第四单元 电子系统

4.3 安卓平板电脑

   什么是平板电脑?简言之,平板电脑就是比智能电话或个人数字助理大一些的移动计算机设备。如果一台计算机设备使用了触摸屏界面且无电话功能,那么它就是一台平板电脑。
   尽管平板电脑的形状、大小、功能各异,但相似点也很多。几乎所有平板电脑都采用触摸屏界面、都提供运行小型程序的操作系统。平板电脑不一定会替代人们对其它电脑的需求,但却开辟了一个崭新的空间。
   平板电脑的构成
   假如打开平板电脑看其内部,就会注意到三件事。一是保修单立即失效;二是制造商将所有部件紧凑高效地匹配在一起;三是大多数部件和标准电脑部件很相似。
   平板电脑的“大脑”是微处理器。平板电脑使用的微处理器比高性能计算机要小。这么做有助于节省空间、降低发热。发热对电脑不利,它会导致机械故障。
   平板电脑一般采用充电电池。电池寿命因平板电脑型号而异,平均为8~10小时。有些平板电脑将使用可更换电池。
   各个生产商都有意对平板电脑的功能进行了简化。计算机CPU在时钟周期内执行指令。CPU在一秒内的时钟周期越多,其处理的指令就越多。有些平板电脑的CPU工作在“欠时钟模式”——CPU每秒运行的指令数被设置成低于额定值。这么做是为了减少热量散发、延长电池寿命。
   除了CPU和电池,平板电脑的典型部件还包括:


加速度计

陀螺仪

图形处理器

闪存

WiFi(或蜂窝)芯片和天线

USB插口和电源插口

扬声器

触摸屏控制芯片

摄像机(照相机)传感器、处理芯片和镜头

   加速度计、陀螺仪帮助平板电脑确定方向,以便选择采用“横向模式”或者“纵向模式”显示图像。图形处理器或“图形处理单元”(GPU)用来产生图像,替CPU分担了部分工作。WiFi或者蜂窝部件帮助平板电脑连接到计算机网络。平板电脑还会有蓝牙接收器,和其它蓝牙设备联络。多数平板电脑都没有风扇——因为没有那个空间。
   触摸屏
   平板电脑的触摸屏设计存在两种方法:电阻屏和电容屏。制造商只能二者择一,两种技术无法共同工作。
   电阻屏通过压力来检测屏幕上的触摸。需要电子笔的平板电脑,往往使用的是电阻屏。其工作原理为何呢?
   在电阻屏中,有一层阻电材料和一层导电材料。两层材料被空隙隔开。平板电脑开机后,电流将穿越两层。假如用户对屏幕施加压力,就会使得两层材料接触。这就改变了电场情况。
   假如你有一个电阻屏平板电脑、决定启动某个游戏。你用电子笔点击平板电脑屏幕上的游戏图标。点击压力使得电阻屏的阻电层、导电层接触、改变了电场。平板电脑内部的处理芯片将电场变换翻译为屏幕坐标。平板电脑的CPU将坐标对应到操作系统。CPU得知用户需要、启动了那个游戏应用程序。
   电阻屏易被损坏。假如用力过猛,就会导致阻电层和导电层永久连接。这将导致平板电脑“误译”指令。电阻屏的分辨率也低于电容屏。
电容屏也要检测电场变化,但不依靠压力。电容屏包含一层存储电荷的材料。当用户触摸屏幕导电材料时,一些电荷就传递到触摸物之上。触摸物必须可以导电,否则电容屏无法得知触摸动作。换言之,用户可以使用任何物体触摸电阻屏,但只有导体才可触摸电容屏。
   电容屏比电阻屏结实耐用,因为用户无需用力按压。电容屏的分辨率也高于电阻屏。
   平板电脑的历史
   “平板电脑”的概念并非近来出现的。早在1968年,计算机科学家Alan Kay就提出了——利用平面显示、用户接口、缩微化计算机部件和WiFi技术,人们就可以开发出一体化计算设备。Alan Kay进一步指出——“平板电脑”最适合作为在校学生的教学设备。1972年,Alan Kay发表了关于“平板电脑”的论文,并在论文中将其命名为Dynabook。
   除了少量差异外,Dynabook框架和今天的平板电脑很相似。Dynabook同时拥有触摸屏和键盘。不过,Kay的眼光不止于此,他预言——如果具备恰当技术,键盘可以去掉,触摸屏上可以显示一个虚拟键盘。    Kay超越了时代。近40年后,他想象中的平板电脑才大量出现在大众面前。不过,这并不是说在Dynabook和苹果iPad之间市场上从未出现过平板电脑。
   GRiDPad就是早期平板电脑之一。1989年出现的GRiDPad采用了单色电容触摸屏和有线电子笔。GRiDPad不足5磅(2.26公斤)。和今天的平板电脑相比,GRiDPad又大又沉,电池寿命只有三小时。GRiDPad的设计者是Jeff Hawkins,就是后来的Palm公司创始人。
   其它采用电子笔的平板电脑随后也出现了,却没有一个获得公众的广泛认可。Apple公司率先进入了平板电脑领域和Newton竞争。多年来,Newton平板电脑既获得了许多人的喜爱,同样也得到了不少人的嘲笑。对于Newton的批评集中于其手写识别软件。
   直到Steve Jobs向人们展示第一台iPad,平板电脑才成为了实际的消费产品。今天,苹果、谷歌、微软和惠普都在设计着下一代平板电脑。




 
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