цифровое видео. Иллюзия движения видео- и телевизионных изображений достигается путем быстрой смены отдельных неподвижных изображений, которые называются кадрами . Фильмы воспроизводятся со скоростью 24 кадра в секунду. Для телевидения США стандарт — скорость 30 кадров в секунду, а для большинства других — 25 кадров в секунду.

Воспроизводимый на компьютере видеофайл является просто последовательностью растровых изображений, сопровождаемых звуком. Без применения алгоритма сжатия данных размер такого файла будет огромным. Например, при разрешении 640 × 480 пикселов и 24-битной глубине цвета каждый кадр фильма занимает 921 600 байт. При скорости воспроизведения 30 кадров в секунду нам требуется 27 648 000 байт для записи одной секунды видео. При таких параметрах одна минута будет занимать 1 658 880 000 байт, а весь двухчасовой фильм — 199 065 600 000 байт — около 200 гигабайт. Так что большинство воспроизводимых на персональном компьютере фильмов имеют небольшое разрешение и невысокое качество, и они короткие [38].

Алгоритм сжатия данных JPEG уменьшает размер неподвижных изображений, а алгоритм MPEG (Motion Pictures Expert Group — «экспертная группа по движущимся изображениям») — фильмов. Технология сжатия движущихся изображений основана на факте, что смежные кадры обычно содержат много одинаковой информации.

Существуют несколько стандартов MPEG. MPEG-2 предназначен для телевидения высокой четкости (HDTV) и цифровых видеодисков (DVD, Digital Video Disks) или цифровых многоцелевых дисков (Digital Versatile Disc). DVD-диск имеет такой же размер, что и компакт-диск, однако данные можно записывать на обеих его сторонах по два слоя. Видео, записанное на DVD-диске, сжимается примерно в 50 раз, поэтому для двухчасового фильма требуется всего четыре гигабайта, и оно может уместиться на одном слое одной стороны. Использование обоих слоев и обеих сторон увеличивает емкость DVD-дисков примерно до 16 гигабайт, что примерно в 25 раз превышает емкость компакт-диска.

Являются ли диски CD-ROM и DVD-ROM современной реализацией устройства Memex, описанного Вэниваром Бушем? Изначально в Memex планировалось использовать микрофильмы, однако диски CD-ROM и DVD-ROM гораздо больше подходят на роль носителей информации для этого устройства. По сравнению с физическими преимущество электронных носителей следующее: в них легче найти нужные данные. К сожалению, мало кто может получить доступ сразу к нескольким CD- или DVD-дискам. Максимально приближенная к концепции Буша реализация предполагает не хранение всей нужной информации в одном месте, а соединение компьютеров друг с другом для обмена информацией и более эффективного использования запоминающих устройств.

Первым человеком, которому удалось осуществить удаленное управление компьютером, был Джордж Стибиц, сотрудник Bell Labs, который в 1930-х годах разработал релейный компьютер. Удаленное управление этим компьютером имело место в 1940 году на демонстрации в Дартмуте.

Телефонная система устроена так, чтобы передавать по проводам звук, а не биты. Передача битов по телефонным проводам требует их преобразования в звук. Непрерывная звуковая волна постоянной частоты и амплитуды, называемая несущей , вообще не передает существенной информации. Стоит изменить какой-то из параметров этой звуковой волны, другими словами, произвести модуляцию , чтобы один из ее параметров колебался между двумя разными состояниями, и вы сможете представить с ее помощью значения 0 и 1. Преобразование битов в звук происходит с помощью устройства, называемого модемом (modem; модулятор/демодулятор). Модем — последовательный интерфейс, поскольку отдельные биты байта передаются друг за другом, а не одновременно. (Принтеры часто подключаются к компьютерам через параллельный интерфейс, позволяющий одновременно передавать целый байт благодаря наличию восьми проводов.)

В ранних модемах использовался метод частотной манипуляции . Модем, передающий данные со скоростью, например, 300 бит в секунду, может преобразовывать 0 бит в частоту 1070 герц, а один бит — в частоту 1270 герц. Каждый байт предваряется старт-битом и заканчивается стоп-битом, поэтому для передачи одного байта требуется десять бит. Первые модемы передавали данные со скоростью 300 бит (30 байт) в секунду. В современных модемах используются более сложные технологии, позволяющие увеличить скорость передачи данных более чем в 100 раз.

На заре эры компьютерных коммуникаций энтузиасты объединяли персональный компьютер и модем в электронные доски объявлений , к которым через телефонную линию могли подключаться пользователи других компьютеров и скачивать файлы, то есть копировать файлы с удаленного компьютера на свой. Эта концепция широко применялась и такими крупными информационными сервисами, как CompuServe. В большинстве случаев обмен данными осуществлялся в форме ASCII-кодов.