Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Компьютеры дома

Архив
автор : ГЕОРГИЙ КУЗНЕЦОВ    28.04.1997

Тему, поднятую Михаилом Ваннахом, жалко было бы оставить без надлежащей разработки - а разработать оказалось некому. Я прилагаю к его статье результаты собственных изысканий и приглашаю всех желающих опровергнуть меня, дополнить или написать все по-своему.

Но вначале я хотел бы обозначить наличие у нас одного методологического противоречия. Научный креационизм, которому отец Михаил, по его словам, привержен, я никак не могу принять за руководство к действию. На мой взгляд, представители этой доктрины ловко находят слабые места в построениях науки, выдвигают интересные (и даже очень правдоподобные в глазах необразованных людей) альтернативные гипотезы, но оказываются удивительно бесплодны в попытках что-либо доказать.

Например, замечание, что генетический код яблони очень уж сложен, чтобы возникнуть стихийно, - это сильный аргумент. У нас слишком мало фактов о ранних стадиях развития жизни на Земле. С другой стороны, от предположения, что яблоня сотворена, легче не становится. Аналогично - гипотеза, что не домашние животные и растения были выведены из диких, а наоборот, дикие представляют собою одичавших домашних, - это красивый ход. Но никаких способов доказать это в распоряжении креационистов, насколько я понимаю, нет. Им приходится начинать с допущения, что методы исследования прошлого, применяемые наукой - такие, как радиоуглеродная датировка и анализ сходства ДНК, - неверны. То, что нам неизвестно происхождение финиковой пальмы, это интересный факт, но, чтобы перевернуть вверх ногами всю систему научных представлений, требуется нечто большее.

Как полагает Михаил Ваннах, домашний компьютер пока еще не создан. При этом всем известно, что разработка и внедрение новых видов Всевышним давно прекращены; поэтому нет оснований ожидать, что домашний компьютер просто свалится нам в руки, как дар. Остается полагаться на фонд предвечных идей, в число которых, согласно теории, когда-то раз изложенной отцом Михаилом в "Компьютерре", должна входить и эта. Тут я пасую. Откровений мне пока никто не шлет, а вот о делах людских кое-какие сведения доходят.

На что годятся PC?

Отец Михаил приходит к выводу, что настоящий, правильный домашний компьютер должен быть не персоналкой, а контроллером, управляющим домом как "машиной для жилья". Рассмотрев возможные прикладные функции и задачи, он отвергает претензии PC на эту роль по причине нехватки прерываний и общей дебильности. Я согласен с ним в оценке архитектуры PC, но не рыночной ситуации.

Платформа PC, в том числе и PC-подобные микроконтроллеры, уже давно и очень широко применяется для управления машинами и процессами даже в самых серьезных отраслях промышленности. При всех ее врожденных пороках, это все же универсальный компьютер, а дешевизна и массовость его с лихвой компенсирует некоторые трудности разработки и выполнения программ.

Что касается Windows и других специфичных для PC операционных систем, их потенциал тоже не следовало бы недооценивать. Во-первых, задачи, когда надо обеспечить как можно более быструю реакцию на прерывания, всегда можно обойти за счет дополнительной аппаратуры. Во-вторых, современная малтимидийная PC - это далеко не прежняя офисная. Представьте: операционная система поддерживает работу программного модема, по которому передается поток tcp/ip, доносящий через Интернет трансляцию музыкальной программы с качеством УКВ ЧМ, а хозяин при этом работает с другими приложениями. Такое сочетание предъявляет даже более высокие требования к аппаратуре и операционной системе, чем классические задачи реального времени.

Короче, если вдруг возникнет массовая потребность в домашнем управляющем компьютере, у PC найдутся готовые ответы. В этой субкультуре уже созданы решения, ожидающие своего часа. Вспомните о технологии встраивания систем управления в оборудование NEST (Novell Embedded System Technology) или о разработке Microsoft, имевшей целью наделить оборудование и всяческую электронную утварь Windows-подобными интерфейсами. Сейчас, впрочем, на роль универсального интерфейсного инструмента претендует Web-браузер.

Говоря о системах управления оборудованием и процессами, мы, конечно, не забудем Motorola, OS-9, QNX и прочие уважаемые в этой прикладной области продукты и фирмы. Но слишком многие уже понапрасну надеялись отсидеться в своих рыночных нишах перед лицом нашествия PC.

Ход эволюции

Креационистский подход, предложенный Михаилом Ваннахом, сводится, грубо говоря, к тому, чтобы узнать, в какие формы должна вылиться домашняя компьютеризация. Не будучи одарен соответствующими способностями, я могу лишь описать в общих чертах ход эволюционного процесса. Промышленность постоянно предлагает потребителям новые соблазны, однако ни инженеры, ни маркетологи не могут предсказать, какой из них и в какой момент вдруг вызовет цепную реакцию внедрения.

Зачастую мы можем довольно уверенно предвидеть конечный результат эволюции, однако потребителям и поставщикам интересен конкретный ход ее. Например, из какого существующего изделия вырастет будущий универсальный интерфейс пользователя - из PC или из телевизора? А может, это будет телефон или пейджер? Ответ на этот вопрос предопределяет направления перелива миллиардных капиталов и исход борьбы команд, управляющих гигантскими корпорациями.

Всем понятно, что домашнее хозяйство остается едва ли не последним из крупных секторов экономики, с трудом поддающихся компьютеризации. Я хотел бы подчеркнуть: это именно крупная, если даже не крупнейшая по масштабам, занятости и обороту отрасль народного хозяйства. К тому же, она исключительно однородна в смысле применяемых в ней продуктов и технологий, а значит, на нее работают гигантские горизонтальные рынки продуктов и услуг.

Пятнадцать и более лет назад, когда делались первые визионерские проекты компьютеризованных домохозяйств будущего, сценарий дальнейшего развития тоже никто не мог предугадать. Пойдет ли оно скачками - так, что будут создаваться совершенно новые рынки и массово внедряться автоматизированные комплексы промышленного типа, - или будет происходить постепенное проникновение компьютерных средств? Рассматривая сделанное отцом Михаилом предположение о наличии здесь каких-то коммерческих возможностей для российской экономики, мы не можем игнорировать и эти вопросы.

Кроме того, я хотел бы напомнить о необходимости различать PC, персональный компьютер и просто компьютер. В домашней автоматизации встречается и то, и другое, и третье.

Скобяные изделия

У меня сложилось впечатление, что домашний компьютер по Ваннаху сильно напоминает те контроллеры на базе советских клонов микрокомпьютеров DEC, которые мы с ним когда-то внедряли примерно в одно и то же время, хотя и в разных отраслях народного хозяйства. Развиваемые им идеи пришли из тех времен, когда компьютер был дорог.

Нынче все не так. Кремний во многих случаях обходится дешевле меди. Фирмы, занятые автоматизацией производств, транспортных машин (автомобилей, судов, самолетов), офисов и других объектов, уже не первый год внедряют однокристальные микроконтроллеры нового поколения, имеющие набор портов ввода-вывода для связи с объектом и выходящие на общую магистраль локальной сети. Это оказывается много дешевле и надежнее, чем жгуты проводов, прокладываемые от датчиков и исполнительных устройств к центральному компьютерному "мозгу".

Большая часть прикладных задач, которые выявляет в своей статье отец Михаил, решаются или вскоре будет решаться встроенными микроконтроллерами. Все эти системы управления отоплением, поливом, кухонным оборудованием и т. п., которые он перечисляет, уже поставляются с компьютерами внутри. Их осталось лишь обеспечить портом для подключения к домашней сети, но с этим их изготовители справятся и без посторонней помощи.

Как эти разрозненные компьютеры сложатся в единую систему? Еще несколько лет тому назад всеобщее внимание привлекали способы интеграции домашнего и офисного оборудования посредством проводов обычной электрической сети переменного тока или местной телефонии. Все крутилось вокруг некой универсальной розетки, через которую прибор подключается и к сети питания, и к системе передачи данных.

Сегодня можно предположить, что в интеграции домашнего хозяйства существенную роль могут сыграть технологии местных беспроводных компьютерных сетей. Скорее всего, это будет радио, хотя инфракрасный диапазон представляет собой интересную альтернативу. Значительная часть компонентов системы будет мобильной, перемещаемой в пределах домохозяйства или приходящей и уходящей вместе с людьми. Устройства последней категории будут поддерживать контакт с домом через публичные каналы связи. Здесь, опять-таки, нет абсолютно ничего фантастического. Это все задачи сегодняшнего дня.

Среди стандартного покупного домашнего оборудования будут не только отдельные устройства, но и целые сетевые подсистемы - например, комплексы обеспечения безопасности, кондиционирования воздуха и поддержания температуры, полива и так далее. По всей вероятности, можно будет выбирать: между покупкой в их составе собственного конструктивно законченного контроллера - или просто программ для уже существующего компьютера.

Технические тенденции складываются явно не в пользу второго решения. Дело в том, что попытки нагружать один и тот же компьютер все новыми функциями в непредусмотренных сочетаниях всегда чреваты неприятностями - и даже не из-за ошибок в программах, а просто по причине нехватки ресурсов, которая может обнаружиться в какой-то критический момент. Систему управления развивающимся домохозяйством надо грамотно собирать, тестировать, центральный компьютер - апгрейдить. В результате небольшая экономия на аппаратуре повлечет несравненно большие расходы при эксплуатации.

Тем не менее существует довольно много задач, предъявляющих минимальные требования ко времени реакции управляющей системы и очень мало использующих ресурсы компьютера. К тому же, на переднем фронте прогресса постоянно будут возникать новые интеграционные идеи - например, автоматически учесть в управлении так называемой системой HVAC (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха) и надворным оборудованием данные метеорологических прогнозов. В таких случаях пригодится универсальный компьютер, который, впрочем, не обязательно будет персональным. Рынок уже осознал необходимость домашних серверов - хотя бы для интеграции многочисленных теперь персоналок в обычную локальную сеть.

Мягкая утварь

Программная поддержка интеграции покупного оборудования в духе доминирующих сегодня представлений могла бы осуществляться следующим образом. Разработчики "закладывают" в свои контроллеры возможность "публикации" Web-страниц, через которые осуществляется управление. Пользователь командует ими с помощью персонального компьютера (все равно - обычного, сетевого или даже PCTV - лишь бы был браузер). Именно в этой связи говорится, например, и о Java как о языке программирования кофеварок.

Действительно, один из ведущих поставщиков фирма Echelon сообщила, что намерена интегрировать технологию Java в свои продукты, однако в целом потребности управления жилищем уже сегодня превосходят возможности стандартных средств intranet-технологии. Например, в этой сфере самое естественное дело - иметь живое видео в качестве фона, а на него накладывать трехмерную совокупность органов управления. Такая "улучшенная" (augmented) реальность строится с помощью решений, более свойственных системам автоматизации промышленности.

Тем не менее, все виды гиперсред эволюционируют быстро сближающимися курсами. Очевидной предпосылкой к тому является унификация технических средств хранения (например, DVD), передачи (например, Internet) и представления (например, Web-браузер) информации.

Наконец, домашние устройства будут более или менее самостоятельно поддерживать связь с фирмой-изготовителем и ее сервисными службами. Все это, естественно, поднимает уже привычные нам проблемы безопасности: информационная неприкосновенность жилища, и так далее.

 

Известно, что один из экспериментальных домов будущего, так называемый "Microsoft home", находится в "городке" корпорации Microsoft. Не надо путать его ни с одноименной группой программных продуктов, ни с домом, который построен Windows (то есть, с находящейся неподалеку личной резиденцией Уильяма Гейтса).

"Дом Microsoft" создал Pierre de Vries (у меня нет сведений о том, как в Штатах произносят эту французскую фамилию) - физик-теоретик и скульптор. Он выступал с публичными докладами о своих исследованиях, но по существу об этом проекте известно весьма мало.

Как сообщают, все в "доме Microsoft" управляется посредством манипуляций с иконками на экране компьютера. Компьютер, в свою очередь, там окончательно сросся с телевидением. Видеозаписи, "живые" картинки с многочисленных видеокамер и компьютерные данные совместно появляются на огромных экранах, установленных во всех комнатах. Вместо того чтобы читать рецепт на экране монитора, хозяйка получает видеозапись урока кулинарии.

Исследователи наблюдают за поведением в этом доме целых семей испытателей-добровольцев и шлифуют все аспекты интерфейсов пользователя. Вскоре ожидается перенос экспериментов из этой своеобразной лаборатории - в поле, на две тысячи реальных домохозяйств.

Сообщалось о еще более амбициозных исследовательских программах, выполняемых университетами США. В них стены жилища целиком становятся интерактивными, превращаются в средства интерфейса, источники информации, эмоциональной поддержки и так далее.


 

Как утверждают многие, впервые идею дистанционного управления электропитанием устройств по тем же проводам выдвинула еще в 1976 году шотландская фирма Pico Electronics. Она была образована сотрудниками местного отделения General Instruments, которые, между прочим, одними из первых - если не первыми - разработали микропроцессор для ручного калькулятора. Спецификация и соответствующие изделия разрабатывались под кодовым обозначением X-10 и выпускаются под ним многими фирмами до сих пор.

Это простые и недорогие устройства, позволяющие включать и выключать аппаратуру, питаемую от сети переменного тока в пределах здания. В системе X-10 можно адресовать до 256 точек и выполнять 6 команд: включить, выключить, больше, меньше, включить все и выключить все. Передача команд происходит синхронно с колебаниями напряжения в сети. "Умная" розетка стоит 10-15 долларов, а пульт дистанционного управления - от 15 долларов и выше. Впрочем, системой можно управлять и от компьютера.

Дальнейшее развитие этого подхода усилиями консорциума крупных фирм из разных стран мира привело к разработке спецификации CE-bus (интерфейса управления бытовой электроникой). Ассоциация электронной промышленности EIA утвердила CE-bus в качестве своего стандарта, а фирма Intellon (Флорида) производит соответствующие микросхемы и средства разработки.

Сегодня это открытый для всех производителей стандарт интеграции домашней электрической и электронной аппаратуры с использованием почти любой физической среды - проводов питания, витых пар, коаксиальных кабелей, инфракрасных, радио- и оптических линий связи. Совершенствованием стандарта занимается так называемый CIC (CE-bus Industrial Council).

Помимо этих открытых стандартов есть несколько частных, принадлежащих отдельным фирмам. Среди них - очень популярная система LonWorks фирмы Echelon.


 

Echelon ("Эшелон") - частная компания, расположенная в местечке Пало-Альто (Калифорния). Ее учредил в 1988 году не кто иной, как сам Армас (более известный как Майк) Маркула, сыгравший огромную роль в становлении Intel Corp., а затем - Apple Computers. В настоящее время ее система LonWorks, состоящая из микросхем Neuron (нейрон), уникально разнообразных средств связи и программирования, широко применяется в самых разных отраслях промышленности.

По данным фирмы, в домашнем хозяйстве уже находит место до 15 процентов поставляемых ею изделий. На их базе строятся системы управления освещением, отоплением, охранной сигнализацией. Сети LonWorks используются и для речевой связи. Echelon имеет более 50 патентов в этой области, сеть из более трех тысяч партнеров и впечатляющую службу поддержки применения своих продуктов разработчиками, производителями компонентов и интеграторами систем управления.

Процессорные модули на базе Neuron соединяются в сеть на основе специального протокола LonTalk, отчасти напоминающего Ethernet. В качестве среды передачи данных может использоваться практически что угодно - от проводов сети электропитания до радиоволн. Микросхемы Neuron для Echelon производят Motorola и Toshiba. Технология LonWorks претендует на роль фактического стандарта. Комитет по интегрированным домашним системам (IHS) Ассоциации электронной промышленности (EIA) вскоре намерен представить проект соответствующей спецификации под кодовым обозначением IS-709 на утверждение Национального института по стандартизации США (ANSI). В Европе уже действует стандарт CEN TC247. В числе инвесторов Echelon многие крупные промышленные и финансовые фирмы и частные лица, включая Джорджа Сороса.


 

Web-сайт www.hometeam.com, где team означает Technology Education And Marketing, посвящен пропаганде и продвижению на рынке технологий автоматизации жилищ. Сайт поддерживается большой (но не исчерпывающей) группой компаний, работающих в этой области. Там можно найти информацию и ссылки практически по всем затронутым нами с Михаилом Ваннахом проблемам. Приведу лишь классификацию прикладных областей и объектов управления:

  • осветительные и электробытовые приборы;
  • системы безопасности;
  • системы внешней связи;
  • системы внутренней аудио- и видеосвязи;
  • домашний театр;
  • системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и энергосбережение;
  • ворота, двери, окна, ставни;
  • надворное оборудование (системы полива, бассейны и бани, противообледенительные устройства и т. д.);
  • контроллеры (специализированные управляющие компьютеры).

    Кроме того, на сайте сейчас можно прочесть обзор состоявшейся в сентябре прошлого года выставки CEDIA (Custom Electronics Design & Installation Association).

  • © ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2022
    При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.