Реферат на тему «Развитие мобильных устройств, с подробным рассмотрением современного состояния, в основном техническая сторона»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Основные сведения об мобильных устройствах

1.1 Классификация мобильных устройств

2 Основные компоненты мобильных устройств

3 Развитие архитектуры современных мобильных устройств

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человечество искала и совершенствовала средства обмена информацией. На малые расстояние сообщения передавались жестами и речью, на большие с помощью костров, находящихся друг от друга в пределах прямой видимости.

Иногда между пунктами выстраивалась цепочка людей и новости передавались голосом по этой цепочке от одного пункта до другого. В центральной Африке для связи между племенами широко использовали барабаны тамтам. Первое упоминание о передаче информации на расстояние встречается еще в древнегреческом мифе о Тесее. Отец этого героя, Эгей, отправляя сына на битву с чудовищем минотавром, проживавшем на острове Крит, попросил сына в случае успеха поднять возвращающемся корабле белый парус, а в случае поражения – черный.

Тесей убил минотавра, но паруса, как всегда, перепутали, и несчастный отец, подумав, что чудовище задрало сына, утопился. В честь этого события море, где утопился чадолюбивый Эгей, до сих пор носит название Эгейского.

Человечество особо не мудрствовало над трансляцией сигналов и символов на дальние расстояния. Самым надежным средством связи всегда были гонцы, как люди, так и птицы. Когда особо желающих бегать в любую, даже самую отвратительную погоду со всякими сообщениями не находилось, то пользовались просто голосом, или дымом, или огнем костра или еще чем-то условным [1].

Мобильные или портативные устройства, в широком смысле слова, существовали всегда. Каменные молоток, лук, мушкет и т.д., в прошлом — самые необходимые вещи для пропитания (средство производства) и самосохранения (средство безопасности). С течением времени суть потребностей не меняется, меняется форма.

В современном мире со словом «мобильный» большинство людей ассоциирует понятие мобильной связи, олицетворением которого является сотовый телефон. Действительно, степень проникновения сотовой связи в развитых странах близка 100% (практически все население знает, что такое «смартфон»). Кроме этого, сотовый телефон объединяет в себе все технологии, применяемые в других мобильных устройствах (классификация будет дана позже) [3].

Постоянный прогресс в развитии мобильных устройств обуславливает актуальность выбранной темы.

Цель работы – рассмотреть развитие мобильных устройств, с подробным рассмотрением современного состояния.

Основные задачи работы:

— изучить основные сведения об мобильных устройствах, в частности классификацию мобильных устройств;

— представить основные компоненты мобильных устройств;

— рассмотреть развитие архитектуры современных мобильных устройств.

1 Основные сведения об мобильных устройствах

Под мобильными устройствами понимаются легкие, небольшого размера (карманные) устройства, которые могут автономно подключаться к сетям связи с помощью беспроводных технологий.

В настоящее время пользователям доступен широкий спектр мобильных устройств для решения разных задач. Он варьируется от очень недорогих мобильных телефонов до профессиональных карманных персональных компьютеров (КПК) и смартфонов. Наряду с форм-фактором имеются различия в функциональности и производительности, которые эти устройства обеспечивают.

Мобильное устройство — компактные мобильные компьютеры, предназначенные в первую очередь для просмотра веб-страниц и работы с веб-сервисами, развлечения и коммуникации [3].

Мобильные устройства – ряд устройств, который включает в себя смартфоны, планшеты, электронные книги, телефоны, КПК и нетбуки, главной особенностью которых является размер, а также количество выполняемых ими функций. Смартфоны – устройства, важной особенностью которых является размер и способность к транспортированию, а также большой ряд функциональных возможностей. Интернет-планшеты оснащены большим экраном, и позволяют пользоваться интернетом, книгами, офисными пакетами, а также играми.

Электронные книги по характеру напоминают планшеты, однако они узко специализированы. Основной их задачей считается чтение книг и электронных файлов. Эти мобильные устройства основаны на матрице e-ink, которая по своим свойствам имитирует обычную бумагу, т.е. экран не имеет подсветки и на вид глазом воспринимается как обычный лист бумаги.

1.1 Классификация мобильных устройств

Существуют основные категории мобильных устройств: сотовые телефоны, пейджеры, смартфоны, карманные персональные компьютеры (КПК) и коммуникаторы.

Сотовым телефоном называется портативное устройство, основным назначением которого является предоставление услуг голосовой связи посредством сотовой сети. Сотовые телефоны управляются операционной системой, которая не предназначена для запуска прикладных программ.

В настоящее время сотовые телефоны являются беспроводными устройствами, которые чаще всего используются на рынке мобильных устройств. В некоторых европейских странах более 75 % населения имеет мобильный телефон. В большинстве случаев используется голосовая связь, но с появлением беспроводного протокола передачи данных (WAP) и возможности обмена текстовыми сообщениями стали более распространенными и другие приложения по обработке и передаче данных.

Обычно такой телефон имеет небольшой по размеру дисплей (как правило, от 4 до 12 строк текста) с типовой 12-кнопочной клавиатурой для ввода данных. Эти ограничения делают сотовые телефоны неподходящими для веб-поиска, т. к. объемы данных, которые могут быть получены или выведены на экран, весьма ограничены. Основным преимуществом сотовых телефонов является их широкое использование, что делает их очень подходящими для разработки конкретных приложений, ориентированных на широкий круг пользователей [5]. Например, такими приложениями могут быть: просмотр котировок акций, отчеты о трафике, покупка билета и чтение новостей. Во всех этих приложениях требу- 7 ется ограниченный набор данных, необходимых для получения ожидаемого ответа. Однако, если планируется внедрение корпоративных приложений, таких как продвижение продаж или автоматизация обслуживания, лучшим выбором будут более мощные устройства.

Сотовые телефоны имеют встроенные беспроводные модемы, что обеспечивает легкое подключение к беспроводным сетям. После подключения пользователь может использовать модем как для голосовой связи, так и для приложений или посредством беспроводной телефонной связи (WTA), поддерживаемой в WAP, одновременно передавать данные и голосовую связь. Кроме того, сотовые телефоны идеально подходят для обмена текстовыми сообщениями. Поскольку длина этих сообщений не превышает 160 символов, то возможности ввода этих устройств являются достаточными. С другой стороны, преимуществом является длительное время работы батареи телефона. Ограниченная мощность сотовых телефонов позволяет экономить заряд аккумулятора (батареи), что приводит к более длительной работе по сравнению с более сложными устройствами, такими как смартфоны и карманные персональные компьютеры. Основной целью этих устройств является голосовая связь, поэтому качество голосовой связи, подключения к сети и передачи пакетов имеет приоритет при их выборе.

Пейджеры нужны для обмена короткими текстовыми сообщениями между пользователями. Очень часто эти приложения загружаются производителями и не модернизируются. Эти устройства выполняют большую работу по подкачке данных, но часто не подходят для более сложных приложений. Это утверждение верно для большинства пейджеров, но есть некоторые исключения. Например, RIM и Motorola предлагают более продвинутые устройства, которые предоставляют возможности, подобные КПК. Обе компании начинали с использования собственных операционных систем, но с появлением платформы J2ME перешли на нее. Были расширены основные возможности подкачки данных устройств RIM Blackberry и пейджеров Motorola Timeport с приложениями для управления персональной информацией и беспроводными интернет-приложениями. Кроме того, пользователям предлагаются продвинутые возможности ввода посредством стандартной клавиатуры QWERTY, поддерживающей ввод большими пальцами рук [7].

Простые смартфоны называются так потому, что они обеспечивают возможность запуска локальных приложений, а также выполнения звонков. Как и веб-телефоны, это, прежде всего, голосовые устройства, поэтому выбор должен быть основан на возможностях голосовой связи. Поддержка приложений несколько лимитирована из-за ограниченного объема хранения, мощности обработки и размеров отображения. Они похожи на веб-устройства по форме и размеру дисплея, но позволяют приложениям работать локально, не требуя подключения к сети.

Одной из главных особенностей смартфонов является их простота. Можно использовать устройство, не беспокоясь о расширении конфигурации. Кроме того, поскольку устройства имеют очень небольшие процессоры и мало памяти, они способны работать несколько дней на одном заряде аккумулятора.

У пользователей есть возможность расширить возможности устройства путем загрузки новых приложений. Производители мобильных телефонов и беспроводных устройств создают электронные витрины, на которых разработчики могут представить свои приложения для загрузки. Для этих устройств в основном используется платформа Java 2 Micro Edition (J2ME), на базе которой разрабатываются мобильные приложения.

На рынке беспроводных приложений идет движение в сторону более совместимых устройств в виде высококачественных профессиональных смартфонов. Ведущие производители сотовых телефонов, включая HTC, Nokia, Sony Ericsson и Motorola, разрабатывают устройства, которые ориентированы на корпоративный рынок, обеспечивают возможность для голосовой связи и интеллектуальных клиентских приложений. Это делает их хорошим выбором для пользователей, которые не хотят носить с собой несколько устройств для поддержки различных приложений.

Форма смартфона является средней между сотовым телефоном и карманным персональным компьютером [4]. Обычно они имеют механизм флип-топ для отображения на весь экран и клавиатуру. В закрытом виде они выглядят как большой сотовый телефон с типовой 12-значной клавиатурой и небольшим экраном. В открытом виде имеют экран размером от 640 × 200 до 320 × 240. Процессоры в этих устройствах достаточно мощные, чтобы запустить сложные локальные приложения, а также продвинутые беспроводные интернет-приложения. Браузеры для этих устройств часто имеют поддержку цветной графики и мультимедиа с использованием либо WML-, либо HTML-языков разметки.

Смартфоны, так же как пейджеры и сотовые телефоны, могут использоваться в течение нескольких дней на одном заряде аккумулятора. До недавнего времени услуги, предоставляемые для смартфонов, были малонастраиваемыми. Пользователь не мог добавить приложения или изменить содержание, доступное на устройстве. В настоящее время последние модели смартфонов предлагают полноценную операционную систему с доступной памятью для приложений сторонних разработчиков. Наиболее распространенные операционные системы в смартфонах – Android, iOS и Windows Phone.

Карманный персональный компьютер (КПК) – это портативное устройство, на котором предустановлена операционная система, позволяющая устанавливать и выполнять прикладные программы.

КПК, размером с ладонь (наладонные), в настоящее время занимают основное место на рынке мобильных устройств. Они предоставляют пользователю возможность сенсорного ввода. По форме КПК находятся между карманными компьютерами и смартфонами, как правило, с цветным VGA-экраном. Наладонные КПК имеют возможность мгновенно включаться/выключаться, т. к. они не перезагружаются перед использованием. Большинство последних устройств также имеют встроенные беспроводные модемы для беспроводной связи. КПК без встроенного модема, как правило, имеют слот, в который беспроводной модем может быть подключен [6].

Если разделение на КПК и телефоны является очевидным, то различие между смартфонами и коммуникаторами медленно уменьшается. Само же разделение произошло, исходя из того, на какой основе возникли те или иные устройства:

• Коммуникаторы – это КПК, в которые была добавлена поддержка соединения с сетями связи. Примером коммуникаторов могут служить устройства под управлением операционной системы Windows Phone.
• Смартфоны – это сотовые телефоны с операционной системой, приспособленной для запуска сторонних приложений. Классическим примером смартфонов являются устройства на основе операционной системы Android.

На рисунке 1 графически показано, как соотносятся эти категории мобильных устройств.

Рисунок 1 — Категории мобильных устройств

2 Основные компоненты мобильных устройств

Современное мобильное устройство состоит из следующих основных элементов: корпус, дисплей, оперативная и встроенная память, батарея, камера, датчики и др.

Современные смартфоны представляют собой настоящее поле битвы за каждый кубический миллиметр объема, потому пластмассовой «мыльницы», в которую упакован дисплей и плата, сегодня среди них не встретить.

Как правило, корпус состоит из рамы, к которой крепится дисплей и прочая начинка, а с тыльной стороны всё это прикрывается защитной панелью.

Первое, что нужно знать о корпусе – это использованные в нем материалы:

• Пластик.
• Металл (обычно алюминий).
• Стекло.
• Керамика.

Дешевые гаджеты целиком изготавливаются из пластмассы, в моделях подороже используются металлические элементы, наконец, флагманы имеют цельнометаллические или керамические корпуса [8].

Гаджет, сделанный из дешевых материалов, очень быстро «облезет» и исцарапается, корпус будет немилосердно люфтить, а под стекло дисплея набьется пыль.

Так что во внимание следует принимать не только дизайн корпуса, но и то, из чего он изготовлен.

Рисунок 2 — Чипсет

Среди всех компонентов, из которых состоят любые модели смартфонов, этот – самый важный, можно сказать, сердце. У неискушенных пользователей часто возникает путаница с терминологией, и они обзывают этот элемент процессором.

В действительности это неправильно – корректнее говорить «чипсет» или SoC (System on a Chip) (рисунок 2), поскольку в данной микросхеме имеется не только два процессора (CPU и графический ускоритель), но и множество периферии, обслуживающей те или иные системы мобильного устройства.

CPU всех современных чипсетов для смартфонов построены на архитектуре ARM, хотя еще несколько лет назад на рынке появлялись модели на SoC Intel, использовавших привычную для пользователей ПК x86 [9].

Основными параметрами, которые стоит принимать во внимание, являются тактовая частота и технология изготовления. На момент написания статьи наиболее совершенные чипсеты были изготовлены по 10 нм технологии и имели тактовую частоту чуть ниже 2,5 ГГц.

Однако уже к концу этого года должны появиться первые устройства на основе SoC Qualcomm Snapdragon 855, который будет работать на частоте 3 ГГц и производиться по 7 нм техпроцессу.

К такому параметру, как количество ядер, нужно относиться с осторожностью, поскольку он далеко не всегда отражает реальную градацию производительности.

Дисплей. Назначение этого элемента очевидно, поэтому мы остановимся на ключевых его характеристиках:

• Диагональ.
• Соотношение сторон.
• Разрешение.
• Технология изготовления матрицы.

Диагональ, помимо чисто утилитарного смысла (чем больше дисплей, тем удобнее с ним работать), влияет еще и на энергопотребление. Поэтому емкость батареи на фаблетах обычно несколько выше, чем на «нормальных» смартфонах.

Соотношение сторон имеет тенденцию к увеличению большей из них, например, последние модели флагманов Samsung (и не только) производятся с экранами 18.5:9, тогда как у предыдущего поколения эта величина составляла 16:9, а до этого в моде были еще более «квадратные» аппараты.

Разрешение показывает, как много точек (пикселей) помещается на ширину или высоту экрана. Для наиболее часто употребляемых форматов существуют буквенные наименования. Вот те из них, которые чаще всего встречаются в мобильных устройствах:

• HD – 1280х720.
• FullHD – 1920х1080.
• Quad HD (иногда ошибочно именуется QHD) – 2560х1440.
• 4K – 3840х2160.

Величины представлены для соотношения сторон 16:9, но иногда используется запись по стороне с меньшим числом пикселей, например, 720p или 1080p. Так, смартфон Samsung Galaxy S8 имеет разрешение Quad HD, однако в полной записи оно соответствует 2960х1440, а не 2560х1440 [11].

В современных смартфонах дисплеи изготавливают по одной из трех основных технологий:

Существуют также их разнообразные фирменные вариации, например, Super AMOLED, использующиеся в гаджетах Samsung.

Технология TFT используется только в самых дешевых моделях. Основным ее недостатком является маленький угол обзора, что не так уж критично, например, для монитора, но очень важно для мобильного девайса.

Изображение в таких дисплеях, как и в более продвинутой, а потому распространенной версии IPS, создается при прохождении света, испускаемого подсветкой, через управляемые кристаллы.

Основные минусы – достаточно высокое энергопотребление и отсутствие черного цвета, вместо которого отображается темно-серый.

AMOLED дисплеи построены на основе светодиодных матриц. У них существенно лучше цветопередача, ниже энергопотребление, но при этом несколько меньший срок службы, а также достаточно высокая цена.

Оперативная и встроенная память. Оперативная память требуется для непосредственной работы процессора – именно в нее загружаются активные приложения и сама операционная система.

Чем более ресурсоемкое приложение, тем больше оно требует оперативки.

Встроенная память функционально представляет собой аналог жесткого диска настольного компьютера, а технически – аналог флешки. Кроме того, у большинства моделей предусмотрена возможность ее расширения за счет SD карт.

Помимо количественного показателя – объема, стоит учитывать также и качественный. Это справедливо для обоих типов памяти. Чем более современная технология ее производства, тем выше скорость доступа [6, 9].

В случае оперативной памяти наиболее распространенными сегодня являются типы LPDDR 3 и 4, а в более дорогих гаджетах можно встретить LPDDR 4x и даже 5.

Наиболее быстрой встроенной памятью сегодня является USF 2.1, пришедшая в 2016 году на смену USF 2.0.

Батарея. В современных смартфонах используются два типа аккумуляторов, не состоящих из вредных химических элементов: литий-ионные и литий-полимерные. Принципиально они не слишком отличаются, однако литий-полимерный тип считается более прогрессивным и безопасным.

Все прочие виды, такие, как никель-кадмиевые или никель-металлогибридные батареи, в настоящее время в мобильных устройствах не применяют по причине токсичности и таких недостатков, как эффект памяти.

Камера. В силу очевидных причин почти все камеры в гаджетах имеют небольшое фокусное расстояние. Важным критерием является разрешение сенсора, способное достигать 21-23 мегапикселей, однако в настоящий момент его роль несколько снизилась.

Широкое распространение двухмодульных камер позволило скомпенсировать короткофокусность и обеспечило качественную панорамную съемку.

Немаловажными являются и такие «фичи», как оптическая стабилизация, оптический зум и прочая оснащенность, без которой самый лучший сенсор будет делать посредственные снимки.

Датчики. «Джентльменский набор» современного смартфона включает пять основных дастчиков:

• Датчик освещенности, позволяющий регулировать интенсивность свечения дисплея.
• Датчик приближения, блокирующий экран во время звонка, чтобы избежать срабатывания при прикосновении уха.
• Акселерометр и гироскоп – фиксируют изменение положения гаджета в пространстве.
• Компас, помогающий ориентироваться по картам.

Время от времени в новых моделях той или иной компании появляются дополнительные сенсоры, однако полезность их для большинства владельцев под большим сомнением, поэтому широкого распространения они не получили [3, 10].

3 Развитие архитектуры современных мобильных устройств

К современным мобильным устройствам относят прежде всего смартфоны и планшетные компьютеры. Их главными параметрами являются размер и способность к транспортированию. Мало кто знает, что от персональных компьютеров они отличаются прежде всего принципом построения архитектуры устройства.

Почти все процессоры настольных компьютеров используют архитектуру *86 (от англ. Intel 80*86), разработанную в 1978 г. Эта архитектура процессора впервые была реализована в процессорах компании Intel. Помимо продукции Intel архитектура также применяется в процессорах AMD, VIA, Transmeta, IDT и др. У архитектуры *86 существует соответствующий ей набор команд CISC (от англ. Complex Instruction Set Computing или англ. Complex Instruction Set Computer — компьютер с полным набором команд). Это означает, что при запуске любой программы, процессор устройства обрабатывает всю цепочку команд. Например, при запуске графического редактора он производит загрузку всех инструментов, фильтров, эффектов и других функций сразу, что требует немалой вычислительной мощности [2, 6].

В большинстве мобильных устройств используется архитектура ARM (от англ. Advanced RISC Machine, Acorn RISC Machine — усовершенствованная RISC-машина). Этой архитектуре соответствует набор команд типа RISC (от англ. Restricted (Reduced) Instruction Set Computer — компьютер с сокращенным набором команд). Процессоры таких устройств отвечают за значительно меньший объем команд, быстродействие в них достигается путем упрощения инструкций. Если запустить графический редактор на устройстве с таким процессором, то при открытии будут загружены только основные функции, а используемые во время работы дополнительные модули будут подгружены по мере их вызова. Этот метод обеспечивает высокую скорость работы, несмотря на малую вычислительную мощность.

Почти все RISC-инструкции довольно просты и выполняются за один такт работы процессора, основными в этом наборе команд являются инструкции загрузки Load и сохранения Store. Для выполнения RISC-инструкций нужно меньше логических элементов, чем для CISC-инструкций, которые могут выполнять сразу несколько низкоуровневых операций, что в конечном итоге снижает стоимость процессора и увеличивает тактовую частоту.

Первые процессоры ARM были представлены 26 апреля 1985 г. компанией Acorn Computers под названием ARM1. ARM2 были доступны уже в следующем году. К настоящему времени процессоры ARM претерпели много изменений и доработок, но компактность конструкции сохранилась до сих пор: кристалл процессора ARM2 содержал 30 тыс. транзисторов, а ARMv7 содержит всего на 5 тыс. транзисторов больше.

Корпорация ARM Holdings, дочерняя компания Acorn Computers, в отличие от Intel или AMD, сама ничего не производит, предпочитая продавать это право другим производителям мобильных устройств. Среди ее лицензиатов такие кампании, как AMD, Apple, Intel (до 2006 г.), NXP, STMicroelectronics, Samsung, LG, MediaTek, MStar, Qualcomm, Sony. При этом многие лицензиаты делают собственные версии ядер на базе процессора ARM.

До недавнего времени все мобильные устройства, основанные на процессоре ARM, поддерживали только 32-разрядные вычисления. ARMv8 — первый 64-битный процессор, он позволяет работать с объемом оперативной памяти 4 Гбайт и больше [8].

Рассмотрим примеры последних решений на процессоре ARM.

Смартфон Apple iPhone 6S (рисунок 3).

Рисунок 3 — Процессор Apple A9 смартфона Apple iPhone 6S

Процессор Apple A9 — 64-битный двухъядерный ARM-микропроцессор с архитектурой ARMv8-A компании Apple из серии Apple Ax. Изготавливается по-новому 14-нм FinFET техпроцессу. Используется в смартфонах iPhone 6S и iPhone 6S Plus.

Смартфон Samsung Galaxy S6 (рисунок 4).

Рисунок 4 — Процессор Samsung Exynos 7420 смартфона Samsung Galaxy S6

Процессор Samsung Exynos 7420 — 64-битный восьмиядерный ARM-микропроцессор с архитектуройARMv8-A компании Samsung. Используется в смартфонах Samsung Galaxy S6, Samsung Galaxy S6 Edge, Samsung Galaxy Note 5, Samsung Galaxy S6 Edge+.

Смартфон Microsoft Lumia 950 (рисунок 5). Все эти мобильные устройства содержат 64-битные PISC-процессоры, которые основаны на ядрах Cortex-A57 и Cortex-A53

Мобильные устройства, основанные на архитектуре х86, тоже существуют. В основном это планшетные компьютеры на операционных системах Windows 8 и 10 и некоторые смартфоны с процессором Intel Atom. Intel Atom — единственный на сегодняшний день процессор компании Intel, использующийся в смартфонах. Некоторые планшетные компьютеры, предназначенные для решения более сложных задач, имеют процессоры Intel Core i3 и Intel Core i5.

Рисунок 5 — Процессор Qualcomm Snapdragon 808 смартфона Microsoft Lumia 950

Из недавно вышедших смартфонов для примера можно рассмотреть следующие:

Смартфон ASUS ZenFone 2 Deluxe (рисунок 6) [2].

Процессор Qualcomm Snapdragon 808 — 64-битный шестиядерный ARM-микропроцессор с архитектурой ARMv8-A. Он также используется в смартфонах LG G4, LG Nexus 5X, Xiaomi mi4c, Motorolla Moto X Style.

Рисунок 6 — Процессор Intel Atom Z3580 смартфона ASUS ZenFone 2 Deluxe

Процессор Intel Atom Z3580 — 64-битный четырехъядерный микропроцессор с архитектурой х86 компании Intel из серии Intel Atom. Используется в мобильных устройствах Asus MemoPad 8, Nokia N1, Dell Venue 8 7000, Asus Zenfone 2.

Процессоры Intel Atom еще не до конца доработаны, они пока сильно уступают процессорам ARM. Примером служит то, что такая большая компания, как Apple, использует процессоры фирмы Intel во всех своих персональных компьютерах и ноутбуках, но не использует процессоры Intel Atom для смартфонов и планшетов. Компания Intel заявляет, что будет вкладывать много усилий в совершенствование линейки процессоров для мобильных устройств, чтобы все больше производителей устанавливали процессоры Intel Atom в свои новые модели.

Интересно, что почти все мобильные устройства, которые сейчас существуют и которые каждый из нас использует, основаны на одной и той же архитектуре ARM с одним и тем же набором команд типа RISC. C момента широкого распространения портативных устройств с процессором так и не было создано более удобной и простой архитектуры для смартфонов и планшетов, чем архитектура ARM [3].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мобильные устройства прочно вошли в нашу жизнь, позволяя поддерживать общение и став незаменимым средством для работы и творчества. За несколько десятилетий вычислительные машины стремительно эволюционировали. Многокомнатные релейные, ламповые и транзисторные монстры уступили дорогу куда более совершенным устройствам, собранным из полупроводниковых микросхем. Благодаря миниатюрности, надежности, малому энергопотреблению и невысокой стоимости компьютеры проникли во все сферы быта – от телефонов до стиральных машин. Но развитие на этом не остановилось. И если средневековые схоласты спорили о том, сколько ангелов может поместиться на острие иглы, инженеры будущего наверняка смогут разместить там полнофункциональный мобильный компьютер. Впрочем, и современные достижения микроэлектроники весьма впечатляют.

Современное мобильное устройство состоит из следующих основных элементов: корпус, дисплей, оперативная и встроенная память, батарея, камера, датчики и др.

Современные смартфоны представляют собой настоящее поле битвы за каждый кубический миллиметр объема, потому пластмассовой «мыльницы», в которую упакован дисплей и плата, сегодня среди них не встретить [4].

Традиционные мобильные платформы, состоящие из микросхем системной логики (чипсета) и процессора, размещенных на системной плате, годятся для ограниченного круга устройств, прежде всего ноутбуков и нетбуков. Однако есть целый класс сверхмобильных аппаратов, которым в качестве платформы требуется нечто более компактное и менее энергопотребляющее. Среди них – планшетные компьютеры, смартфоны, ультракомпактные нетбуки и всевозможные специализированные гаджеты (навигаторы, MP3- и MP4-плееры и т.д.). В основе – сверхмобильная платформа, которая чаще всего представляет собой так называемую систему на кристалле (System-on-a-Chip, SoC). Это в буквальном смысле самодостаточная система, объединяющая разнообразные устройства (процессоры, память, контроллеры интерфейсов и многое другое) и выполненная в виде единой микросхемы (кристалла).

В качестве жесткого диска в сверхмобильных системах применяется энергонезависимая NAND или flash-память. Ее преимуществами, в сравнении с типичным накопителем на магнитных дисках, являются сверхкомпактные размеры, низкое энергопотребление и устойчивость к внешним физическим воздействиям (удары, вибрация), что особенно важно для мобильных устройств, учитывая обычные условия их эксплуатации.

Фактически обязательным элементом сверхмобильных платформ стали сетевые интерфейсы, проводные и (или) беспроводные – в частности, 100 Мбит/1 Гбит Ethernet, Wi-Fi стандартов 802.11b/g/n и Bluetooth. За них отвечает отдельный сетевой контроллер, как правило, разработки Broadcom или Atheros [8].

Как в любой компьютерной системе, одним из обязательных элементов SoC является оперативная память. Преимущественное распространение получил тип памяти LPDDR (Low Power Double Data Rate – память с низким энергопотреблением и удвоенной скоростью передачи данных). Несмотря на сходство с названиями DDR2 и DDR3, новый тип памяти несовместим с этими стандартами напрямую из-за примененных в LPDDR многочисленных микроархитектурных решений, призванных существенно снизить энергопотребление.

В современных гаджетах применяются сенсорные дисплеи двух типов: емкостные и резистивные. Первые обладают более высокой прозрачностью и, следовательно, требуют менее мощной подсветки для обеспечения высокой яркости и контрастности – это положительно сказывается на энергопотреблении, позволяя увеличить время автономной работы мобильного устройства. Кроме того, емкостные экраны лучше реагируют на легкое касание пальцем, тогда как для четкого срабатывания резистивного экрана требуется некоторое усилие при нажатии – оптимальным является ввод с помощью стилуса. Впрочем, в 2008 году компания HTC разработала и запатентовала электронное перо для работы с емкостными экранами, специально предназначенное пользователям, привыкшим к управлению с помощью стилуса и не желающим переходить на «пальцевый» метод.

Таким образом, можно сказать, что цель и задачи работы достигнуты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бессмертный, И. А. Интеллектуальные системы: учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. А. Бессмертный, А. Б. Нугуманова, А. В. Платонов. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 243 с.
2. Иванько М.А., Назарова П.А. — Архитектуры современных мобильных устройств // Вестник МГУП имени И. Федорова, 2019, №5, 45 – 49 с.
3. Нефедов, В. И. Общая теория связи: учебник для вузов / В. И. Нефедов, А. С. Сигов; под редакцией В. И. Нефедова. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 495 с.
4. Никулова, Г. А. Развитие мобильных устройств: монография / Г. А. Никулова, Л. Н. Боброва. – Москва: ИНФРА-М, 2019. – 173 с.
5. Организация современной информационной образовательной среды: методическое пособие / А. С. Захаров, Т. Б. Захарова, Н. К. Нателаури [и др.]. – Москва: Прометей, 2016. – 280 c.
6. Соколова, В. В. Вычислительная техника и информационные технологии. Разработка мобильных приложений: учебное пособие для вузов / В. В. Соколова. — Москва: Издательство Юрайт, 2021. — 175 с.
7. Соколова, В. В. Вычислительная техника и информационные технологии. Разработка мобильных приложений: учеб. пособие для прикладного бакалавриата / В. В. Соколова. — М.: Издательство Юрайт, 2016. — 175 с. — Серия: Университеты России.
8. Щипицина, Л. Ю. Современное состояние устройства смартфонов: учебное пособие / Л. Ю. Щипицина, Е. И. Воробьева. – Москва: ФЛИНТА, 2019. – 238 с.
9. Mikkonen Т. Programming mobile devices: an introduction for practitioners. — London: John Wiley & Sons Ltd., 2017. — 245 p.
10. Paavilainen J. Mobile business strategies — understanding the technologies and opportunities. — London: IT Press, 2020. — 257 p.
11. DiMarzio J.F. Android: a programmer’s guide. — McGraw-Hill Osborne Media, 2018. — 400 p.