«الگوريتم ها» و «تراشه» هاي كوانتومي

محاسبات كوانتومي يك زمينة  جديد و اميدواركننده با قابليت بالقوه بالاي محاسباتي است، اگر در مقياس بزرگ  ساخته شود. چندين چالش عمده در ساخت رايانة كوانتومي بزرگ مقياس، وجود دارد: بررسي و تصديق محاسبات و معماري سيستم آن.

 قدرت محاسبات كوانتومي در قابليت ذخيره‌سازي يك حالت پيچيده در قالب يك "بيت" ساده نهفته است.

روش‌هاي نويني به منظور ساخت مدارهاي منطقي سطح پائين، سوئيچ‌كننده‌ها، سيم‌ها، دروازه‌هاي اطلاعاتي، تحت پژوهش و توسعه قرار گرفته‌اند كه كاملاً متفاوت از تكنيك‌هاي حاضرند و به طور عميقي ساخت مدارهاي منطقي پيشرفته‌ را تحت تأثير قرار مي‌دهند. از برخي از ديدگاه‌ها، در آينده‌اي نزديك، در حدود 20 سال آينده، طراحان مدارهاي منطقي ممكن است به مدارهائي دسترسي پيدا كنند كه يك بيليون بار از مدارهاي حال حاضر سريعترند.

مسائلي نظير طراحي، بكارگيري،‌ تعمير و نگهداري و كنترل اين ابرسيستم‌ها به گونه‌اي كه پيچيدگي بيشتر به كارآئي بالاتري منتهي شود، زماني كه سيستم‌هاي منطقي شامل 10⁷، سوئيچ باشد،مهم است. به سختي ممكن است كه آنها را به طور كامل و بي‌نقص،‌ بسازيم، بنابر اين رسيدگي و اصلاح عملگرهاي شامل بررسي هزاران منبع خواهد بود. از اين رو طراحي يك سيستم با فضاي حداقل، حداقل هزينه در زمان و منابع، يك ارزش است. چنين سيستمي مي‌تواند در قالب "توزيع يافته"، "موازي" ويا در يك چهارچوب "سلسله مراتبي" قرار گيرد.

سخت‌افزارها و مدارهاي منطقي راه درازي را پيموده‌اند. ترانزيستورهاي استفاده شده در يك مدار سادة CPU چندين ميليون بار كوچكتر از ترانزيستور اصلي ساخته شده درسال 1947 است. اگر يك ترانزيستور حال حاضر با تكنولوژي 1947 ساخته شود نيازمند يك كيلومتر مربع سطح مي‌باشد (قانون مور)، در حالي كه در 10 الي 20 سال آينده تكنولوژي موفق به گشودن راهي جهت توليد مدارهاي منطقي 3 بعدي خواهد شد.

در اين ميان، چندين پرسش سخت و پژوهشي كه در آكادمي‌ها وصنعت به آن پرداخته مي‌شود وجود دارد:

1)گرفتن پيچيدگي‌ها در تحليل روش‌هاي توليد SWITCH ،در روش‌هاي متولد شده به منظور مدل‌سازي چگونگي كارآئي آنها، در مدارهاي منطقي مورد نياز مهندسان، و امتيازات روش‌هاي نوين فناورانه بر روش هاي كلاسيك.

2) لحاظ كردن ملاحظاتي مبني بر تعداد سوئيچ‌ها در واحد سطح و حجم در درون ابزار (گنجايش)، تعداد نهائي سوئيچ‌ها در درون ابزار (حجم)، شرايط حدي عملگرها، سرعت عملگرها، توان مورد نياز، هزينة توليد و قابليت اعتماد به توليد و دورة زماني چرخة عمر آن.

پاسخ اين تحليل ها جهت پژوهش‌ها را به سمت روش‌هاي بهتر توليد سوييچ، هدايت خواهد كرد. ودر نهايت يافتن اين كه چگونه يك روش ويژه در بهترين شكلش مورد استفاده قرار خواهد گرفت و نيز تحليل و تباين روش‌هاي مختلف توليد.

3) حركت به سمت طراحي ظرفيت ابزار، جهت استفادة مؤثر از 10¹⁷ ترانزيستور يا سوئيچ است. چنين طراحي‌هائي در مقياس‌هاي مطلوب ، حتي بي‌شباهت در مقايسه با افزايش ظرفيت ابزارها خواهد بود.

4) طراحي‌هاي قويتر و ابزارهاي بررسي قوي‌تر به منظور طراحي "مدارهاي منطقي" با چندين مرتبة مغناطيسي بزرگتر و پيچيده‌تر.

5) طراحي پروسه‌هاي انعطاف‌پذيرتر جهت مسير توليد از مرحلة طراحي منطقي،‌ آزمايش و بررسي، تا بكارگيري در سخت‌افزار.

 پروسه‌ها مي‌بايستي به قدري انعطاف‌پذير باشند كه:

   الف) توسعة اشتراكي درطراحي، آزمايش و ساخت ،به گونه‌اي كه هيچ يك از اين گام‌ها تثبيت شده نباشد.

   ب) توسعه طراحي، و بررسي به منظور كاوش يك روش نوين ساخت با هدف تقويت نقاط قوت و كم كردن نقاط ضعف .هر نوع از سيستم نانويي كه توسط طراحان ساخته مي‌شود مي‌بايستي صحت عملكرد آن تضمين شود.

 شاخص مقياس حقيقي و لايه‌هاي افزوده شدة نامعين در سيستم‌هاي نانوئي،‌ نيازمند انقلاب در طراحي سيستم‌ها و الگوريتم‌ها است. روش‌هائي كه در زير معرفي مي‌شود، الگوريتم‌هائي هستند كه به صورت بالقوه قادرند مسأله پيچيدگي محاسبات را كاهش دهند.

1) بررسي مقياسي سيستم‌هاي نانوئي:

مانع بزرگي به نام« بررسي چند ميليون ابزار نانومقياس»، نياز به روش‌هاي انقلابي به منظور بررسي سيستم‌هائي كه ذاتاً بزرگتر، پيچيده‌تر و داراي درجات نامعيني پيچيده‌تري هستند، را روشن مي‌كند. در ابتدا مروري كوتاه خواهيم داشت بر ضرورت "آزمايش مدل.

آزمايش مدل از روش‌هاي پذيرفته شده و رسمي در حوزة بررسي روش‌هاي ساخت است. اين حوزه شامل كاوش فضاي طراحي است به منظور ديدن اين نكته كه خواص مطلوب در مدل طراحي شده حفظ شده باشد، به گونه اي كه اگر يكي ازاين خواص، مختل شده باشد،‌ يك""Counter Example توليد شود.

 Model Checking Symbolic   بر مبناي ROBDDها يك نمونه از اين روش‌ها است.

بهرحال، BDDها به منظور حل مسائل ناشي از خطاي حافظه بكار گرفته مي‌شوند و براي مدارات بزرگتر با تعداد حالات بزرگتر و متغيرتر مقياس پذير نمي‌باشند.

دو روش عمده براي حل اين مسأله وجود دارد:

 يك روش حل مبتني بر محدود كردن آزمايش كنندة مدل به يك مدار unbounded، است كه به نام "unbounded model checking" ياUMC ناميده مي‌شود،‌ به گونه‌اي كه خواص آزمايش شده به تعداد دلخواه از Time-Frame" "ها وابستگي ندارد.

روش ديگر مبتني بر مدل "مدار محدوداستوار است كه به نام BMC ناميده مي‌شود در اين روش بررسي مدل با تعداد ويژه و محدودي ازTime-Frame" "ها صورت مي‌گيرد.

ابتدا در مورد فرمولاسيون UMC كه مبتني بر "رسيدن به سرعت در مراتب مغناطيسي" است و به وسيلة تكنيك‌هاي مقياس پذير"BMC"پيروي مي‌شود،‌ بحث مي‌كنيم و بالاخره اين كه چهارچوبي را براي بررسي و لحاظ كردن درجات نامعيني به سيستم، معرفي مي‌كنيم.

2- "UMC" مقياس‌پذير:

مزيت"UMC" بر "BMC" در كامل بودن آن است. روش "UMC" مي‌تواند خواص مدل را همانگونه كه هست لحاظ كند زيرا اين روش مبتني بر قابليت آزمايش به كمك نقاط ثابت است. عيب اين روش در اين است كه""ROBDD كاملاً به مرتبة متغيرها حساس است. ابعاد BDDمي‌تواند غيرمنطقي باشد اگر مرتبة متغيرها بد انتخاب شود. در پاره‌اي از موارد (نظير يك واحد" ضرب") هيچ مرتبة متغيري به منظور رسيدن به يك ROBDD كامل كه نمايشگر عملكرد مدار باشد،‌ وجود ندارد. به علاوه، براي خيلي از شواهد مسأله،‌ حتي اگر ROBDD براي روابط انتقال ساخته شود،‌ حافظه مي‌تواند هنوز در خلال عمل كميت‌گذاري، بتركد. پژوهش‌هاي اخير بر بهبود الگوريتم‌هاي BDD جهت كاهش انفجار حافظه استوار و استفاده از خلاصه نگاري و تكنيك‌هاي كاهش، جهت كاهش اندازه مدل، تمركز يافته‌اند.

"SAT Solver"ها ضميمة BDD ها مي‌شوند. روابط انتقال يك سيستم در قالب K، Time-Frame"" باز مي‌شود. "SAT" هابه ابعاد مسأله كمتر حساسند. اما به هر حال، SATها داراي يك محدوديت هستند و آن اين كه خواص يك مدار را با تعداد محدودي (K)، مي‌سنجند.

اگر هيچ Countervecample در K، Time-Frame يافت نشد، هيچ تضميني براي همگرائي حل مسأله وجود ندارد.

BMC"" در مقايسه با UMC"" مبتني بر"BDD" ،كامل نمي‌باشد. اين روش مي‌تواند فقط  "Counter Example"ها را بيابد و قادر به محاسبة خواص نمي‌باشد مگر آن كه يك حد بر روي حداكثر اندازة Counter Example"" تعيين شود.

روشي براي تركيب SAT-Solver و BDD به صورت فرمول CNF به كار گرفته شده است.

منبع:http://www.nano.ir

تراشه‌هايي با قابليت ريزموج براي ارتباطات بي سيم

يكي از پروژه‌هاي اخير اتحاديه اروپا يك ريزتراشه نشانگر جديد را طراحي و توليد كرده است كه به صورت چشمگيري هزينه‌ي توليد كالاهاي بدون سيم را كاهش خواهد داد و اين بدين معناست كه طیف وسيعي از كالاهاي موجود، قابليت ارتباطات بدون سيم را پيدا خواهد كرد.

پروژه IMPACT كه از طرف IST حمايت مالي مي‌شود، شامل شركت‌هاي غول‌پيكر صنعتي Ericsson و Philips مي‌شود كه براي ساخت تراشه‌ای که سيگنال‌هاي ريز موج را در بازه‌ فركانس 5 تا 24 گيگاهرتز بفرستد و دريافت كند، با هم كار مي‌كنند. اين تيم طيفي از نشانگرها شامل آمپلي‌فايرها، نوسانگرها، مخلوط‌کن‌‌ها و تقويت كننده‌هاي فركانس را طراحی کرده‌ است.

گروه IMPACT انتظار دارد، مدارهاي آنالوگ و با فركانس بالا كشف كند كه با تراشه‌هاي CMOS 90 نانومتري قابل تطبيق باشد. اين تراشه‌ها از مدارهاي بسيار كوچك‌تر (90 نانومتر) از مدل‌هاي فعلي استفاده مي‌كند.

دكتر استفان دکوتر، مسئول هماهنگي پروژه IMPACT و محقق مركز بين دانشگاهي ميکروالكترونيك بلژيك مي‌گويد: تراشه‌ها ديجيتالCMOS و در اندازه‌های 90 نانومتر، امسال (سال 2005) قابل دسترسي خواهند بود و مي‌خواهيم بدانیم آيا مي‌توانيم آنها را در ارتباطات ريزموجي با فركانس بالا استفاده كنيم. تراشه‌هاي CMOS با فركانس بالای قديمي‌تر، از قبل در تجهيزات 4/2 گيگاهرتزي مانند فرستنده‌ها و گيرنده‌هاي بلوتوس كه به طور جداگانه توسط Ericsson ، يكي از طرف‌هاي پروژه طراحی شده است، استفاده ‌شده‌اند. ولي به گفته دكتر دکوتر، نيازهايي كه براي استفاده از اين تراشه‌ها در سطوح بالا و پيچيده چون GSM يا "سامانه جهاني ارتباطات سيار" وجود دارد، دست نيافتني‌ترند. در حال حاضر اين كاربردها احتياج به راه‌حل‌هاي گران‌قيمت و چند تراشه‌اي دارد.

گروه IMPACT متوجه شده‌اند، تراشه‌هاي CMOS می‌توانند برطرف کننده نیازهای پیچیده و صعب‌الوصول لازم براي كاربردهاي ميان برد و پیشرفته‌ای چون GSM و ارتباطات ريزموجي نقطه به نقطه باشند. اين تراشه‌ها به نحو قابل‌توجهي از هزينه‌ها و ميزان مصرف انرژي خواهند كاست و بر كاربردهاي اين تجهيزات خواهند افزود.

به گفته دكتر دکوتر، ساخت اين تراشه‌ها اكنون بسيار هزينه‌بر است، ولي با گذشت زمان بسيار ارزان‌تر خواهد شد. به ديل اين كه تمام مدارها بر روی يك تراشه قرار دارد، فرآيند توليد بسيار اثر بخش‌تر خواهد بود و تراشه‌هاي CMOS فركانس بالا، در حجم وسيع و با هزينه‌هاي بسيار كمتر ساخته خواهد شد.

پتانسيل بالا

پتانسيل تراشه‌هاي CMOS در ارتباطات ريزموجي بسيار بالاست. به گفته پروفسور هربرت زیرات، يكي از اعضاي IMPACT و استاد دانشگاه فناوري سوئد، CMOS مي‌تواند در ارتباطات از راه دور و مدارهای راداری چون تلفن‌هاي همراه، شبکه‌هاي داخلی  بي‌سيم (WLAN) و پيوندهايي سريع، كه تعداد زيادي از كاركردها در آنها جمع شده‌اند، كاربرد داشته باشند. از آن جا كه CMOS با توليد انبوه  بسيار اقتصادي است و مي‌تواند در كاهش هزينه‌ها بسيار مؤثر باشد.

تراشه‌هاي CMOS نوع مهمي از مدارهاي مجتمع هستند كه شامل ميكروپردازشگرها، ميكروكنترل‌کننده‌ها، حافظه‌هاي ايستا و ديگر مدارهاي ديجيتال مي‌شوند. این كاركردهاي متفاوت مي‌توانند در يك تراشه متمركز شوند كه علاوه بر كاهش هزينه‌ها، پيچيدگي تجهيزاتي چون دوربين‌هاي ديجيتال را كاهش خواهد داد.

تراشه‌هاي CMOS تنها زماني كه ترانزيستورهايشان خاموش و روشن می‌شوند، انرژي مصرف مي‌كنند. بنابراين انرژي كمتري مصرف می‌شود و دماي كمتري نسبت به تراشه‌هاي عادي توليد مي‌شود كه اين براي ارتباطات از راه دور ايده‌آل است.

به جلو راندن خط مقدم فناوري 

گروه ‌IMPACT ، دو موفقيت مهم به ثبت رسانیده است. نخست آن كه آن‌ها به خصوصيات عملكردي مورد نظر در قيمت پايين‌تر و سطح پايين‌تري از مصرف انرژي دست يافته‌اند كه با فناوري‌هاي موجود قابل دسترسي می‌باشد، سپس این كه آنها از آخرين خط فناوري مدارها با فناوري CMOS فركانس بالا و آمپلي‌فايرهاي با نشانگرهاي دقيق و نوسانگرهاي با ولتاژ كنترل شده که از لحاظ عملکرد دارای رکورد جهانی هستند، گذشته‌اند. پروژه، حمايت مشتاقانه طرف‌هاي صنعتي را به دست آورده است.

اريكسون اظهار مي‌كند، پروژه به چشم‌انداز راهبردي خود براي استفاده از طيف فركانس‌هاي ريزموجي دست يافته است و مزيت اصلي اين پروژه در اين نکته بوده است كه با كاربردهاي مشخص شروع شده است. پروژه حتي ممكن است برای كتاب سال تحقيقات 2005 اتحاديه اروپا، كه تحقيقات برتر را بازتاب مي‌دهد، انتخاب شود.

فناوري CMOS، در اندازۀ 90 نانومتري هم‌اكنون مورد استفاده است. به طور مثال كاربردهايي كه اريكسون براي سه سال آينده از اين فناوري در نظر گرفته است شامل ساماندهي شبكه‌هاي داخلي بي‌سيم چون ‌WiFi و نقاط اتصال به جریان در بازه فركانس 5 تا 6 گيگاهرتز است.

شرکت Philips ، طرف ديگر پروژه، کاربرد اصلي فناوري CMOS را ايجاد راه حل‌های اقتصادي و تأثيرگذار بر قيمت، براي ارتباطات بي‌سيم كه يك بازار نوظهور مهم و با كاربردها و محصولات بالقوه فراوان است، مي‌داند.

Philips اعتقاد دارد، اين فناوري امكان بي‌سيم شدن را براي وسائل الكترونيكي فراهم خواهد آورد و تمام محصولات تمام الكترونيكي امكان بي‌سيم شدن و در نتيجه، تعاملات دستگاه با دستگاه را خواهند داشت.

این مسأله تنها توليدات سطح بالا و تجملي را در بر نخواهد گرفت، بلكه مي‌تواند توليدات سطح پايين‌تري چون واکمن‌ها و MP3 Playerها را در برگيرد.

البته چنین تجهیزاتی شديداً به یکپارچه‌کردن فناوري فركانس بالا و کارکردهای آنالوگ با فناوري CMOS در زمان معین و با هدف يافتن راه‌حل‌هاي اقتصادي و سامانه‌روی‌تراشه وابسته است كه البته IMPCAT مسير طولاني از این راه را پيموده است.

در زمان مناسب، IMPCAT قصد راه‌اندازي يك پروژه‌ي تكميلي دارد كه در صورت امكان تراشه‌هاي CMOS را با فرآيندهای در اندازۀ 45 نانومتر توليد كند.

دكتر دکوتر مي‌گويد: اگر به اندازۀ CMOS ديجيتال نگاه كنيد. خواهيد ديد كه تا حدود 65 نانومتر همان رويكرد مربوط به تراشه‌هاي قبلي به كار گرفته مي‌شود. اما در قطع 45 نانومتر و پايين‌تر تقريباً مواد جديد و چینش جديدي از آن‌ها مطرح است كه ما در حال كشف آن هستیم. ما مي‌خواهيم ببينيم، براي توليد يك تراشه 45 نانومتري كه كاركردهاي فركانس بالا و آنالوگ را داشته باشد، چه تحولی باید در فناوری تولید و  مواد جديد به وجود بیاید.

مزيت‌هايي كه چنين تراشه‌اي مي‌تواند ايجاد كند مي‌تواند شامل اندازه كوچكتر تراشه و پتانسيل براي عملكرد بهتر و مصرف كمتر انرژي با همان كاركرد باشد كه البته اين بستگی دارد که محققان تا چه حد به موفقیت دست یابند.

منبع:http://www.nano.ir

تاریخچه رادیو و تلوزیون

تاریخچه رادیو

-------------------------------------------
توليد امواج الكتريسيته مغناطيسي توسط هرتز و انتشار آن به زودي از جنبه نظري و عملي رسيده و تلگراف بي سيم از آن بوجود آمده است . كارهاي علمي كه تا آنگاه انجام گرفته بود توسط ماركني ايتاليايي مخترع نامدار مورد استفاده قرار گرفت ، درباره او چنين گفته اند :
« شرح احوال ماركني نمونه اي درخشان از پيروزيهاي است كه وي درخور آن بود . اين مخترع خوشبخت تمام شرايط لازم را در خود جمع داشت ، مي دانست چه خواهد و هدفي را كه دنبال مي كرد در نظرش روشن بود . چون حوصله و كارداني و عزمي راسخ داشت جلب اعتماد مي كرد و وسايل مالي لازم را براي كارهاي خود فراهم مي آورد .
خلاصه مي توان گفت انديشه استفاده از امواج الكتريسيته براي تلگراف در فضا ماركني را دست بكار كرد . وي بزودي آورد كه از اين قرار است :
قرقره رمكرف و اكلاتورهرتز براي فرستنده ، آنتن دستگاه ارتباطي برانلي براي گيرنده ، بدين سان امواج را از چند صد متري مي توانستند بگيرند . ماركني در تاريخ دوم ژوئن 1896 حق امتياز اختراع را گرفت .
در ايتاليا اشخاصي كه مورد مراجعه و شور قرار گرفتند اختراع ماركني را جدي تلقي نكردند اما او به انگلستان رفت ( در انوقت 22 سال داشت ) و در انجا با گرمي از او پذيرايي كردند و كمكهاي مالي به او اعطا داشتند و هم در آن هنگام ليستي براي جوايز T.S.F در آن كشور گشودند .
در 1898 نخستين بار عملاً ارتباط برقرار گرديد و نخستين اخبار راديويي را فرستادند . در 1899 يك تلگراف بي سيم در يايي از درياي مانش به برانلي مخابره شد . در 1901 ارتباط كرس با قاره اروپا با 175 كيلومتر فاصله برقرار كرد . پايان همان سال ، براي آنكه از ارض جديد يا نقطه اي از انگلستان به فاصله 3540 كيلومتر مخابره كنند ، آزمايشي به عمل آوردند .
شركت هاي بازرگاني كابل زير دريايي كه اين اختراع كارشان را مي خواباند و زيان فراوان مي ديدند اخلال و كارشكني آغاز كردند ليكن كار آنها بجايي نرسيد و اين اختراع شگرف و نمايان كه خدمت هاي شايان به دريانوردان ( و بعدها هوانوردان ) مي كرد بزودي جاي خود را همه جا باز كرد .
در آن هنگام پيش بيني نمي شد كه T.S.F مقدمه پيدايش فنون شگفت آور الكترونيك مي گردد كه امروز در شئون گوناگون زندگاني انسان دخيل است . لازمه پيشرفت در اين زمينه آن بود كه براساس اختراعات اديسن و لي دفره لامپهاي دي يد و تري يد را ميزان كنند تا تبديل به تبديل به لامپهاي راديو گردد. همين لامپها است كه براي برپا كردن رله ، فرمان خودكار ماشين ها ، ساختن آلات صوتي مغناطيسي ، تجهيزات صوتي سينما ، ساختن وسايل حفاظتي و شمارش ، ساختن ماشين هاي حساب الكترونيك ، سوار كردن اسباب هاي تلويزيون و جز آن به كار مي رود .
بزودي توجه پيدا شد كه انتقال علامات و گفتارها بوسيله امواج در فضا كافي نمي باشد .يك دانشمند فرانسوي به نام ادواربلن دست بكار انتقال تصاوير كامل و متن نوشته ها و ترسيمات و عكس گرديد و بدين سان صنعت بلينوگرام را پديد آورد ؛ وي از كساني است كه از جمله مخترعان تلويزيون و رادار بشمار مي رود . بلن سپس انديشيد كه با همين روش هاي فني امواجي به كره ماه فرستند كه پس از آن به زمين منعكس گردد ( پاريس – ماه – ملبورن اين امر چيرگي انسان را براي عملي ساختن انتقال امواج راديوالكتريك ثابت مي كند . براي يك تن بشر قرون وسطايي يا فردي بدوي كه از تمدن عصر كنوني بي خبر است تلگراف بي سيم و عمليات بلينوگرام بي گمان اختراعاتي حيرت آور و خارق العاده جلوه گر خواهد شد .

تاریخچه تلويزيون

-------------------------------------------
در عصر كنوني رونق بازار تلويزيون نيز به ترقي و پيشرفت راديو افزوده شده است . فكر تلويزيون قديمي است و آغاز اين فن را بايد از زمان كشف يك تن از فيزيدان به نام مي و در 1873 درباره خواص مقاومت در مقابل عكس سلنيوم دانست كه بنابراين خاصيت تصويرهاي نوراني را به نيروي الكتريكي تبديل مي كند .
در 1876 كاري سيستمي از تلويزيون پيشنهاد كرد كه با استفاده از اصل ياد كرده نمونه اي بطور تقليد از چشم انسان به وسيله تركيبي از سلول هاي كوچك فتوالكتريك سلنيوم درست مي كرد .
آزمايش هاي بسيار كردند تا صفحه نيپ كو را پديد آوردند . اين اسباب در حالت خيلي ساده از صفحه اي تشكيل مي شود كه داراي يك رديف سوراخ هاي مارپيچي است و پس از يك دور گردش تغيير جاي آن با ارتفاع تصويري كه مي خواهند متصل كنند تطبيق پيدا مي كند . به بيان ديگر بايد گفت تصوير را به چند جزء قسمت مي كنند و نور هر جزء را پس از تبديل به جريان الكتريك انتقال مي دهند ؛ در پست گيرنده ، دستگاه به عكس عمل مي كند . اصل انتقال تصوير عامل تازه اي را پديد آورد كه سپس مورد استفاده قرار گرفت از اين قرار كه هم در پست فرستنده و هم در پست گيرنده لوله هاي اشعه كاتوديك را مورد استعمال قرار دادند .
تكميلات پي در پي كه در اين اصول به عمل آمد منتهي به اختراع ايكونوسكپ توسط دانشمند آمريكايي زوريكين كه اصلاً روس بود گرديد . اين اسباب امروز به منزله چشم فرستنده تلويزيون است و تصوير را درون صفحه ظريف مورائيك خود كه نسبت به عكس حسلسيت دارد ضبط مي كند .
تلويزيون اختراعي است كاملاً الكترونيك و اختراعات ديگري در زمينه رؤيت الكترونيكي از آن متفرع گرديده است مانند ميكروسكپ و تلسكوپ الكترونيكي . با اين وسايل مي توان اشياء را بي اندازه بزرگ كرد و يا در تاريكي چيزها را ديد .

منبع:

 کتاب دائره المعارف مصور زرین - غلامرضا طباطبائی مجد - انتشارات زرین

 ایرانیکا (www.iranika.ir)    

تاریخچه ی بازی های دیجیتالی

در سال 1949 میلادی به مهندس جوان آقای رالف بی یر (Rulph Baer) ساخت برنامه تلویزیونی واگذار شد. از او خواسته شده بود فقط برنامه معمولی را طراحی نکند، بلکه کاری کاملاً جذاب و استثنایی را بنویسد. انجام کار برای آقای بی یر مشکل نبود، او تمایل داشت از محدوده طرح واگذار شده فراتر گام بردارد و کاری نوظهور ارایه دهد و به وسیله بازی برنامه اش را اجرا کند ، اما بازی خاصی را در نظر نداشت. بهرحال مدیر او فکرش را تأیید نکرد و طرح مورد نظر بی یر اجرا نشد.
زمانی که رالف بی یر طرح خویش را عرضه کرد نمی دانست که بنیان گذار صنعت نوینی در جهان شده که امروزه بعد از گذشت نیم قرن تبدیل به صنعت با شکوه و سودآوری شده است. در سال 1952 میلادی الف راس دالگلاس (A.S.Douglas) ، دانشجوی دکترای دانشگاه کمبریج تز خویش را در باره تأثیر متقابل انسان – رایانه نوشت و اولین بازی گرافیکی رایانه ای را طراحی کرد. اما اولین بازی واقعی رایانه ای در سال 1961 میلادی به نام جنگ ستارگان (Spacewar) نوشته شد.
بعد از گذشته چند سال ، در سال 1972 شرکت آتاری (Atari) بازی الکترونیکی تنیس روی میز به نام 
پنگ(Pong) را معرفی و به بازار عرضه کرد. در همان سال شرکت مگناوکس (Magnavox) به عرضه مجموعه بازی ویدئویی به نام اکتیویژن (Activision) پرداخت که با اتصال دستگاه به تلویزیون های خانگی، امکان بازی فراهم می شد.
بدین ترتیب رفته رفته بر تعداد شرکت های سازنده بازی های ویدئویی افزوده شد تا آنکه در پایان سال 1976 بالغ بر بیست شرکت مختلف به تولید بازی های ویدئویی قابل استفاده در منازل پرداختند.
در سال 1976 شرکت کودک زیبا (Fair Child) با ارائه اولین مجموعه بازی های ویدئویی قابل 
برنامه ریزی ، به شکل جدی وارد عرصه بازی های ویدئویی شد. در این بازی ، کاست های مختلف نصب شده در بخش کنترل مرکزی دستگاه امکان انجام بازی های مختلف را فراهم می آورد.
در سال 1977 رایانه اپل 2 (Apple 2) برای فروش به بازار ارائه گردید و تحول مهمی در گرایش مردم به تهیه رایانه های شخصی و خانگی پدید آورد. همزمان بازی های ویدئویی سکه ای، سراسر کشور آمریکا را فرا گرفت برای انجام این بازی ها افراد می توانستند با انداختن سکه ای در دستگاه های مزبور که در مراکز تفریحی ، سینماها و .... نصب شده بودند به بازی بپردازند.
به تدریج با اشباع بازار، در سال 1985 ، فروش دستگاه های مربوطه به بازیهای ویدئویی به حداقل ممکن رسید. اما در سال 1986 شرکت نینتندو (Nintendo) با عرضه سخت افزار جدید خود، که ارتقای زیادی در کیفیت بازی های ویدئویی پدید آورده بود، نگاه ها را متوجه خویش کرد.
بازی های اخیر نینتندو ( و بازی های مشابهی که توسط شرکت های اکتیویژن و سگا عرضه شدند ) ضمن آنکه به تلویزیون وصل می شدند، دارای کنترل های دستی بودند ، کیفیت گرافیکی و صدای آنها بهبود پیدا کرده بود و سرعت حرکات شخصیت های بازی در آن طبیعی تر شده بود.
مسأله اخیر در کنار پیشرفت های سخت افزاری و نرم افزاری صنایع الکترونیکی و رایانه ای و در نتیجه کاهش قابل ملاحظه قیمت دستگاه ها ، سبب توجه دوباره نوجوانان و جوانان به بازی های ویدویی شد و تا سال 1988 یازده میلیون از دستگاه های نینتندو به فروش رفتند.
موفقیت شرکت نینتندو در فروش بازیهای ویدئوی سبب شد تا سال 1988 هفت شرکت دیگر نیز مجموعه هایی از بازی های ویدئویی خود را روانه بازار کنند و در مجموع بازی های دیجیتالی را باید به ابزار قدرتمندی تشبیه کرد – امروزه شاهد عرضه میلیون ها نوع بازی به بازار هستیم و میلیون ها کودک ، نوجوان و بزرگسال در سراسر جهان به بازی های رایانه ای علاقمند هستند و ساعاتی از شبانه روز را صرف این کار می کنند. بازی های رایانه ای از زمان پیدایش تا کنون هم چنان رو به توسعه بوده است و صنعت تولید آن از پیچیدگی برخوردار شده است.
ارقام زیر بیانگر تحولات پیش گفته و اهمیت اقتصاد بازی های ویدئویی در جهان امروزی است.

همچنین پیش بینی می شود با توجه به گسترش روزافزون استفاده از تلفن های همراه و قابلیت دسترسی سهل الوصول استفاده کنندگان در مقاطع زمانی مختلف در شبانه روز از تلفن های همراه ، میزان فروش بازیهای رایانه ای در تلفن های همراه از 5/2 میلیارد دلار در سال 2005 به حدود 1/ 11 میلیارد دلار در سال 2010 برسد.

منبع: بنیاد ملی بازی های رایانه ای
 

تكنولوژي‌هاي متداول در شبكه‌هاي ماهواره‌اي

- امروزه با رشد روز افزون تكنولوژي مخابراتي روش‌هاي متفاوتي جهت ايجاد شبكه‌هاي ارتباط ماهواره‌اي به وجود آمده است. در اين مقاله به معرفي برخي از روش‌هاي متداول درشبكه‌هاي ماهواره‌اي و مشخصات هر كدام خواهيم پرداخت. به طور كلي تصميم‌گيري براي انتخاب راه‌حل مناسب, نيازمند بررسي پارامترهاي موثر در امر طراحي شبكه مي‌باشد, برخي از اين پارامترها عبارتند از :

1- گستردگي شبكه ارتباطي, شامل تعداد لينك‌هاي ارتباطي مورد نياز در فاز اول و نحوه افزايش آن در فازهاي بعدي

2- نوع كاربردهاي شبكه (اينترانت, ديتا, صوت, ويئو كنفرانس, اينترنت)....

3- توپولوژي يا ساختار شبكه

4- Scalability و نحوه گسترش شبكه 

5- Availability يا قابليت اطمينان سيستم

6- سرمايه‌گذاري اوليه و هزينه‌هاي جاري

با توجه به موارد فوق راه‌حل‌هاي زير ارائه گرديده و در مورد هر كدام پارامترهاي فوق بررسي مي‌گردد.

-   راه‌حل (Single Channel Per Carrier) SCPC

اين روش يك راه‌حل ايده‌آل جهت كاربردهايي است كه در آن حفظ كيفيت ارتباط و داشتن يك پهناي باند ارتباط اختصاصي جزء مهم‌ترين عوامل تصميم‌گيري مي‌باشد. راه‌حل  فوق مناسب‌ترين روش جهت راه‌اندازي يك ارتباط نقطه به نقطه

  (point-to-point) مي‌باشد. سهولت راه‌اندازي, نياز به حداقل تجهيزات و در نتيجه قيمت مناسب از مزيت‌هاي استفاده از اين روش مي‌باشد. اين روش با توجه به استفاده از يك پهناي باند ارتباطي اختصاصي راه‌حل مورد علاقه سرويس‌دهندگان ارتباطات صوتي در دنيا مي‌باشد. در صورت نياز به ايجاد يك شبكه ارتباطي چند نقطه‌اي (Point-to-Multi point) روش فوق كارآيي مناسبي نداشته و افزايش زياد تجهيزات و افزايش هزينه پهناي باند بخش فضايي از دلايل ناكارآمدي روش فوق مي‌باشد. براي رفع اين موانع راه‌حل‌هايي ارائه گرديده است كه يكي از بهترين روش‌ها تكنولوژي SkyPerformer  SCPC-مي‌باشد.

مشخصات اصلي اين تكنولوژي- Sky Performer  SCPCموارد ذيل مي‌باشد:

- اين روش جهت ايجاد يك شبكه ارتباطي چند نقطه‌اي كارآيي مناسبي داشته و قابل پياده‌سازي به صورتFull Mesh , Distributed Mesh , Star Partial  Mesh ,  مي‌باشد.

- تعداد ريموت‌هاي قابل پياده‌سازي در اين روش در توپولوژي Star تا سيصد و پنجاه نود و در صورت استفاده از توپولوژيMesh  Distributed نامحدود مي‌باشد.

- در اين روش لايه دوم شبكه Frame relay بوده و تمامي پروتكل‌هاي لايه بالاتر همچون TCP/IP را پشتيباني مي‌نمايد.

- پهناي باند ارسالي از ريموت‌ها (Inbound) به صورت اختصاصي بوده (SCPC) و پهناي باند ارسالي از سايت مركزي (Outband) با استفاده از تكنولوژي Sky performer براي تمامي ريموت‌ها به صورت مشترك ارسال مي‌گردد. براي هر يك از ريموت مي‌توان به ميزان نياز پهناي باند CIR (گارنتي شده ) و به ميزان بالاتري (Burst) BIR معين نمود.

- كاهش تجهيزات سايت مركزي در توپولوژي ستاره و نيز كاهش هزينه پهناي‌باند بخش فضايي اين روش را به جايگزين مناسبي براي شبكه‌هاي SCPC  تبديل نموده است.

- تجهيزات سايت‌هاي مركزي و ريموت در اين تكنولوژي مولتي سرويس بوده و جهت استفاده همزمان ديتا و صوت وتصوير مجتمع‌سازي شده‌اند.

- اين روش كاملا" Scalable بوده و شروع و پياده‌سازي آن از دو نقطه به صورت Point-to-Point قابل آغاز بوده و افزايش تعداد ريموت‌ها و پياده‌سازي روش Point-to-Multi point  به تدريج و به سادگي  امكان‌پذير مي‌باشد.

- سيستم‌هاي نصب شده در سايت مركزي در روش Star به صورت Redundant پياده‌سازي مي‌گردد كه با اين روشAvailability سيستم به بالاتر از 5.99% مي‌رسد. در صورت پياده‌سازي روش Mesh بروز اشكال در يك سايت مانع از اثرگذاري بر كل شبكه ارتباطي خواهد گرديد.

- در اين روش در دو سمت ارسال و دريافت از سايت مركزي و ريموت امكان استفاده از تكنيك‌هاي Coding مدرن مانندTurbo Code وجود دارد اين امر باعث صرفه‌جويي در توان ارسالي ترانسپورت ماهواره شده كه هزينه‌هاي جاري سيستم را كاهش مي‌دهد. ارسال به روش توربوكد دريافت اطلاعات با Eb/No پايين تر را در سايت‌هاي ريموت با حفظBER مناسب امكان‌پذير مي‌نمايد.

- امكان استفاده از Voice با تكنيك (Voice over frame relay ) VOFR در  اين روش يك كانال ارتباطي صوت با  كيفيت   بالا  (MOS =4.15) و با استفاده از حداقل پهناي باند (6kb/s) را مهيا مي‌نمايد.

 راه حل (D-TDMA) Deterministic TDMA

اين تكنولوژي راه‌حل مناسبي جهت شبكه ماهواره‌اي مبتني بر پروتكل IP مي‌باشد در روش D-TDMA, مقدار پهناي باند اختصاص داده شده به هر ايستگاه VSAT بر اساس پارامترهايي نظير اندازه صف اطلاعات در هر ايستگاه, كيفيت سرويس‌دهي (Quality of Service), ملاحظات اولويت‌بندي ايستگاه‌ها و برخي پارامترهاي ديگر به صورت پويا ) (Dynamic تعيين مي‌گردد. روش D-TDMA موجب ايجاد صرفه‌جويي  قابل توجهي از نظر پهناي باند بخش فضائي خواهد شد.

به عنوان مثال در مقايسه بين تكنولوژي DVB-RCS و D-TDMA, سيستم‌هاي DVB-RCS براي انتقال بسته‌هاي اطلاعاتIP, آنها را داخل فرم‌هاي اطلاعاتي MPEG تعبيه مي‌نمايند كه اين امر باعث كاهش كارآيي سيستم مي‌گردد به طوري كه براي انتقال اطلاعات با پروتكل IP روش   D-TDMA نسبت به DVB-RCS بين 10 تا 50 درصد در پهناي باند صرفه‌جويي به همراه دارد.

اهم مشخصات سيستم‌هاي D-TDMA عبارتند از :

- توپولوژي اين سيستم‌ها ستاره (Star) مي‌باشد.

- تعداد ريموت‌هاي قابل استفاده از لحاظ تئوري نامحدود بوده ولي به طور معمول به دليل محدوديت‌هاي تكنيكي براي كاربردهاي تا 800 ريموت مناسب مي‌باشد.

- شبكه بر اساس پروتكل IP طراحي گرديده است.

- از نظر روش Access Multiple , براي Outband (از هاب به ريموت) روش TDM و Inbound (از ريموت به هاب) D-TDMA مي‌باشد.

- با توجه به IP Base بودن‌, شبكه براي كاربردهاي Data , Voice (VoIP) و كلا" شبكه‌هايي كه Application هاي تحت IPدارند مناسب مي‌باشد.

- در هر دو سمت ارسال و دريافت از سايت و ريموت امكان استفاده از تكنيك‌هاي Coding مدرن ماننده Turbo codeوجود دارد.

راه‌حل DVB-RCS

با افزايش تقاضاي IP broadband service در دنيا روش‌هاي DVB-RCS از سال 2002 به صورت اجرايي در نقاط مختلف دنيا ارائه گرديد. اين روش راه‌حل مناسبي جهت ارائه سرويس اينترنت به مشتركين انتهايي در يك شبكه بزرگ مي‌باشد.

 مشخصات اصلي اين تكنولوژي عبارتند از:

- اين روش شامل يك هاب مركزي بوده كه قابليت پشتيباني از چند صد تا چند هزار كاربر را برحسب نوع سرمايه‌گذاري امكان پذير مي‌نمايد.

- روش ارتباطي ريموت‌ها با مركز در اين روش Star مي‌باشد.

- دراين روش بسترهاي اطلاعات IP به فرمت MPEG-DVB تبديل شده و از هاب مركزي به تمامي ريموت‌ها ارسال مي‌گردد. هر ريموت بر حسب PID خاص خود (Packet Identifier) سيستم اطلاعات مربوط به خود را جدا مي‌نمايد. ارسال اطلاعات از سايت‌هاي ريموت به هاب مركزي با تبديل بسترهاي IP به فرمت ATM و ارسال با روش MF-TDMAصورت مي‌پذيرد انجام اين مراحل باعث ايجاد كمي سربار اضافي (Overhead) در شبكه ارتباطي نيز مي‌گردد.

- اين روش با توجه به نياز به ايجاد يك هاب مركزي و سرمايه‌گذاري اوليه نسبتا" زياد براي كاربردهايي با تعداد ريموت بالاتر از پانصد عدد قابل توجيه مي‌باشد. مزيت آن اين است كه با نصب يك هاب مركزي امكان افزايش ريموت‌ها به سادگي امكان‌پذير مي‌باشد. كوچك بودن ابعاد تجهيزات ريموت و پايين بودن هزينه هر ريموت از مزيت‌هاي اصلي اين تكنولوژي مي‌باشد.

- Availability اين سيستم‌ها با توجه به حساسيت زياد هاب مركزي وابسته به نوع طراحي اين سايت مي‌باشد. عموما" در هاب مركزي از روش Full Redundant براي تمامي تجهيزات استفاده مي‌نمايند تا امكان بروز مشكل را به حداقل برسانند با اتخاذ اين تدابير نرخ  Availability هاب مركزي به 9/99% مي‌رسد.

تكنولوژي‌هايي كه در بالا معرفي مي گرديد به عنوان روش‌هاي غالب در شبكه‌هاي ماهواره‌اي كنوني در نظر گرفته مي‌شوند.

همان طور كه ملاحظه گرديد هر يك از روش‌هايي كه توضيح داده شد در جاي خود مناسب بوده و انتخاب نهايي يك روش در كاربردهاي چند منظوره و تركيبي نياز به بررسي دقيق‌تر مهندسان اين فن خواهد داشت.

هادي طالبي- شهرام وفا , از شركت صنايع صف 

منبع: ماهنامه دنیای مخابرات و ارتباطات