Smartphones
Сейчас уже трудно найти человека который бы не слышал термин «смартфон», хотя еще 10 лет назад об их создании даже и не задумывались. Итак, что же такое смартфон? Смартфон (Smartphone) – это высокопроизводительное устройство, созданное на основе сотового телефона, поддерживающее множество различных функций и интерфейсов, обеспечивающих его связь с другими устройствами и различными телекоммуникационными сетями. Сам термин Smartphone происходит от объединения двух английских слов «Smart» – умный и «Phone» - телефон. Сочетание этих слов достаточно точно отражает отличие Смартфона от обычного сотового телефона. Рассмотрим предпосылки, которые привели к их появлению.
Смартфоны
Предпосылки появления смартфонов
Современный мир заставляет активного и делового человека заботится о множестве вещей: нужно не забыть посетить встречу, проверить электронную почту, записать адрес, совершить множество звонков, а в свободное время хотелось бы послушать музыку, поиграть в игры, сделать фотографии и обменятся ими с друзьями. Это лишь часть из ежедневных функций и во всем этом нам помогают различные предметы и цифровые устройства: мобильный телефон, записная книжка, аудио-плеер, ФМ - приемник, фотоаппарат, игровая приставка и мн.др. Однако унести весь этот багаж не под силу даже очень сильному человеку. Современный уровень развития электроники позволяет объединить сразу несколько устройств в едином корпусе. Мало того, можно дать возможность пользователю самостоятельно менять набор функций такого многофункционального устройства, устанавливая или удаляя приложения как на ПК. Эта концепция и положена в основу любого смартфона, который представляет собой миниатюрный компьютер с возможностью (обычно несколькими) подключения к телекоммуникационным сетям, хотя внешне он напоминает сотовый телефон и обладает всем функционалом, присущим ему.
Возможности смартфонов и перечень выполняемых ими задач сильно зависит от производителя и модели. Однако в общем можно выделить некоторый набор функций, которые присущи практически всем смартфонам:
1. Совершать и принимать голосовые звонки.
2. Пользоваться услугами записной книжки, календаря с возможностью уведомления о событиях.
3. Взаимодействие с ПК и ноутбуками
4. Синхронизация данных с интернет-браузерами, офисными программами и другими приложениями на ПК что облегчает возможность планирования своего дня.
5. Работа с электронной почтой
6. Использование служб мгновенного обмена сообщениями
7. Установка дополнительных приложений и игр, которые позволяют расширить функциональность устройства.
8. Проигрывание аудио и видео
Структура смартфонов
Рассмотрим структуру смартфонов, т.е. их составляющие, которые позволяют обеспечить широкие функциональные возможности.
Аппаратное обеспечение. Наиболее значимым элементом смартфонов является процессор, тактовая частота которых в настоящее время в некоторых моделях достигает 1ГГц. Еще 10 лет назад подобные процессоры были обычными явлением для ПК, а их применение в мобильных устройствах было исключено из-за высокого потребления энергии. Современные процессоры обладают на порядки более низким энергопотреблением и, соответственно, тепловым выделением. Высокопроизводительные процессоры позволяют использовать сложное ПО реального времени с красочными визуальными эффектами.
В состав аппаратного обеспечения смартфонов обычно входит яркий дисплей с поддержкой сотен тысяч цветов. Это позволяет воспроизводить качественные видеоролики и даже просматривать полнометражные фильмы, а также запускать игры по сложности соизмеримые с теми, которые запускают на игровых приставках. Многие современные смартфоны оснащаются сенсорными дисплеями, которые значительно расширяют их мультимедийные возможности. По некоторым оценкам в 2011 году уже каждый третий телефон будет обладать сенсорным экраном.
Неотъемлемым атрибутом любого смартфона является емкая небольшая батарея, т.к. она определяет возможность автономной работы «умного» устройства, что является очень важной характеристикой. Современные батареи обычно Li-Ion (литий-ионные) с емкостью от 0,7 до 1,5 Ач. Причем для увеличения времени автономной работы развитие ведется не только в сторону увеличения емкости, но и снижения энергопотребления компонентами телефона.
Кроме этого, большинство смартфонов оснащается камерами, позволяющими не только фотографировать, но и снимать видеоролики. Специальные мультимедийные смартфоны могут обладать камерой с матрицей 12 Mpx и более, а также записывать видеоролики с разрешением 1024х768.
Смартфон также может быть оснащен различными датчиками, например, освещенности (для изменения яркости дисплея), акселерометром (для изменения ориентации дисплея) и т.п. Часть смартфонов оснащается приемником GPS для работы различных приложений и сервисов, учитывающих местоположение абонента. Обычно смартфоны оборудуются набором различных модулей для связи с другими устройствами и телекоммуникационными сетями: Инфракрасный порт, Bluetooth , WiFi и др.
Программное обеспечение. Для того, чтобы все описанное выше аппаратное обеспечение могло взаимодействовать и предоставляло интерфейс для пользователя, прикладных приложений и других устройств необходимо надежное программное обеспечение. В отличие от Software, предназначенного для ПК к ПО для смартфонов предъявляются некоторые специфические требования, связанные с их телекоммуникационной и мобильной составляющими. Рассмотрим программное обеспечение в виде стека уровней:
1. Kernel – система управления процессами и драйвера для работы с аппаратным обеспечением
2. Middleware – библиотеки программного обеспечения, которые позволяют работать приложениям
3. Application execution environment (AEE) – программные интерфейсы, которые предоставляют доступ для работы пользовательских приложений.
4. User interface framework – набор дополнительных библиотек и ПО, которое обеспечивает доступ к пользовательским интерфейсам, например, к экрану.
5. Application suite – прикладные приложения пользователя.
Главной составляющей ПО смартфона является операционная система (ОС), которая объединяет уровни с 2(3) по 5 из вышеперечисленного стека. На сегодняшний день количество операционных систем не меньше чем для ПК. Некоторые производители смартфонов разрабатывают собственные ОС, а другие полагаются на уже существующие успешные разработки. Перечислим наиболее распространенные ОС для смартфонов:
Интерфейсы смартфонов
Большая часть функциональных возможностей смартфонов связана с взаимодействием с другими устройствами. Это может осуществляться по средствам сети сотовой связи либо через другие дополнительные технологии. Выбор способа взаимодействия определяется аппаратными возможностями смартфона, с одной стороны, и расстоянием между устройствами, а также объемом передаваемых данных – с другой. Рассмотрим различные способы взаимодействия «умных» телефонов с внешним миром.
Наиболее очевидным и важным интерфейсом любого смартфона, который отделяет его от карманного компьютера, является возможность работы в сети сотовой связи. В зависимости от конкретной реализации смартфон может работать в сетях второго (GSM), третьего ( UMTS) и четвертого (LTE) поколений, в различных их комбинациях или во всех сразу. Поддерживаемые поколения и технологии сотовой связи главным образом определяют максимальную скорость передачи данных. Так в сетях 2G она не превышает 400 кбит/сек, в 3G уже может достигать 28 Мбит/сек, а сети 4G позволяют скачивать информацию со скоростью более 300 Мбит/сек. Кроме этого, поддерживаемые стандарты определяют дополнительные услуги, которыми может пользоваться абонент. Например, в сетях UMTS есть возможность совершать видео вызовы, а сети LTE предоставляют расширенные услуги по определению местоположения.
Сети сотовой связи являются основным способом взаимодействия с внешним миром, но не единственным. Выйти в сеть Интернет можно с использованием технологии WiFi. Модули, работающие в данной технологии встраивают во многие современные смартфоны. Сети WiFi, которые могут быть использованы для доступа в Интернет сейчас уже есть во многих публичных местах: вокзалах, кафе, библиотеках, развлекательных центрах и часто предоставляют бесплатный доступ. Скорость передачи данных может достигать 54 Мбит/сек и даже более согласно последним релизам этого стандарта. Технология WiFi может также быть использована для создания локальной сети и позволит связать смартфон с другими устройствами для передачи данных.
Связать два устройства можно также без использования какой либо инфраструктуры. Это позволяют сделать две технологии: инфракрасный порт (IrDA) и Bluetooth. Для передачи данных с помощью IrDA расстояние между устройствами должно быть не более нескольких десятков сантиметров, а сами передатчики должны быть направлены друг на друга. При этом скорость передачи данных не превышает нескольких десятков кбит/сек. С появлением технологии Bluetooth инфракрасные передатчики практически перестали использоваться. Эта технология позволяет передавать данные без прямой видимости со скоростью до 3 Мбит/сек. Расстояние между устройствами может достигать нескольких десятков метров. С помощью Bluetooth смартфон может взаимодействовать с другими смартфонами, ПК, принтером, сканером, аудио-гарнитурой и мн.др. Практически все современные смартфоны оснащаются передатчиком Bluetooth.
Будущее смартфонов
Смартфоны совершенствуются день ото дня: они становятся более производительными, в них появляются новые функции, поддерживают новые интерфейсы.
Благодаря появлению сетей передачи данных 4G смартфоны могут использоваться для просмотра потокового видео, а также для организации видеоконференций. Использование смартфона в качестве модема – стало уже привычкой, а с появлением новых технологий может быть получена даже более высокая скорость, чем от проводных систем связи.
Предсказывается, что в ближайшем будущем все продаваемые смартфоны будут оснащаться сенсорным дисплеем. Сами дисплеи будут более качественными и энерго эффективными. Причем второй фактор очень важен, т.к. считается, что именно дисплей – основной потребитель энергии батареи.
Одной из наметившихся в последнее время тенденция является развитие электронной мобильной коммерции. В смартфоне для этого монтируется специальный датчик, а на кассе или терминале монтируется считывающее устройство. Для оплаты услуг достаточно поднести смартфон к данному устройству для мгновенной оплаты услуги или продукта.
Если говорить о форм-факторе смартфона будущего, то это, по всей видимости, будет тонкий (менее 1 см) моноблок, одна из сторон которого полностью занята широкоформатным сенсорным дисплеем.
Не смотря ни на что, жизнь современного человека трудно себе представить без смартфона – умного помощника, который напомнит о важной встрече, сохранит важные данные, передаст важную информацию коллегами и даст возможность связаться с друзьями и близкими в нужную минуту. Каким бы ни был смартфон будущего главное, что он будет позволять делать – это поддерживать контакт с внешним миром, а как это будет достигаться – покажет время.
