Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-1.jpg" alt="> 1. 2. 4. Графическая подсистема Видеоадаптер + монитор "> 1. 2. 4. Графическая подсистема Видеоадаптер + монитор Гр. С Расчет изображения для экрана 3 D-графика – сложные вычисления Специализированный процессор и память Ge. Force Radeon Несколько выходов

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-2.jpg" alt="> Видеока рта (известна также как графи ческая пла та, графи ческий ускори тель,"> Видеока рта (известна также как графи ческая пла та, графи ческий ускори тель, графи ческая ка рта, видеоада птер)(англ. videocard) - устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-3.jpg" alt=">Видеокарта 1 Gb DDR-2 Palit память интерфейс память "> Видеокарта 1 Gb DDR-2 Palit память интерфейс память производитель (RTL) +DVI+TV Out процессор выходы

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-4.jpg" alt=">Видеокарта 1 Gb DDR-2 Palit (RTL) +DVI+TV Out">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-5.jpg" alt="> Современные видеокарты не ограничиваются выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который"> Современные видеокарты не ограничиваются выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) поддерживают приложения Open. GL на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные способности графического процессора для решения неграфических задач.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-6.jpg" alt="> Open. GL (Open Graphics Library - открытая графическая библиотека) для написания"> Open. GL (Open Graphics Library - открытая графическая библиотека) для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику. Включает более 250 -ти функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов. Используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-7.jpg" alt="> Пропускная способность видеоадаптеров может достигать 10 Гб/c. Собственная память адаптеров достигает от"> Пропускная способность видеоадаптеров может достигать 10 Гб/c. Собственная память адаптеров достигает от 64 Мб до 2 ГБ

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-8.jpg" alt="> Наиболее распространенные модели видеокарт – Ge. Force (n. Vidia) –"> Наиболее распространенные модели видеокарт – Ge. Force (n. Vidia) – Radeon(ATI)

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-10.jpg" alt="> Монитор является самым важным компонентом ПК для человека. Сейчас производятся мониторы"> Монитор является самым важным компонентом ПК для человека. Сейчас производятся мониторы плоскопанельные на жидких кристаллах ЖК (LCD) плазменных элементах(TFT) есть немного на ЭЛТ (CRT)

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-11.jpg" alt="> Наиболее важные характеристики монитора: размер – в дюймах по диагонали, "> Наиболее важные характеристики монитора: размер – в дюймах по диагонали, в ноутбуках – от 10 до 15 дюймов, для настольных - наиболее распространенные 15”, 17”, 19 и выше (20, 21 и 25). разрешение – количество выводимых точек изображения горизонталь-вертикаль 800*600, 1024*768, 1280*1024 кадровая частота – частота обновления изображения на экране. Для исключения дрожания рекомендуется 85 Гц. зерно (шаг) – расстояние между точками люминофора в ЭЛТ-дисплеях.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-12.jpg" alt=">1. 2. 5. Внешняя память Внешний носитель: диск,"> 1. 2. 5. Внешняя память Внешний носитель: диск, флеш-карта Устройство = Привод + Носитель HDD CD DVD BD 1 Тб 700 Мб 8. 5 Гб 200 Гб ROM R RW ФАЙЛ

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-13.jpg" alt="> В настоящее время используются разные типы дисковых накопителей. Каждый из них"> В настоящее время используются разные типы дисковых накопителей. Каждый из них требует своего устройства чтения/записи – дисковода. Дисковод + диск = дисковое устройство.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-14.jpg" alt="> В состав внешней памяти включаются: НЖМД – накопители на жёстких магнитных"> В состав внешней памяти включаются: НЖМД – накопители на жёстких магнитных дисках. НГМД – накопители на гибких магнитных дисках. НОД – накопители на оптических дисках (компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD). НМЛ – накопители на магнитной ленте (стримеры). Карты памяти. Flash-память

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-16.jpg" alt=">Жесткий диск (hard disc, винчестер) характеризуется: – большей надежностью хранения данных;"> Жесткий диск (hard disc, винчестер) характеризуется: – большей надежностью хранения данных; – большей емкостью (от нескольких сотен Мб до нескольких десятков, сотен Гб) натобарзар. иицамроф зи яаджак,) илиовс рбилак имищ. » имаретсеч

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-17.jpg" alt="> Обычно имеют имена C: , D: и т. д. "> Обычно имеют имена C: , D: и т. д. Состоят из нескольких алюминиевых пластин. Дорожки с одинаковым номером, находящиеся на разных пластинах, образуют вертикальный цилиндр с таким же номером. Информация записывается на обеих сторонах пластин. Иногда физический диск разбивается на разделы - логические диски - с целью более оптимального размещения информации на диске. Тогда имена виртуальных дисков принимают буквы латинского алфавита: C: , D: , E: , F: , . . .

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-18.jpg" alt=">Жёсткий диск HDD 400. 0 Gb SATA-II 300 Hitachi "> Жёсткий диск HDD 400. 0 Gb SATA-II 300 Hitachi интерфейс производитель 7200 rpm модель скорость вращения шпинделя

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-19.jpg" alt="> Фирмы, производящие жесткие диски Seagate Maxtor Quantum"> Фирмы, производящие жесткие диски Seagate Maxtor Quantum Fujitsu Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты. Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small Computer System Interface).

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-20.jpg" alt="> Характеристики жестких дисков Скорость обращения дисков – накопители EIDE с частотой"> Характеристики жестких дисков Скорость обращения дисков – накопители EIDE с частотой обращения 4500 -7200 об/мин накопители SCSI - 7500 -10000 об/мин; Емкость кэш-памяти - от 64 Кбайт до 2 Мбайт; Среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. (составляет приблизительно 10 -13 миллисекунд) Время задержки - время поиска нужного сектора; Скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные промежутки времени; колеблется в диапазоне 30 -60 Мбайт/с.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-21.jpg" alt="> CD-ROM CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory,"> CD-ROM CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory, читается: «сиди -ром») - разновидность компакт-дисков с записанными на них данными, доступными только для чтения (read-only memory - память «только для чтения»). Позже были разработаны версии с возможностью как однократной записи (CD- R), так и многократной перезаписи (CD-RW) информации на диск. Дальнейшим развитием CD-ROM-дисков стали диски DVD-ROM.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-22.jpg" alt=">Привод DVD RAM&DVD+R/RW & CDRW LITE-ON LH-20 A 1 S SATA "> Привод DVD RAM&DVD+R/RW & CDRW LITE-ON LH-20 A 1 S SATA производитель модель интерфейс

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-23.jpg" alt="> DVD DVD (ди-ви-ди, англ. Digital Versatile"> DVD DVD (ди-ви-ди, англ. Digital Versatile Disc - цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc - цифровой видеодиск) - носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить бо льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков. DVD-привод - устройство чтения (и записи) таких носителей.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-24.jpg" alt=">Привод BD-R/RE & DVD RAM&DVD±R/RW&CDRW SONY BWU-200 S SATA "> Привод BD-R/RE & DVD RAM&DVD±R/RW&CDRW SONY BWU-200 S SATA Blu-ray Disc

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-25.jpg" alt="> Blu-ray Disc Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray -"> Blu-ray Disc Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) - формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. На данный момент доступны диски BD-R (одноразовая запись) и BD-RE (многоразовая запись), в разработке находится формат BD-ROM. Планируется, что их объём будет достигать 15 ГБ для двухслойного варианта.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-26.jpg" alt=">Transcend Secure. Digital (SD) Memory Card 2 Gb "> Transcend Secure. Digital (SD) Memory Card 2 Gb тип накопителя

Internal="" usb="" src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-27.jpg" alt=">Gembird 3. 5"> Gembird 3. 5" 10 -in-1 Internal USB 2. 0 CF/MD/SM/MMC/RSMMC/SD/x. D/MS(/Pro/Duo) Card Reader/Writer

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-28.jpg" alt="> Картридер – устройство для чтения/записи информации на карты памяти. Картридеры отличаются по"> Картридер – устройство для чтения/записи информации на карты памяти. Картридеры отличаются по скоростным характеристикам чтения/записи информации. Картридеры бывают встроенными в системный блок или конструктивно независимые, подключаемые к системному блоку через USB-порт.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-29.jpg" alt=">Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. "> Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (только для записи). Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) данных. Полупроводниковая - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем. Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов, а состоит из одного транзистора особой архитектуры, который может хранить несколько бит информации.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-30.jpg" alt="> Преимущества flash-памяти: – Способна выдерживать механические нагрузки в 5 -10 раз"> Преимущества flash-памяти: – Способна выдерживать механические нагрузки в 5 -10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков. – Потребляет примерно в 10 -20 раз меньше энергии во время работы, чем жёсткие дискам и носители CD-ROM. – Компактнее большинства других механических носителей. – Информация, записанная на флэш-память, может храниться от 20 до 100 лет.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-31.jpg" alt="> Впервые Flash-память была разработана компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году"> Впервые Flash-память была разработана компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году Intel разработала собственный вариант флэш -памяти. Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш- памяти как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти "in a flash" - в мгновение ока.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-32.jpg" alt=">1. 2. 6. Устройства ввода беспроводные ">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-33.jpg" alt="> Устройства ввода Клавиатуры Мыши Трэкболл"> Устройства ввода Клавиатуры Мыши Трэкболл Джойстик Сканер Графический планшет Сенсорный экран Световое перо Микрофон

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-34.jpg" alt=">Мыши фирмы A 4 Tech ">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-35.jpg" alt=">Мыши - инфракрасные, радиомышь и радиомышь стандарта Blue-tooth устройство для определения "> Мыши - инфракрасные, радиомышь и радиомышь стандарта Blue-tooth устройство для определения относительных координат (смещения относительно предыдущего положения или направления) движения руки оператора. Относительные координаты передаются в компьютер и при помощи специальной программы могут вызывать перемещения курсора на экране.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-36.jpg" alt=">Мышь, ставшая неизменным атрибутом компьютера, впервые появилась в 1964 году в Стэнфордском исследовательском"> Мышь, ставшая неизменным атрибутом компьютера, впервые появилась в 1964 году в Стэнфордском исследовательском институте. Человек, предложивший концепцию манипулятора, подобного современной мыши, - Дуглас Энгельбарт (Douglas Englebart) Прообразом первой мыши была деревянная коробочка, которая перемещалась по столу на колесиках, отсчитывая их обороты и развороты, эта информация вводилась в компьютер и управляла перемещением курсора на экране.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-37.jpg" alt="> Мыши в настоящее время перешли от прорезиненных шариков к оптическим сенсорам."> Мыши в настоящее время перешли от прорезиненных шариков к оптическим сенсорам. Сенсор получает фотографии поверхности, процессор мыши сравнивает их между собой и определяет перемещение мыши, которое и передаёт компьютеру. Для сенсора требуется подсветка, которая обеспечивается светодиодом или лазером, причём последний вариант, как правило, даёт более высокую точность. У сенсора есть параметр - частота снимков в секунду. Есть ещё один параметр - число точек на дюйм (dpi), которое правильнее называть числом замеров на дюйм (cpi). Оно обозначает число замеров, которое мышь способна произвести во время перемещения на расстояние в один дюйм. Чем больше число замеров, тем точнее мышь может реагировать на движения, но тем быстрее будет двигаться курсор: большее число замеров требует меньшего физического перемещения для прохождения курсором такого же расстояния. Да, мышь становится точнее и отзывчивее, но и управлять ею сложнее. Для современных разрешений лучше придерживаться cpi в диапазоне от 800 до 1 000. Ещё один важный момент - эргономика.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-39.jpg" alt="> Клавиатуры Устройство для ввода информации в память компьютера. Внутри"> Клавиатуры Устройство для ввода информации в память компьютера. Внутри расположена микросхема, клавиатура связана с системной платой, нажатие любой клавиши продуцирует сигнал (код символа в системе ASCII -16 - ричный порядковый номер символа в таблице), в памяти ЭВМ специальная программа по коду восстанавливает внешний вид нажатого символа и передает его изображение на монитор.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-44.jpg" alt=">Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры Age of">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-45.jpg" alt=">Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры Age of"> Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры Age of Empires III

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-46.jpg" alt=">Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-47.jpg" alt=">Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры"> Клавиатура Keyset for Zboard ZBD 100/300 Series, накладка для игры DOOM 3

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-48.jpg" alt=">Трэкбол – шаровой Джойстик Графический манипулятор "> Трэкбол – шаровой Джойстик Графический манипулятор планшет Сканэры Сенсорный экран

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-49.jpg" alt=">Световое перо ">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-50.jpg" alt=">1. 2. 7. Звук в компьютере Зв "> 1. 2. 7. Звук в компьютере Зв Встроенный динамик Звуковая карта Микрофон, наушники Аудиосистема MIDI-устройства

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-51.jpg" alt="> Звук в компьютере ПК имеет встроенный динамик, способный подавать звуковые"> Звук в компьютере ПК имеет встроенный динамик, способный подавать звуковые сигналы. Для работы со звуком, в первую очередь, нужен специализированный микропроцессор с памятью – звуковая карта. Входы и выходы карты определяют, какие внешние устройства – колонки, микрофон, синтезатор и пр. можно будет использовать. Специальное программное обеспечение и память карты представляют широкий спектр возможностей для работы со звуком.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-52.jpg" alt="> MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных"> MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов) - стандарт цифровой звукозаписи на формат обмена данными между электронными музыкальными инструментами.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-53.jpg" alt=">Звуковая карта SB PCI Terratec Aureon 7. 1 производитель модель">

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-54.jpg" alt=">1. 2. 8. Устройства коммуникации Комм "> 1. 2. 8. Устройства коммуникации Комм Локальный ПК Мо. Дем Компьютерная сеть Сетевая карта

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-55.jpg" alt="> Устройства коммуникации Для использования ресурсов других компьютеров ПК должен быть подключен"> Устройства коммуникации Для использования ресурсов других компьютеров ПК должен быть подключен к компьютерной сети. Если компьютеры расположены недалеко друг от друга, так что их можно соединить кабелем, то имеется возможность создания локальной сети. Каждый ПК подключается к сети с помощью модема. Модем преобразует цифровую информацию в сигналы для телефонной линии (Модуляция) и обратно (ДЕМодуляция). По этим линиям и происходит пересылка. Таким способом организуется выход в Интернет.

Src="https://present5.com/presentation/3/175865261_223308851.pdf-img/175865261_223308851.pdf-57.jpg" alt=">Сетевая карта TRENDnet ">

Считается, что прадедушкой современной видеокарты является адаптер MDA (MonochromeDisplayAdapter), представленный в 1981 году для IBM PC. Видеокарта того времени имела 4Кбайт видеопамяти, работала только с текстовой информацией и с разрешением 720х350 точек и могла выдавать на дисплей 25 строк по 80 символов в строке. Цвет букв зависел от типа монитора: белые, изумрудные или янтарные, а сами буквы могли выводиться в обычном, подчеркнутом, инверсном (темные на светлом фоне) и мигающем режимах. Дальнейшее развитие MDA было выпущено в 1982 году известной тогда компаниейHerculesи называлосьHerculesGraphicsController(HGC). «Геркулес» отличался отMDAспособностью выводить текст в 132 колонки и 44 строки. Но и эта видеокарта не позволяла работать с графикой. Стоит заметить, что длина карты HGC была более 30 см.

Рисунок 7. Видеоадаптер HGC

И только с выходом видеоадаптера CGA (ColorGraphicsAdapter), который стал основой для последующих стандартов, появилась возможность работать с цветной графической информацией в разрешении 320х200 (4 цвета) и 640х200 (монохромный режим), при этом объём памяти видеокарты уже равнялся 16 Кбайт. Все упомянутые выше карты для соединения с ПК использовали шинуMultibus.

Следующий стандарт для видеокарт – EnhancedGraphicsAdapter(EGA), разработанный в 1984 году, позволял при разрешении 640x350 работать с 16 цветами из 64-цветной палитры одновременно. Ёмкость видеопамяти составляла теперь от 64 до 256 Кбайт, а также была заявлена совместимость с CGA и MDA. Начиная сEGA, видеоадаптеры начали использовать «широкую» шинуISA.

Все описанные выше видеокарты подключались к монитору через 9-контактный разъём и передавали информацию в цифровом виде. Только с выходом адаптера стандарта MCGA (MultiColorGraphicsAdapter– многоцветный графический адаптер) произошёл переход на аналоговый сигнал, так как палитра была увеличена до 262144 цветов (по 64 оттенка на каждый из базовых цветовRed/Green/Blue). Разрешение экрана, выдаваемое MCGA при работе с текстом, было 640х400 с 256 одновременно отображаемыми цветами, для графических приложений – 320х200 точек. Разъём для подключения к монитору приобретает привычный для нас вид – 15-контактный «D-Sub». Еще одна особенностьMCGA– точка на экране теперь сталаквадратной (раньше она была прямоугольной). Это означает, что окружность, выведенная на экран, будет действительно окружностью, а не эллипсом.

Следующим витком эволюции компьютерной видеоподсистемы является VGA (VideoGraphicsArray– графический видеомассив), который появился в 1987 году. Адаптеры VGA уже поддерживали разрешение 640х480 и 256 цветов (из палитры в 262144 цвета), объём памяти составлял 256-512 Кбайт, а соотношение сторон экрана равнялось привычным сейчас 4:3.

И наконец, в 1991 году появляются первые адаптеры SVGA (SuperVGA), позволяющие работать при разрешении 800х600 и 1024х768 точек, количество отображаемых цветов увеличилось до 65536 (HighColor) и 16,7 млн. (TrueColor). Также появляется возможность пользователю задать частоту обновления экрана монитора – до этого момента она была жёстко привязана к определённому значению. Память видеоадаптеров SVGA была уже более 1 Мбайт.

С развитием графических оболочек операционных систем (например, Windows) видеокарты взяли на себя часть вычислений по окончательному выводу изображения на экран, которые обычно производил центральный процессор: перемещение окон, рисование линий, шрифтов и другие. С появлением трёхмерных игр видеокарты обзавелись 3D-акселератором, который сначала имел вид отдельной карты, вставляемой в свободный разъём на материнской плате – до этого момента видеоадаптер позволял работать только с двухмерной графикой (2D). Акселератор, как правило, включался в разрыв кабеля между видеокартой и монитором и брал на себя видеовывод, когда этого требовала выполняющаяся на компьютере программа. Далее, с развитием технологий производства полупроводников, графический чип стал содержать в себе все необходимые блоки, отвечающие как за 2D-, так и 3D-графику.

Именно тогда доминирующая на тот момент компания 3dfx (все активы 3dfx после банкротства перешли к NVIDIA) представляет технологию SLI (ScanLineInterleave– чередование строчек), благодаря которой появилась возможность объединить две подобные видеокарты с шиной PCI для формирования изображения методом чередования строк, что увеличивало быстродействие графической подсистемы и разрешение экрана.

Рисунок 8. Спаренный видеоускоритель (SLI)

На рисунке 7 показана видеокарта Quantum3D ObsidianX-24 на базе двух Voodoo2 в режиме SLI

Действительно, всё новое – это хорошо (в данном случае – очень хорошо) забытое старое: спустя почти 15 лет NVIDIA возродила SLI в видеокартах для шины PCIe.

Рисунок 9. Видеокарта с шиной AGP

Ближе к концу 90-х прошлого века видеоадаптеры получили собственную шину – AGP (AcceleratedGraphicsPort– ускоренный графический порт) и приобрели черты современных видеокарт: объём локальной видеопамяти достиг десятков мегабайт, появилась возможность выводить видеоизображение на ещё один приёмник, например, телевизор. На рисунке 8 изображена видеокарта на базе SiS315 с шиной AGP.

Практически все современные видеокарты состоят из следующих основных компонентов:

Видеопамять.

Набор микросхем, (видеочипсет).

Видео BIOS.

Тактовые генераторы.

Принцип работы видеокарт (при формировании двумерного изображения) не сильно отличается от принципов, на которых была основана работа адаптера CGA. Центральный процессор компьютера формирует изображение (кадр) в виде массива данных и записывает его в видеопамять, а конкретно - в кадровый буфер. После этого видеочипсет последовательно, бит за битом, строка за строкой, считывает содержимое кадрового буфера и передает его RAMDAC (цифро-аналоговый преобразователь данных, хранящихся в памяти). Он в свою очередь формирует аналоговый RGB-сигнал, который вместе с сигналами синхронизации передаётся на монитор. Сканирование видеопамяти осуществляется синхронно с перемещением луча по экрану монитора, сигналы синхронизации вырабатывают встроенные в видеокарту тактовые генераторы.

Одним из важнейших устройств компьютера, применяющихся для вывода ин- формации, является дисплей или монитор (от monitor - устройство для слеже- ния, контроля). На экран дисплея выводятся данные, вводимые с клавиатуры, результаты их обработки, а также всевозможная служебная информация.

Дисплеи бывают монохромные (то есть одноцветные - черно-белые, с желтым или зеленоватым оттенком) и цветные. Кроме того, различают алфавитно-циф- ровые и графические дисплеи. У алфавитно-цифровых дисплеев группа пиксе- лов, занимающая небольшую прямоугольную область экрана и используемая для размещения изображения одного символа, образует знакоместо. Например, для растра размером 600 х 480 область, занимаемая знакоместом, образуется груп- пой 8x8 пикселов. Изображение символа формируется примерно так же, как из группы точек на почтовом конверте получается изображение какой-либо цифры почтового индекса адресата. Подчеркнем, что у алфавитно-цифровых дисплеев не существует возможности работать с отдельным пикселом. Информация вы- водится на экран сразу целым знакоместом, символом. Поэтому такие дисплеи могут использоваться только для вывода различного рода текстов. Рисунки, графики, чертежи, картинки не могут быть выведены на алфавитно-цифровые дисплеи. В настоящее время алфавитно-цифровые дисплеи используются для управления различного рода серверами, то есть там, где отображение графики не является обязательным.

Графические дисплеи отличаются тем, что из программы можно управлять со- стоянием отдельного пиксела, и, следовательно, для них доступны все возмож- ности формирования изображений.

Основными техническими характеристиками дисплеев являются:

Принцип действия;

Размер экрана по диагонали;

Разрешающая способность;

Размер «зерна» экрана;

Частота регенерации;

Форма экрана;

Класс защиты.

По принципу действия выделяют дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ, или CRT - от Cathode Ray Terminal, т. е. терминал на катодно-лучевой труб- ке), жидкокристаллические (ЖК, или LCD - от Liquid-Crystal Display, то есть жидкокристаллический дисплей) и плазменные дисплеи.

Принцип действия мониторов с электронно-лучевой трубкой в точности такой же, как у бытовых телевизоров. Электронная пушка, аналог катода в электронных лампах накаливания, вырабатывает луч - узконаправленный поток электронов, который с помощью системы отклоняющих пластин сканирует поверхность эк- рана дисплея. Точка пересечения луча с экраном представляет собой пиксел - элементарную единицу изображения. С помощью декодирующей схемы, на вход которой поступает закодированное изображение, пиксел переводится в одно из двух состояний - черное или белое: это позволяет формировать монохромные изображения. Для создания цветного изображения в мониторе устанавливаются три электронных пушки - красного, зеленого и голубого цвета. ЭЛТ-мониторы отличаются довольно большими габаритами, прекрасной цветопередачей и не- высокой стоимостью.

Принцип действия жидкокристаллических дисплеев основан на свойствах жид- ких кристаллов, открытых еще в 1888 г. Они представляют собой вязкие органи- ческие молекулы, которые, с одной стороны, имеют структуру, аналогичную структуре кристалла, а с другой - ведут себя как молекулы жидкости. Оказалось, что оптические свойства жидких кристаллов зависят от ориентации молекул, а на ориентацию молекул жидкого кристалла можно воздействовать электриче- ским полем, что создает возможность для программно-управляемого построения изображения.

Экран LCD-дисплея состоит из двух стеклянных параллельных пластин, про- странство между которыми заполнено жидкокристаллическим веществом. У жид- кокристаллических дисплеев с пассивной матрицей на стеклянные пластины на- носится сетка прозрачных электродов. Например, для обеспечения разрешающей способности экрана 800 х 600 сетка на задней пластине содержит 800 вертикаль- ных проводов, а сетка на передней пластине - 600 горизонтальных. Источник света за задней пластиной освещает экран изнутри монитора. На провода сетки подается напряжение, которое различным образом ориентирует молекулы в раз- ных точках экрана, определяя нужным образом цвет, яркость или контрастность в каждой его точке, в каждом пикселе. У жидкокристаллических дисплеев с ак- тивной матрицей вместо двух наборов сеток около каждого пиксела экрана на- ходится крошечный элемент переключения напряжения электрического поля. Меняя соответствующим образом напряжение элемента в каждой точке, можно управлять изображением на экране.

Жидкокристаллические дисплеи отличаются малой толщиной и плоским экра- ном. Их стоимость пока выше, чем стоимость мониторов с электронно-лучевой трубкой. Причем мониторы с активной матрицей более качественные и более до- рогие, а мониторы с пассивной матрицей имеют более бледное изображение, на них заметнее следы от смены кадров, но они и дешевле.

Самыми дорогими в настоящее время являются плазменные мониторы, которые обладают высоким качеством формируемого изображения и могут иметь значи- тельные размеры - до 1 м и более по диагонали при толщине всего 10 см.

Перспективным направлением в развитии устройств отображения данных яв- ляются дисплеи, построенные по технологии ОLЕD (от Organic Light Emitting Diodes - органические светодиоды).

Во-первых, эти дисплеи не требуют допол- нительной подсветки, так как вещество само испускает свет, а во-вторых, воз- можно размещение очень тонких экранов на гибкой основе.

Размер экрана дисплея по диагонали определяется в сантиметрах или дюймах. В настоящее время выпускаются мониторы с экранами от 9 до 42 дюймов или от 23 до 107 см. Наиболее распространенными являются экраны размером 15, 17, 19 и 21 дюйм. Для стандартных целей достаточно 17-дюймового экрана. При большом объеме работы с графикой желательно выбирать 19- или 21-дюймовые мониторы.

Важной характеристикой дисплеев является разрешающая способность экрана, определяющая степень четкости изображения. Разрешающая способность зави- сит от количества строк на весь экран и количества пикселов в строке. В настоя- щее время существует несколько стандартных разрешений, в частности: 800 х 600, 1024 X 768,1152 х 864,1280 х 1024,1600 х 1200,1600 х 1280,1920 х 1200,1920 х 1600, 2048 X 1536. Здесь первая цифра определяет количество пикселов в строке, а вто- рая - количество строк на экране. Возможное разрешение существенно зависит от фактического размера экрана. Например, для 17-дюймового монитора стан- дартным считается разрешение 1024 х 768, а максимальным может быть разре- шение 1600 X 1200.

Отметим, что у ЭЛТ-мониторов разрешающая способность лучше, она может достигать 2048 х 1536, в то время как у лучших ЖК-мониторов она пока значи- тельно ниже - до 1280 х 1024. Попутно заметим, что у телевизионных приемни- ков наилучшим на сегодняшний день считается разрешение 1024 х 768.

Качество изображения определяется не только разрешающей способностью, но и так называемой зернистостью экрана. Зернистость разными производителями определяется либо как фактический линейный размер пиксела, либо как рас- стояние между двумя соседними пикселами. В настоящее время этот параметр у большинства мониторов равен 0,18-0,28 мм. Чем меньше размер зерна, тем лучше, но и дороже монитор.

Частота регенерации (обновления) - это параметр, который показывает, сколь- ко раз в секунду обновляется изображение на экране дисплея. Без такого обнов- ления невозможно формирование нормального зрительного восприятия телеви- зионного изображения, а также невозможна передача движений. Если частота регенерации меньше 60 Гц, то есть если обновление происходит менее чем 60 раз в секунду, то появляется мерцание изображения, что отрицательно сказывается на зрении. В настоящее время частота регенерации большинства мониторов со- ставляет 60-100 Гц, а стандартной считается частота 85 Гц.

Экраны мониторов бывают выпуклые и плоские. В настоящее время большин- ство экранов, в том числе и у бытовых телевизоров, выпуклые. Вместе с тем более перспективными моделями считаются мониторы с плоским экраном, напри- мер модель Trinitron, у которой экран абсолютно плоский по вертикали и лишь слегка искривлен по горизонтали.

С точки зрения техники безопасности работы с мониторами, необходимо учи- тывать класс защиты монитора, который определяется международными стан- дартами. В настоящее время действует стандарт под названием ТСО-2ОО4, выдвигающий самые жесткие требования к безопасному для человека уровню электромагнитных излучений, эргономическим и экологическим параметрам, а также к параметрам, определяющим качество изображения - яркости, кон- трастности, мерцанию, антибликовым и антистатическим свойствам покрытия экрана монитора.

Для создания изображения на экране дисплея необходим еще один компонент компьютера, который называют видеоплатой, видеокартой или видеоадапте- ром. Если быть точным, то это устройство следует называть графическим кон- троллером. Именно видеоадаптер определяет разрешающую способность монито- ра и количество передаваемых цветовых оттенков. Видеоадаптер вместе с дис- плеем образуют видеоподсистему компьютера. В настоящее время в основном используются адаптеры типа SVGA (от Super Video Graphics Array - супервидео- графический массив), способные передавать 16,7 млн. цветовых оттенков.

Для обеспечения такого количества цветов, а также хорошего разрешения ви- деоадаптеры содержат собственную видеопамять довольно большого объема - 64 Мбайт и выше. Построение высококачественных изображений и, тем более, какие-либо их преобразования, как правило, требуют выполнения большого ко- личества математических операций. Чтобы освободить процессор компьютера от действий с изображениями и тем самым существенно ускорить их построение, а также повысить общую эффективность работы компьютера, современные ви- деоадаптеры берут на себя значительную часть этих операций. При этом часть работы по формированию изображения возлагается на аппаратные средства адаптера - микросхемы видеоускорителя, которые могут входить в состав ви- деоадаптера или размещаться на отдельной плате, подсоединяемой к адаптеру. Различают два типа видеоускорителей: плоские, или 2D (от 2-dimension - двухмер- ный), и трехмерные, или 3D (от 3-dimension - трехмерный). Требования совре- менных видеоадаптеров, особенно с аппаратным ускорением, уже не удовлетво- ряются стандартными шинами компьютера. Поэтому для них были разработаны уже упоминавшиеся специализированные шины AGP.

UNIX не требователен к интерфейсу, когда речь идет об управлении системой. Типичный способ администрирования UNIX -сервера – удаленная работа по сети, причем (спасибо Internet ) удалиться от компьютера можно сколь угодно далеко, лишь бы связь была достаточно надежной для терминальной работы. Это означает, что все прочие возможности взаимодействия машины с человеком понимаются системой как ресурс , который следует распределять между пользовательскими задачами так же, как и оперативную память , дисковое пространство или, скажем, ресурсы подсистемы печати .

Напомним три задачи, которые решает операционная среда относительно ресурсов: унификация , разделение и учет доступа. С унификацией все более или менее понятно: на свете существует множество графических устройств, управление которыми на низком уровне – задача совсем не для пользователя, тем более что каждый вид устройства управляется по -своему. Низкоуровневые команды система должна взять на себя, а пользователю предоставить графические примитивы (вроде функции рисования линии), которые будут работать всегда одинаково.

Выходит, что пользователю этого ресурса недостаточно представлять графический адаптер как большую страницу видеопамяти, частично отображаемую на устройстве вывода – мониторе: ведь пользователю диска мало представлять его в виде массива секторов! Разница в том, что этого было бы недостаточно и самой системе, так что в UNIX введено понятие файловой системы , объекты которой значительно сложнее, чем "сектор" или " диск ". А что касается графики – у UNIX нет ни предпочтений, ни особых видов на эти способности машины. Значит, со стороны системы разумно организовать именно доступ к устройству , а требуемую объектную модель пусть реализует пользовательская задача.

Такая задача будет, конечно, отличаться от пользовательских утилит и программных продуктов. По своим правам она скорее будет сродни демонам. Она получит единоличный доступ к устройству, а по отношению к пользователю сама окажется операционной средой, организуя на свой лад унификацию, разделение и учет доступа к графическим ресурсам в объектной модели. Поэтому весь комплекс программ для работы с графическими устройствами принято называть графической подсистемой .

Неизбежно удвоение функций: система занимается аутентификацией и авторизацией – и графическая подсистема вынуждена делать то же самое, раз уж ей вменяется в обязанность "разделять". Более того, в отличие от той же файловой системы, само понятие разделения ресурса графического ввода или вывода представляется, мягко говоря, неочевидным. Как разделить между пользователями мышь ? экран монитора? Видимо, придется признать, что с этой стороны графической подсистемы находится один человек, а вот каким субъектам принадлежат программы , которые ею пользуются, графической подсистеме неизвестно. Об учете графических ресурсов говорить вообще странно, однако, как мы увидим в дальнейшем, некоторое рациональное зерно в этом есть, и подход UNIX позволяет его использовать.

Графическая подсистема

Одним из наиболее значительных отличий ОСWindows от старой доброй MS-DOS заслуженно считается визуальный интерфейс. Нельзя не отметить, что первопроходцем в создании графической среды была отнюдь не компания Microsoft. Использующие графику прототипы разрабатывались еще в 70-х годах (Xerox Palo Alto Research Center). Пальма первенства в разработке графической ОС принадлежит фирме Apple Computer, которая в январе 1983 года сообщила о создании ОС Liza. Microsoft заявила о работе над Windows только в ноябре 1983 года, а первая версия, Windows 1.0, вышла в свет спустя ровно два года. Между прочим, за этот период Apple уже успела анонсировать знаменитый Macintosh (январь 1984 г.).

Графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface, GUI) Windows за более чем двадцать лет существования значительно расширился и был улучшен. Основой GUI служит графический интерфейс устройства (Graphics Device Interface, GDI). По большому счету GDI является языком графического программирования. Инженеры Microsoft добились того, что Windows абстрагирована от конкретного графического устройства, будь то дисплей, принтер, плоттер и т. п. Интерфейс GDI поддерживает аппаратно-независимую графику, поэтому Windows требуется лишь драйвер конкретного устройства.

Графические функции 32-разрядной Windows в основном сосредоточены в динамически подключаемой библиотеке GDI32.DLL. Кроме того, пока еще используется 16-разрядная библиотека GDI.EXE. Свое нестандартное расширение она унаследовала еще от первых версий Windows. Эти библиотеки общаются с файлами драйверов графических устройств *.DRV. Что же умеет GDI? Очень многое:

Управлять выводом текста и шрифтами.

Управлять цветом и палитрами.

Работать с графическими примитивами (образами, путями, заливками и т. д.).

Отображать битовые образы (bitmaps, icons, cursors).

Работать с метафайлами.

Взаимодействовать с графическими устройствами.

Разработчики Borland Delphi провели огромную работу с целью упростить общение с GDI (рис. 10.1). Первое, что заслуживает похвалы: программист Delphi (в отличие от своих коллег, пишущих в среде Microsoft Visual C++) освобожден от кропотливой работы, связанной с получением и освобождением контекста устройства. Для этого создан специальный класс TCanvas (холст), инкапсулирующий в себе подавляющее большинство функций GDI и решающий проблемы с дескриптором контекста устройства.

Создатели Delphi внедрили класс TCanvas практически во все графические элементы управления, что позволило использовать возможности деловой графики при работе с такими компонентами.

Вместе с тем, если набора возможностей TCanvas для воплощения ваших художественных фантазий недостаточно, возможна работа напрямую с методами Win32 API.

В этой главе наряду с графическими функциями Delphi будут рассмотрены и многие функции GDI. Такой подход позволит создать целостную картину возможностей программирования деловой графики в Windows.