डिजिटल प्रौद्योगिकियों ने कई आधुनिक हार्डवेयर बनाना संभव बना दिया है जो कानून प्रवर्तन एजेंसियों के काम में महत्वपूर्ण सहायता प्रदान करते हैं। इनमें मोबाइल सेलुलर संचार, डिजिटल वॉयस रिकॉर्डर, डिजिटल फोटो और वीडियो कैमरे शामिल हैं।

संचार कहा जाता है गतिमान,यदि सूचना का स्रोत या उसका प्राप्तकर्ता (या दोनों) अंतरिक्ष में घूमते हैं। सार सेलुलर संचारइसमें अंतरिक्ष को छोटे क्षेत्रों में विभाजित करना शामिल है - कोशिकाएं (या 1-5 किमी की त्रिज्या वाली कोशिकाएं) और कोशिकाओं के बीच संचार से एक सेल के भीतर रेडियो संचार को अलग करना। यह विभिन्न कोशिकाओं में समान आवृत्तियों का उपयोग करने की अनुमति देता है। प्रत्येक सेल के केंद्र में सभी ग्राहकों के साथ सेल के भीतर रेडियो संचार सुनिश्चित करने के लिए एक बेस (प्राप्त करने और प्रसारित करने वाला) रेडियो स्टेशन होता है। प्रत्येक ग्राहक का अपना माइक्रो-रेडियो स्टेशन होता है - एक मोबाइल फोन - एक टेलीफोन, एक ट्रांसीवर और एक मिनी-कंप्यूटर का संयोजन। ग्राहक एक-दूसरे से जुड़े बेस स्टेशनों और शहर के टेलीफोन नेटवर्क के माध्यम से एक-दूसरे से संवाद करते हैं। प्रत्येक सेल को एक सीमित रेंज और एक निश्चित आवृत्ति के साथ एक कोर रेडियो ट्रांसमीटर द्वारा सेवा प्रदान की जाती है। इससे अन्य कोशिकाओं में समान आवृत्ति का पुन: उपयोग करना संभव हो जाता है। बातचीत के दौरान, सेलुलर रेडियोटेलीफोन एक रेडियो चैनल द्वारा बेस स्टेशन से जुड़ा होता है जिसके माध्यम से टेलीफोन वार्तालाप प्रसारित होता है। सेल सेल आयाम बेस स्टेशन के साथ रेडियोटेलीफोन डिवाइस की अधिकतम संचार सीमा द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह अधिकतम सीमा कोशिका त्रिज्या है।

विचार मोबाइल सेलुलर संचारक्या यह है कि, एक बेस स्टेशन के कवरेज क्षेत्र को छोड़े बिना, मोबाइल फोन पूरे नेटवर्क क्षेत्र की बाहरी सीमा तक, किसी भी पड़ोसी के कवरेज क्षेत्र में आ जाता है।

इस उद्देश्य के लिए, पुनरावर्तक एंटेना की प्रणालियाँ बनाई गई हैं जो उनके सेल - पृथ्वी की सतह के एक क्षेत्र को कवर करती हैं। विश्वसनीय संचार सुनिश्चित करने के लिए, दो आसन्न एंटेना के बीच की दूरी उनके ऑपरेटिंग त्रिज्या से कम होनी चाहिए। शहरों में यह लगभग 500 मीटर और ग्रामीण क्षेत्रों में लगभग 2-3 किमी. एक मोबाइल फोन एक साथ कई रिपीटर एंटेना से सिग्नल प्राप्त कर सकता है, लेकिन यह हमेशा सबसे मजबूत सिग्नल पर ट्यून किया जाता है।

मोबाइल सेलुलर संचार का विचार ग्राहक के एक सेल से दूसरे सेल में जाने पर टेलीफोन सिग्नल पर कंप्यूटर नियंत्रण के उपयोग में भी निहित है। यह कंप्यूटर नियंत्रण ही था जिसने एक मोबाइल फोन को एक सेकंड के हजारवें हिस्से के भीतर एक मध्यवर्ती ट्रांसमीटर से दूसरे में स्विच करना संभव बना दिया। सब कुछ इतनी जल्दी होता है कि ग्राहक को इसका पता ही नहीं चलता।

सेलुलर मोबाइल संचार प्रणाली का केंद्रीय भाग कंप्यूटर है। वे किसी भी सेल में स्थित एक ग्राहक को ढूंढते हैं और उसे टेलीफोन नेटवर्क से जोड़ते हैं। जब कोई ग्राहक एक सेल से दूसरे सेल में जाता है, तो वे ग्राहक को एक बेस स्टेशन से दूसरे में स्थानांतरित कर देते हैं।

मोबाइल सेलुलर संचार का एक महत्वपूर्ण लाभ इसे आपके ऑपरेटर के सामान्य क्षेत्र के बाहर उपयोग करने की क्षमता है - रोमिंगऐसा करने के लिए, विभिन्न ऑपरेटर उपयोगकर्ताओं के लिए अपने क्षेत्रों का उपयोग करने की पारस्परिक संभावना पर आपस में सहमत होते हैं। इस मामले में, उपयोगकर्ता, अपने ऑपरेटर के सामान्य क्षेत्र को छोड़कर, स्वचालित रूप से अन्य ऑपरेटरों के क्षेत्रों में स्विच करता है, यहां तक ​​​​कि एक देश से दूसरे देश में जाने पर भी, उदाहरण के लिए, रूस से जर्मनी या फ्रांस तक। या, रूस में रहते हुए, उपयोगकर्ता किसी भी देश में सेलुलर कॉल कर सकता है। इस प्रकार, सेलुलर संचार उपयोगकर्ता को किसी भी देश के साथ टेलीफोन द्वारा संचार करने की क्षमता प्रदान करता है, चाहे वह कहीं भी हो। अग्रणी विनिर्माण कंपनियाँ सेल फोनएकल यूरोपीय मानक - जीएसएम द्वारा निर्देशित होते हैं।

बोले हुए शब्दों को टाइप में लिखने का यंत्र(लैटिन डिडो से - मैं बोलता हूं, मैं निर्देश देता हूं) एक प्रकार का टेप रिकॉर्डर है जिसका उपयोग भाषण को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, इसके पाठ की बाद की छपाई। डिक्टाफोन को मैकेनिकल में विभाजित किया गया है, जिसमें चुंबकीय फिल्म वाले मानक कैसेट या माइक्रो-कैसेट का उपयोग सूचना भंडारण और डिजिटल के रूप में किया जाता है।

चलती भागों की पूर्ण अनुपस्थिति में डिजिटल वॉयस रिकॉर्डर यांत्रिक वॉयस रिकॉर्डर से भिन्न होते हैं। वे चुंबकीय फिल्म के बजाय सूचना भंडारण उपकरण के रूप में सॉलिड-स्टेट फ्लैश मेमोरी का उपयोग करते हैं।

डिजिटल फोटोग्राफीआपको महंगी, समय लेने वाली और हानिकारक रासायनिक प्रक्रियाओं के उपयोग के बिना डिजिटल रूप में उच्च गुणवत्ता वाली तस्वीरें तुरंत प्राप्त करने की अनुमति देता है।

एक डिजिटल कैमरे के संचालन का सिद्धांत यह है कि इसका ऑप्टिकल सिस्टम (लेंस) प्रकाश-संवेदनशील तत्वों के लघु अर्धचालक मैट्रिक्स, तथाकथित चार्ज-युग्मित डिवाइस (सीसीडी) पर फोटो खींची गई वस्तु की एक कम छवि को प्रोजेक्ट करता है। सीसीडी एक एनालॉग डिवाइस है: एक छवि पिक्सेल में आपतित प्रकाश की तीव्रता के सीधे अनुपात में विद्युत धारा उत्पन्न होती है। सीसीडी में पिक्सेल घनत्व जितना अधिक होगा, कैमरा उतना ही अधिक रिज़ॉल्यूशन उत्पन्न करेगा। इसके बाद, प्राप्त एनालॉग सिग्नल को डिजिटल प्रोसेसर का उपयोग करके डिजिटल छवि में परिवर्तित किया जाता है, जिसे जेपीईजी प्रारूप (या समान) में संपीड़ित किया जाता है और फिर कैमरे की मेमोरी में रिकॉर्ड किया जाता है। इस मेमोरी की क्षमता चित्रों की संख्या निर्धारित करती है। डिजिटल कैमरों के लिए मेमोरी के रूप में विभिन्न भंडारण उपकरणों का उपयोग किया जाता है - फ्लॉपी डिस्क, फ्लैश मेमोरी कार्ड, ऑप्टिकल डिस्क सीडी-आरडब्ल्यू, आदि। चित्रों के रूप में संग्रहीत विद्युत संकेतों को कंप्यूटर, टीवी की स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जा सकता है, कागज पर मुद्रित किया जा सकता है। प्रिंटर का उपयोग करना, या किसी भी देश को ई-मेल द्वारा प्रेषित करना। सीसीडी मैट्रिक्स में जितने अधिक पिक्सेल होंगे, डिजिटल फोटोग्राफिक छवि की स्पष्टता उतनी ही अधिक होगी। आधुनिक डिजिटल कैमरों के मैट्रिक्स में पिक्सेल की संख्या 2 मिलियन से 6 मिलियन या अधिक तक होती है।

डिजिटल कैमरा एक लघु लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले से सुसज्जित है, जिस पर बटन दबाने के तुरंत बाद ली गई तस्वीर दिखाई देती है। छवि के किसी विकास या निर्धारण की आवश्यकता नहीं है (जैसा कि पारंपरिक फोटोग्राफी में होता है)। यदि आपको फ़ोटो पसंद नहीं है, तो आप उसे "मिटा" सकते हैं और उसके स्थान पर एक नया फ़ोटो लगा सकते हैं। डिजिटल कैमरे में पारंपरिक फोटोग्राफी से बची एकमात्र चीज़ लेंस है।

डिजिटल फोटोग्राफी में, दुर्लभ चांदी के लवण के साथ प्रकाश संवेदनशील सामग्री का उपयोग पूरी तरह से बाहर रखा गया है। पारंपरिक कैमरों की तुलना में, डिजिटल कैमरों में काफी कम यांत्रिक गतिशील भाग होते हैं, जो उनकी उच्च विश्वसनीयता और स्थायित्व सुनिश्चित करता है।

कई डिजिटल कैमरे वैरिएबल फोकल लेंथ लेंस - ज़ूम लेंस या ज़ूम लेंस) का उपयोग करते हैं जो ऑप्टिकल (अक्सर तीन गुना) आवर्धन प्रदान करते हैं। इसका मतलब यह है कि तस्वीरें लेते समय, आप जगह छोड़े बिना, फोटो खींची जा रही वस्तु को दृश्य रूप से करीब या दूर ला सकते हैं, और यह धीरे-धीरे किया जा सकता है। इसके अलावा, डिजिटल ज़ूम का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक छवि का एक टुकड़ा पूरी स्क्रीन को भरने के लिए फैलाया जाता है।

डिजिटल कैमरों का एक अन्य लाभ न केवल तस्वीरें लेने की क्षमता है, बल्कि कई मिनटों तक चलने वाले लघु वीडियो भी शूट करने की क्षमता है। सबसे उन्नत डिजिटल कैमरों में एक अंतर्निहित माइक्रोफ़ोन होता है जो आपको ध्वनि के साथ वीडियो रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है।

कंप्यूटर में दर्ज की गई डिजिटल तस्वीरों को प्रसंस्करण के अधीन किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, क्रॉप करना (विस्तार के साथ अलग-अलग क्षेत्रों का चयन करना), चमक और कंट्रास्ट बदलना, रंग संतुलन, रीटचिंग, आदि। आप अपने कंप्यूटर पर डिजिटल फ़ोटो के एल्बम बना सकते हैं जिन्हें आप क्रमिक रूप से या स्लाइड मूवी के रूप में देख सकते हैं।

आज डिजिटल तस्वीरों की गुणवत्ता पारंपरिक तस्वीरों से कमतर नहीं है। यह माना जा सकता है कि आने वाले वर्षों में डिजिटल फोटोग्राफी पूरी तरह से पारंपरिक फोटोग्राफी की जगह ले लेगी।

वीडियो कैमरेआपको ध्वनि के साथ चलती छवियों को रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है। आधुनिक वीडियो कैमरों में, डिजिटल कैमरों की तरह, ऑप्टिकल छवि को सीसीडी मैट्रिक्स का उपयोग करके विद्युत छवि में परिवर्तित किया जाता है। उन्हें फिल्म की भी आवश्यकता नहीं है, किसी विकास या फिक्सिंग की आवश्यकता नहीं है। उनमें छवि चुंबकीय वीडियो टेप पर रिकॉर्ड की जाती है। हालाँकि, चुंबकीय टेप पर रिकॉर्ड करने के लिए (जैसा कि ध्वनि रिकॉर्ड करते समय किया जाता है), बहुत तेज़ गति की आवश्यकता होगी - 200 किमी/घंटा से अधिक (ध्वनि रिकॉर्ड करते समय की तुलना में लगभग 10,000 गुना तेज़): एक व्यक्ति आवृत्ति रेंज में ध्वनि सुनता है 20 से 20,000 हर्ट्ज़ तक। इस रेंज में उच्च गुणवत्ता वाली ध्वनि रिकॉर्डिंग की जाती है। वीडियो रिकॉर्डिंग के लिए बहुत अधिक आवृत्तियों की आवश्यकता होती है - 6 मेगाहर्ट्ज से ऊपर।

छवियों को रिकॉर्ड करने और चलाने के दौरान चुंबकीय टेप की गति बढ़ाने के बजाय, वीडियो कैमरा और वीसीआर में चुंबकीय सिर उच्च गति पर घूमने वाले ड्रम पर लगाए जाते हैं, और सिग्नल टेप के साथ नहीं, बल्कि पूरे टेप में रिकॉर्ड किए जाते हैं। ड्रम के घूर्णन की धुरी टेप की ओर झुकी होती है, और इसका चुंबकीय सिर प्रत्येक क्रांति के साथ टेप पर एक झुकी हुई रेखा लिखता है। इस मामले में, रिकॉर्डिंग घनत्व काफी बढ़ जाता है, और चुंबकीय टेप को अपेक्षाकृत धीमी गति से चलना चाहिए - केवल 2 मिमी/सेकेंड की गति से। वे रंगीन चित्र और ध्वनि रिकॉर्ड करते हैं (अंतर्निहित माइक्रोफ़ोन का उपयोग करके) और उनमें उच्चतम संवेदनशीलता होती है। छवि की चमक मापना, एपर्चर सेट करना और फोकस करना पूरी तरह से स्वचालित है। वीडियो शूटिंग का परिणाम तुरंत देखा जा सकता है, क्योंकि किसी फिल्म विकास (फिल्मांकन की तरह) की आवश्यकता नहीं है।

वीडियो कैमरे उच्च गुणवत्ता वाले लेंस से सुसज्जित हैं। सबसे महंगे कैमकोर्डर वैरिफोकल लेंस का उपयोग करते हैं जो 10x ऑप्टिकल आवर्धन प्रदान करते हैं। इसका मतलब यह है कि वीडियो शूट करते समय, आप एक ही स्थान छोड़े बिना, जिस ऑब्जेक्ट को शूट कर रहे हैं उसे ज़ूम इन या ज़ूम आउट कर सकते हैं, और यह धीरे-धीरे किया जा सकता है। इसके अलावा, डिजिटल ज़ूम का उपयोग 400 गुना या उससे अधिक तक किया जाता है, जिसमें छवि का एक टुकड़ा पूरी स्क्रीन को भरने के लिए फैलाया जाता है। एक छवि स्थिरीकरण प्रणाली का भी उपयोग किया जाता है, जो बड़ी सटीकता के साथ और एक विस्तृत सीमा के भीतर कैमरा शेक को ठीक करता है।

सीसीडी मैट्रिसेस का उपयोग वीडियो कैमरों को उच्चतम संवेदनशीलता प्रदान करता है, जिससे लगभग पूर्ण अंधेरे में (आग या मोमबत्ती की रोशनी से) शूट करना संभव हो जाता है।

एक वीडियो फिल्म में, एक ध्वनि फिल्म की तरह, चलती छवियों और ध्वनि को एक ही भंडारण माध्यम - चुंबकीय वीडियो टेप पर रिकॉर्ड किया जाता है। सबसे आम घरेलू वीडियो रिकॉर्डिंग मानक होम वीडियो (वीडियो होम सिस्टम, वीएचएस) है। इस मानक में चुंबकीय फिल्म की चौड़ाई 12.5 मिमी है। पोर्टेबल वीडियो कैमरों के लिए, समान चौड़ाई की फिल्म के साथ एक कम कैसेट का उपयोग किया जाता है - वीएचएस कॉम्पैक्ट।

सोनी ने मानक के लघु वीडियो कैसेट विकसित और निर्मित किए हैं वीडियो-एस(Ш8). उनमें फिल्म की चौड़ाई 8 मिमी है। इससे पोर्टेबल घरेलू वीडियो कैमरों के आकार को कम करना संभव हो गया। उनमें से सबसे उन्नत, वीडियो शूटिंग के दौरान छवि की निगरानी के लिए, दृश्यदर्शी के अलावा, एक लघु रंगीन लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले से सुसज्जित हैं। उनकी मदद से, आप अपने द्वारा शूट किए गए वीडियो को सीधे अपने कैमकॉर्डर पर देख सकते हैं। इसे देखने का दूसरा तरीका टीवी स्क्रीन पर है। ऐसा करने के लिए, वीडियो कैमरे का आउटपुट टीवी के इनपुट से जुड़ा होता है।

डिजिटल रिकॉर्डिंग पद्धति पर स्विच करने से आप कई बार दोबारा रिकॉर्डिंग करने पर भी गुणवत्ता के नुकसान से बच सकते हैं। 1995 में, सोनी, फिलिप्स, हिताची, पैनासोनिक और जेवीसी सहित 55 अग्रणी इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं के एक संघ ने डीवीसी डिजिटल वीडियो रिकॉर्डिंग प्रारूप को अपनाया। (डिजिटल वीडियो कैसेट) या डीवी (डिजिटल वीडियो). 1995 के अंत में ही, सोनी ने पहला डीवी वीडियो कैमरा पेश किया। अब डिजिटल वीडियो को कैमकॉर्डर से कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव में और बिना किसी जटिल रूपांतरण के सीधे वापस स्थानांतरित किया जा सकता है।

चुंबकीय टेप पर प्रत्येक फ्रेम 10 माइक्रोन चौड़े 12 झुकी हुई रेखाओं-पटरियों से मेल खाता है। उनमें से प्रत्येक पर, ऑडियो और वीडियो जानकारी, घंटे, मिनट, सेकंड और फ्रेम की अनुक्रम संख्या रिकॉर्ड करने के अलावा, वीडियो शूटिंग के बारे में अतिरिक्त जानकारी रिकॉर्ड करना संभव है। सभी डीवी कैमरे फोटो मोड में काम कर सकते हैं और 6-7 सेकंड के लिए ध्वनि के साथ व्यक्तिगत छवियों को रिकॉर्ड कर सकते हैं। वे 500-600 फ्रेम की क्षमता वाले डिजिटल कैमरे में बदल जाते हैं। एक डी वी-वीडियो रिकॉर्डर पहले ही बनाया जा चुका है।

डिजिटल डीवी प्रारूप के साथ, सोनी ने नई डिजिटल तकनीक विकसित की है डिजिटल 8, जिसे एनालॉग और डिजिटल प्रारूपों के बीच की सीमा को मिटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह आपको एनालॉग रिकॉर्डिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले नियमित Sh8 कैसेट पर DV डिजिटल रिकॉर्डिंग का उपयोग करने की अनुमति देता है।

डिजिटल वीडियो कैमरे बिना वीडियो कैसेट के बनाए जाते हैं। उनमें छवि एक हटाने योग्य हार्ड ड्राइव (हार्ड ड्राइव) पर दर्ज की गई है। डिजिटल प्रारूप में रिकॉर्ड किए गए वीडियो को पर्सनल कंप्यूटर पर देखा जा सकता है या एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है और टीवी पर देखा जा सकता है। रिकॉर्डिंग कंप्यूटर के लिए मानक MPEv/ZREv प्रारूप में सूचना संपीड़न के साथ की जाती है, इसलिए इसे व्यक्तिगत कंप्यूटर मॉनीटर पर देखा और संपादित भी किया जा सकता है।

नवीनतम वीडियो कैमरों में, चुंबकीय टेप के बजाय, वीडियो छवियों को रिकॉर्ड करने के लिए पुन: लिखने योग्य ऑप्टिकल EDU-ILU डिस्क का उपयोग किया जाता है। उन पर रिकॉर्ड की गई डिस्क को देखने के लिए तुरंत BUO प्लेयर में डाला जा सकता है। डिस्क के छोटे व्यास (8 सेमी) के कारण, वीडियो कैमरे के आयाम पारंपरिक कैमरे के समान हैं - चुंबकीय फिल्म के साथ कैसेट का उपयोग करना। ODU डिस्क पर रिकॉर्डिंग का समय 30 मिनट है, और "सेविंग मोड" में यह वीडियो छवि की गुणवत्ता में थोड़ी कमी के साथ 60 मिनट है।

डिजिटल वीडियो कैमरे, फोटो कैमरे, बिना हिले-डुले भागों और घटकों वाले वॉयस रिकॉर्डर भविष्य के हैं। वे अधिक विश्वसनीय, टिकाऊ, हल्के और छोटे होते हैं, और चलते समय या झटके से डरते नहीं हैं।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. कंप्यूटर हार्डवेयर एवं सॉफ्टवेयर से क्या तात्पर्य है? 2. 1VM RS प्रकार के पीसी की विशिष्ट विशेषताओं का नाम बताइए। 3. प्रयुक्त माइक्रोप्रोसेसर के प्रकार के आधार पर 1VM RS क्लोन के इतिहास पर विचार करें। 4. पीसी हार्डवेयर में शामिल मुख्य उपकरण कौन से हैं? 5. सिस्टम बस और पीसी विस्तार कनेक्टर का उद्देश्य क्या है? 6. माइक्रोप्रोसेसर गति और पीसी गति कैसे संबंधित हैं? 7. एमपी और मेमोरी विशेषताएँ पीसी के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती हैं? 8. एडेप्टर और नियंत्रकों का उद्देश्य स्पष्ट करें। 9. एनालॉग-टू-डिजिटल (एडीसी) और डिजिटल-टू-एनालॉग (डीएसी) कनवर्टर क्या हैं? 10. स्टोरेज मीडिया और स्टोरेज डिवाइस के बीच क्या अंतर है?))

• कंप्यूटर में मुख्य प्रकार के मीडिया और स्टोरेज डिवाइस के नाम बताइए। 12. कंप्यूटर रैम और दीर्घकालिक मेमोरी के बीच क्या अंतर है? 13. ऑप्टिकल सीडी के मुख्य प्रकारों के नाम बताइये। 14. फ़्लैश मेमोरी क्या है? 15. प्रिंटर और प्लॉटर में क्या अंतर है?

पीसी के आगमन को सही मायने में एक सुंदर वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति माना जाता है, जो बिजली और रेडियो के आविष्कार के बराबर है। जब पीसी का जन्म हुआ, तब तक कंप्यूटिंग तकनीक एक चौथाई सदी से अस्तित्व में थी। पुराने कंप्यूटरों को बड़े पैमाने पर उपयोगकर्ताओं से अलग कर दिया गया, विशेषज्ञ (इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर, प्रोग्रामर, ऑपरेटर) उनके साथ काम करते थे। पीसी के जन्म ने कंप्यूटर को एक व्यापक उपकरण बना दिया। कंप्यूटर की उपस्थिति नाटकीय रूप से बदल गई है: यह अनुकूल हो गया है (यानी, एक दृश्यमान आरामदायक स्क्रीन पर किसी व्यक्ति के साथ सांस्कृतिक संवाद करने में सक्षम)। वर्तमान में, दुनिया भर में करोड़ों पीसी का उपयोग उत्पादन और रोजमर्रा की जिंदगी दोनों में किया जाता है।

कंप्यूटर विज्ञान और इसके व्यावहारिक परिणाम वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति और मानव समाज के विकास का सबसे महत्वपूर्ण इंजन बन रहे हैं। इसका तकनीकी आधार सूचना को संसाधित करने और प्रसारित करने का साधन है। उनके विकास की गति अद्भुत है; मानव जाति के इतिहास में इस तेजी से विकसित होने वाली प्रक्रिया का कोई एनालॉग नहीं है। यह तर्क दिया जा सकता है कि कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का इतिहास अद्वितीय है, सबसे पहले, हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के विकास की शानदार गति के कारण। हाल ही में, कंप्यूटर, संचार और घरेलू उपकरणों को एक सेट में विलय करने में सक्रिय वृद्धि हुई है। नए सिस्टम बनाए जाएंगे, जो एक ही एकीकृत सर्किट पर स्थित होंगे और इसमें प्रोसेसर और उसके वातावरण के अलावा सॉफ्टवेयर भी शामिल होगा।

पहले से ही अब, सार्वभौमिक कंप्यूटरों को नए उपकरणों - स्मार्टफ़ोन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जो अपने मालिक के लिए विशिष्ट प्रकार के कार्यों को हल करते हैं। पॉकेट कम्प्यूटर की प्रणाली विकसित की जा रही है।

पाँचवीं पीढ़ी के कंप्यूटरों की एक विशिष्ट विशेषता कृत्रिम बुद्धिमत्ता और प्राकृतिक संचार भाषाओं की शुरूआत होनी चाहिए। यह माना जाता है कि पांचवीं पीढ़ी के कंप्यूटर आसानी से प्रबंधनीय होंगे। यूजर आवाज से मशीन को कमांड दे सकेगा।

यह माना जाता है कि 21वीं सदी अर्थशास्त्र, राजनीति, विज्ञान, शिक्षा, चिकित्सा, रोजमर्रा की जिंदगी और सैन्य मामलों में कंप्यूटर विज्ञान की उपलब्धियों के सबसे बड़े उपयोग की सदी होगी।

वर्तमान में कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास में मुख्य प्रवृत्ति कंप्यूटर कार्यान्वयन के दायरे का और विस्तार है और, परिणामस्वरूप, व्यक्तिगत मशीनों से उनके सिस्टम में संक्रमण - कंप्यूटर सिस्टम और विभिन्न प्रकार की कार्यक्षमता के साथ विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन के कॉम्प्लेक्स और विशेषताएँ।

पर्सनल कंप्यूटर के आधार पर अधिक आशाजनक, भौगोलिक रूप से वितरित मल्टी-मशीन कंप्यूटिंग सिस्टम बनाए गए हैं। कंप्यूटर नेटवर्क कम्प्यूटेशनल सूचना प्रसंस्करण पर इतना अधिक ध्यान केंद्रित नहीं करते हैं, जितना कि संचार सूचना सेवाओं पर: ई-मेल, टेलीकांफ्रेंसिंग सिस्टम और सूचना और संदर्भ सिस्टम। विशेषज्ञों का मानना ​​है कि 21वीं सदी की शुरुआत में. सभ्य देशों में बुनियादी सूचना परिवेश में बदलाव आएगा।

हाल के वर्षों में, नए कंप्यूटर विकसित करते समय, अति-शक्तिशाली कंप्यूटरों - सुपर कंप्यूटर और लघु और उप लघु पीसी - पर अधिक ध्यान दिया गया है। वितरित तंत्रिका वास्तुकला, न्यूरो कंप्यूटर पर आधारित छठी पीढ़ी के कंप्यूटर बनाने के लिए अनुसंधान कार्य चल रहा है। विशेष रूप से, न्यूरो कंप्यूटर मौजूदा विशेष नेटवर्क माइक्रोप्रोसेसरों - ट्रांसप्यूटर्स - अंतर्निहित संचार के साथ नेटवर्क माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग कर सकते हैं।

छठी पीढ़ी के कंप्यूटर की अनुमानित विशेषताएँ।

12.5. विद्युत माप उपकरणों के विकास में रुझान

विद्युत माप प्रौद्योगिकी में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में प्रगति का उपयोग वर्तमान में इसके विकास में मुख्य रुझानों में से एक को निर्धारित करता है, जो मापने वाले उपकरणों के कम्प्यूटरीकरण की विशेषता है। आइए इस प्रवृत्ति की अभिव्यक्ति के विशिष्ट रूपों पर विचार करें।

सबसे पहले, यह एनालॉग माप उपकरणों के डिजिटल उपकरणों के साथ क्रमिक प्रतिस्थापन में प्रकट होता है, जो बदले में, अधिक से अधिक सार्वभौमिक और "बुद्धिमान" होते जा रहे हैं।

एक उदाहरण के रूप में, आइए इस क्षेत्र के नेताओं में से एक, हेवलेट-पैकार्ड में ऑसिलोस्कोप उत्पादन के विकास के चरणों पर विचार करें। कंपनी ने अपना पहला ट्यूब ऑसिलोस्कोप HP130A और HP150A 1956 में जारी किया, और पहला सेमीकंडक्टर (HP180A) 1966 में जारी किया। 80 ​​के दशक तक, इस और अन्य कंपनियों ने विभिन्न उद्देश्यों के लिए बड़ी संख्या में एनालॉग ऑसिलोस्कोप का उत्पादन किया था, उनमें से कई उत्कृष्ट थे तकनीकी विशेषताओं. हालाँकि, पहले से ही 1980 में, हेवलेट-पैकार्ड इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि डिजिटल तकनीक एनालॉग सिग्नलों को रिकॉर्ड करने, प्रदर्शित करने और संसाधित करने की समस्या का बेहतर और सस्ता समाधान पेश कर सकती है, और 1986 से इसने एनालॉग ऑसिलोस्कोप का उत्पादन पूरी तरह से बंद कर दिया, उन्हें डिजिटल ऑसिलोस्कोप से बदल दिया। . 1992 में, कंपनी पहले से ही डिजिटल ऑसिलोस्कोप की एक पूरी श्रृंखला का उत्पादन कर रही थी; इस मॉड्यूलर 54700 श्रृंखला में, अन्य चीजों के अलावा, 1 गीगाहर्ट्ज बैंडविड्थ और 4 जीएस/एस की नमूना दर के साथ 54721 ए प्लग-इन इकाई शामिल है।

इसी तरह की प्रक्रिया गोल्ड कंपनी (गोल्ड, यूएसए) में हुई। कंपनी ने अपना पहला डिजिटल ऑसिलोस्कोप 1975 में जारी किया और 1988 में इसने एनालॉग ऑसिलोस्कोप का उत्पादन बंद कर दिया। 1992 में, कंपनी ने 7 से 200 मेगाहर्ट्ज की बैंडविड्थ और 0.02 से 1.6 नमूने/सेकंड की नमूना आवृत्ति के साथ डिजिटल ऑसिलोस्कोप के 15 मॉडल तैयार किए।

जबकि 8-बिट रिज़ॉल्यूशन अध्ययन के तहत प्रक्रियाओं के दृश्य अवलोकन के लिए पर्याप्त है, यह अक्सर अधिक जटिल और सटीक विश्लेषण के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, डिजिटल ऑसिलोस्कोप की सटीकता में सुधार के लिए लगातार काम किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, कंपनी "निकोल इंस्ट्रूमेंट कॉर्प।" (निकोलेट इंस्ट्रूमेंट कार्पोरेशन, यूएसए) 14 बिट्स के ऊर्ध्वाधर रिज़ॉल्यूशन के साथ 400 श्रृंखला ऑसिलोस्कोप प्रदान करता है, जो निश्चित रूप से एनालॉग ऑसिलोस्कोप के लिए अप्राप्य है।

डिजिटल ऑसिलोस्कोप ने न केवल एनालॉग ऑसिलोस्कोप को प्रतिस्थापित किया, बल्कि उपभोक्ताओं को प्रेक्षित संकेतों के मापदंडों को स्टोर करने, आउटपुट, प्रोसेस करने और तुलना करने के लिए नए उपकरणों की क्षमता से संबंधित नई क्षमताएं भी प्रदान कीं। आधुनिक डिजिटल ऑसिलोस्कोप विभिन्न प्रकार के सिग्नल विश्लेषण कार्य करते हैं, जिसमें तेज फूरियर ट्रांसफॉर्म एल्गोरिदम का उपयोग करके स्पेक्ट्रम विश्लेषण भी शामिल है। उनके पास एक अंतर्निर्मित प्रिंटर या प्लॉटर हो सकता है, जो आपको प्रोटोकॉल या शेड्यूल की हार्ड कॉपी प्राप्त करने की अनुमति देता है। मानक इंटरफ़ेस नोड्स की उपस्थिति आपको एक डिजिटल ऑसिलोस्कोप को एक व्यक्तिगत कंप्यूटर और एक कंप्यूटर नेटवर्क से कनेक्ट करने की अनुमति देती है; इसके अलावा, इसमें स्वयं एक छोटे कंप्यूटर की क्षमताएं हैं। जापानी कंपनियां हियोकी (मॉडल 8850) और योकोगावा (मॉडल 3655 और 3656) ऐसे ऑसिलोस्कोप का उत्पादन करने वाली पहली कंपनियों में से थीं।

एक उदाहरण के रूप में डिजिटल ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके, विद्युत माप उपकरणों के कम्प्यूटरीकरण में रुझानों में से एक का पता लगाया जा सकता है। माप सूचना संकेतों के डिजिटल प्रसंस्करण और उनके आधार पर विभिन्न उद्देश्यों के लिए माप और कंप्यूटिंग सिस्टम बनाने की क्षमता के साथ नए माप उपकरण बनाए जा रहे हैं। इन माप उपकरणों और प्रणालियों में कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के तत्व शामिल होते हैं जो डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग, स्व-निदान, त्रुटि सुधार, बाहरी उपकरणों के साथ संचार आदि प्रदान करते हैं।

एक अन्य दिशा 80 के दशक की शुरुआत में पर्सनल कंप्यूटर (आईबीएम पीसी और अन्य) के उद्भव और व्यापक उपयोग से जुड़ी है। यदि किसी उपभोक्ता के पास ऐसा कंप्यूटर है, तो उसके पास वास्तव में कंप्यूटर मापने के उपकरण के कई घटक हैं: एक कंप्यूटिंग डिवाइस, एक डिस्प्ले, एक नियंत्रण उपकरण, एक आवास, बिजली की आपूर्ति, आदि। केवल एक चीज गायब है वह माप जानकारी इनपुट करने के लिए उपकरण है कंप्यूटर (एनालॉग मापने वाले कन्वर्टर्स, गैल्वेनिक पृथक्करण उपकरण, स्केलिंग, सामान्यीकरण और रैखिककरण, एडीसी, आदि), इसकी प्रीप्रोसेसिंग (यदि कंप्यूटर को इस काम से मुक्त करना वांछनीय है) और विशेष सॉफ्टवेयर।

इसलिए, 80 के दशक में, व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी) में एनालॉग माप जानकारी इनपुट करने के लिए उपकरणों को क्रॉस-पीसी में निर्मित बोर्डों के रूप में, एक सामान्य केस (क्रैडल) में निर्मित मॉड्यूल के सेट के रूप में बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जाने लगा। विस्तार योग्य पीसी चेसिस, या बाहरी कनेक्टर के माध्यम से पीसी से जुड़े स्टैंड-अलोन कार्यात्मक मॉड्यूल के रूप में।

ऐसे उपकरणों में सूचना का प्रभावी पूर्व-प्रसंस्करण विशेष बड़े पैमाने के एकीकृत सर्किट - डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) के आगमन के साथ संभव हो गया। पहला सिंगल-चिप डीएसपी 1980 में जापानी कंपनी एनआईएसआई कॉर्प द्वारा जारी किया गया था। (एनईसी कॉर्प), 1983 से, फुजित्सु (जापान) और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (यूएसए) ने समान उत्पादों का उत्पादन शुरू किया; बाद में वे एनालॉग डिवाइसेस (यूएसए), मोटोरोला (मोटोरोला, यूएसए) आदि से जुड़ गए।

कंप्यूटर माप उपकरणों की कम से कम दो विशेषताओं पर ध्यान देना आवश्यक है। सबसे पहले, उन्हें विभिन्न मात्राओं को मापने के लिए बहुत आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है; इसलिए, सार्वभौमिक माप उपकरण उनके आधार पर बनाए जाते हैं। दूसरे, उनकी लागत में एक बड़ा हिस्सा सॉफ्टवेयर की लागत का होता जा रहा है, जो उपभोक्ता को कई नियमित संचालन करने से मुक्त करता है और बुनियादी माप समस्याओं को हल करने में उसके लिए अधिकतम सुविधा पैदा करता है।

एक उदाहरण तथाकथित आभासी माप उपकरण है। उनमें, मापने वाले उपकरण के फ्रंट पैनल की एक छवि पीसी डिस्प्ले पर प्रोग्रामेटिक रूप से उत्पन्न होती है। यह पैनल वास्तव में भौतिक रूप से अस्तित्व में नहीं है, और डिवाइस में स्वयं, उदाहरण के लिए, एक पीसी और इसमें निर्मित एक मापने वाला बोर्ड होता है। फिर भी, उपभोक्ता को एक पारंपरिक उपकरण के साथ काम करने का पूरा भ्रम है: वह नियंत्रण कुंजी दबा सकता है, माप सीमा, ऑपरेटिंग मोड इत्यादि का चयन कर सकता है, अंततः माप परिणाम प्राप्त कर सकता है।

80 के दशक से शुरू होकर, इलेक्ट्रॉनिक घटकों के सूक्ष्म लघुकरण ने माप उपकरणों के कम्प्यूटरीकरण में एक और दिशा के विकास को जन्म दिया - न केवल "स्मार्ट" उपकरणों और प्रणालियों का निर्माण, बल्कि "स्मार्ट" सेंसर भी।

इस तरह के सेंसर में न केवल एक संवेदनशील तत्व होता है, बल्कि एक जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण भी होता है जिसमें एनालॉग और एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स के साथ-साथ उपयुक्त सॉफ्टवेयर वाले माइक्रोप्रोसेसर डिवाइस भी होते हैं। "बुद्धिमान" सेंसर का डिज़ाइन इसे अनुसंधान वस्तु के करीब स्थापित करने और माप जानकारी की एक या दूसरी प्रसंस्करण करने की अनुमति देता है। साथ ही, उच्च शोर प्रतिरक्षा वाले संकेतों का उपयोग करके जानकारी डेटा संग्रह केंद्र को प्रेषित की जाती है, जो वस्तु से काफी दूरी पर स्थित हो सकती है, जिससे माप की सटीकता बढ़ जाती है।

एक उदाहरण के रूप में, जापानी कंपनी फ़ूजी (फ़ूजी, मॉडल एफकेए) द्वारा निर्मित "बुद्धिमान" पूर्ण दबाव सेंसर की तकनीकी क्षमताओं पर विचार करें, जो एक त्रुटि के साथ 0.16 से 30 बार की सीमा में तरल, गैस या भाप के दबाव का माप प्रदान करता है। -40 से + 85°C तक ऑपरेटिंग तापमान रेंज में 0.2% से अधिक नहीं। इसमें एक कैपेसिटिव सेंसिंग तत्व और एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण होता है जो माचिस के आकार के स्टील केस में लगा होता है। यह 11 से 45 V के वोल्टेज के साथ एक बाहरी डीसी स्रोत द्वारा संचालित होता है, जो डेटा संग्रह केंद्र में सेंसर से कई किलोमीटर दूर स्थित हो सकता है। माप की जानकारी बिजली आपूर्ति तारों (दो-तार सेंसर) के माध्यम से एनालॉग रूप में प्रसारित की जाती है - डीसी 4 से 20 एमए तक, साथ ही एक एनालॉग पर एक डिजिटल सिग्नल लगाया गया।

इस पर चार अंकों का डिजिटल लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले या एनालॉग मिलीवोल्टमीटर स्थापित करके सेंसर को आसानी से मापने वाले उपकरण में परिवर्तित किया जा सकता है। ऐसे सेंसरों को विशेष रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है और एक माप प्रणाली में एकीकृत किया जा सकता है। प्रत्येक सेंसर स्व-निदान, रूपांतरण फ़ंक्शन का रैखिककरण, स्केलिंग, माप सीमा निर्धारित करना, तापमान मुआवजा आदि करता है।

विद्युत माप उपकरणों के कम्प्यूटरीकरण के साथ-साथ, इसके मेट्रोलॉजिकल समर्थन को गहनता से विकसित किया जा रहा है, और उद्योग के लिए उच्च-परिशुद्धता मानक उपलब्ध हो रहे हैं। उदाहरण के लिए, 1982 में, फ़्लूक कंपनी (यूएसए) ने 6.5- और 7.5-अंकीय मल्टीमीटर के परीक्षण के लिए एक वोल्टेज अंशशोधक जारी किया। पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन के साथ डीएसी के आधार पर निर्मित यह उपकरण (मॉडल 5440ए), कार्यशाला में सीधे काम करते समय 0.0004% से अधिक की सापेक्ष त्रुटि प्रदान करता है।

वोल्ट और एम्पीयर मानकों सहित उच्चतम मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं वाले आधुनिक माप उपकरणों के निर्माण के लिए, बी जोसेफसन और हॉल के क्वांटम प्रभावों का उपयोग महत्वपूर्ण है।

बी. जोसेफसन प्रभाव की भविष्यवाणी 1962 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी बी. जोसेफसन द्वारा की गई थी और प्रयोगात्मक रूप से 1963 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी पी. एंडरसन और जे. रोवेल द्वारा इसकी खोज की गई थी। इस प्रभाव की एक अभिव्यक्ति इस प्रकार है। जब बी जोसेफसन संपर्क - दो सुपरकंडक्टर्स के बीच ढांकता हुआ की एक पतली परत - एक उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ विकिरणित होता है, तो ऐसे संपर्क की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता पर आवृत्ति के आनुपातिक वोल्टेज वृद्धि दिखाई देती है। बी. जोसेफसन के संपर्कों पर वोल्टेज वृद्धि को पुन: उत्पन्न करने की उच्च सटीकता ने 80 के दशक में 0.0001% से अधिक की त्रुटियों के साथ वोल्ट मानकों का निर्माण करना संभव बना दिया।

बी जोसेफसन प्रभाव और परिमाणीकरण घटना का उपयोग करना चुंबकीय क्षेत्रसरल रूप से जुड़े सुपरकंडक्टर्स में अत्यंत संवेदनशील सुपरकंडक्टिंग क्वांटम हस्तक्षेप उपकरणों - स्क्विड का निर्माण हुआ जो चुंबकीय प्रवाह को मापते हैं। चुंबकीय प्रवाह में विभिन्न भौतिक मात्राओं के मापने वाले कनवर्टर्स के उपयोग ने रिकॉर्ड उच्च संवेदनशीलता के साथ विभिन्न उद्देश्यों के लिए स्क्विड के आधार पर मापने वाले उपकरणों और उपकरणों को बनाना संभव बना दिया है: गैल्वेनोमीटर, तुलनित्र, थर्मामीटर, मैग्नेटोमीटर, ग्रेडियोमीटर, एम्पलीफायर। बी जोसेफसन प्रभाव के आधार पर, अन्य उपकरण बनाए गए हैं जिनका उपयोग माप जानकारी को संसाधित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, एडीसी और 10 गीगाहर्ट्ज से ऊपर की घड़ी आवृत्तियों वाले डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर।

क्वांटम हॉल प्रभाव की खोज 1980 में के. वॉन क्लिट्ज़िंग (जर्मनी) द्वारा की गई थी। प्रभाव कम तापमान (लगभग 1 K) पर देखा जाता है और चुंबकीय प्रेरण पर अर्धचालक हॉल सेंसर के हॉल प्रतिरोध की निर्भरता के ग्राफ पर एक क्षैतिज खंड के रूप में दिखाई देता है। इस खंड के अनुरूप प्रतिरोध में त्रुटि 0.00001% से अधिक नहीं है। इससे विद्युत प्रतिरोध के मानक बनाने के लिए क्वांटम हॉल प्रभाव का उपयोग करना संभव हो गया।

बी. जोसेफसन और हॉल द्वारा क्वांटम प्रभावों के उपयोग ने स्थिरांक के लिए मानक विकसित करना संभव बना दिया विद्युत प्रवाह, वर्तमान संतुलन के आधार पर सटीकता मानकों से अधिक, जिसका उपयोग 20वीं शताब्दी के लगभग पूरे दूसरे भाग में किया गया था। हमारे देश में, 1992 से एक नया राज्य प्राथमिक मानक पेश किया गया है। यह 0.00002% से अधिक की त्रुटि के साथ एम्पीयर को पुन: पेश करता है (वर्तमान स्केल 0.0008% से अधिक की त्रुटि प्रदान नहीं करता है)।

माना गया प्रभाव कम तापमान पर दिखाई देता है, जो उनके व्यापक उपयोग में मुख्य बाधा है। हालाँकि, 1986 में उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स की खोज हमें एकीकृत सर्किट पर निर्मित और लगभग 100 K के तापमान पर काम करने वाले माप उपकरणों के निर्माण की उम्मीद करने की अनुमति देती है। यह विद्युत माप प्रौद्योगिकी के विकास में एक नई गुणात्मक छलांग होगी।

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56. आधुनिक घरेलू उपकरण निर्माण के सफल विकास के लिए पूर्वापेक्षाएँ। उपकरण इंजीनियरिंग के विकास में मुख्य रुझान सिर्फ 20 साल पहले, कोई देश में कम्प्यूटरीकरण के आधुनिक स्तर का केवल सपना देख सकता था, आज यह सब एक वास्तविकता है; इन सबके संबंध में