Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет» Факультет « Приборостроительный»
Кафедра « Безопасность информационных систем»
Видеоадаптеры
РЕФЕРАТ
по дисциплине (специализации) «Аппаратные средства вычислительной техники»
Проверила
К.Ю. Никольская
2014 г.
Автор работы (проекта)
студент группы ПС-170
М.П. Медведев
2014 г.
Реферат защищен
с оценкой
2014 г.
Челябинск, 2014
Медведев М.П. Видеоадаптеры.
– Челябинск: ЮУрГУ, ПС-170,
18 с., библиогр. список – 13 наим.
Цель реферата – изучить историю возникновения и развития, устройство и принцип работы видеоадаптеров.
Задачи реферата: найти в различных источниках информацию об этапах развития видеоадаптеров и фирмах, специализирующихся на их выпуске; изучить внутреннее строение современных видеоадаптеров и понять, каким образом ими осуществляется обработка данных; сделать соответствующие выводы.
Подробно изучены процесс массового появления и дальнейшего усовершенствования видеоадаптеров, становление и развитие передовых производителей видеоадаптеров, принцип работы и устройство современных видеокарт. Сделано соответствующее заключение о результатах исследований.
Оглавление
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
5
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
18
ВВЕДЕНИЕ
4
4
Видеоадаптер CDA
6
Видеоадаптер EGA
7
Видеоадаптер MDA
6
Видеоадаптеры VGA, XGA и SVGA
7
Выводы по разделу два
11
Выводы по разделу три
16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
17
Зарождение трехмерных видеокарт
9
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ВИДЕОАДАПТЕРОВ
6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
5
Принцип работы
13
ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО СОВРЕМЕННЫХ ВИДЕОАДАПТЕРОВ
13
Разъемы видеокарты
15
Разъемы для подключения видеокарты в компьютер
15
Устройство видеокарты
14
ВВЕДЕНИЕ ....4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5
1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ 5
Выводы по разделу один..........................................................................................5
2. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ВИДЕОАДАПТЕРОВ 6
2.1. Видеоадаптер MDA 6
2.2. Видеоадаптер CDA 6
2.3. Видеоадаптер EGA 7
2.4. Видеоадаптеры VGA, XGA и SVGA 7
2.5. Зарождение трехмерных видеокарт 9
Выводы по разделу два 11
3. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСТРОЙСТВО СОВРЕМЕННЫХ ВИДЕОАДАПТЕРОВ 13
3.1. Принцип работы 13
3.2. Устройство видеокарты 14
3.3. Разъемы для подключения видеокарты в компьютер 15
3.4. Разъемы видеокарты 15
Выводы по разделу три 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 18
Введение
Ни для кого не секрет, что мы живем в веке быстроразвивающихся технологий. Компьютеры (особенно персональные) стремительно наращивают производительность, а количество данных, обрабатываемых ими, растет в геометрической прогрессии. Увеличение нагрузки на компьютеры и повышение разнообразия данных неуклонно привели к тому, что компьютер перестал быть монолитным устройством, построенным на единой текстолитовой основе. Сегодня разные функции выполняют разные устройства, что положительно сказывается на общей производительности ЭВМ. Одним из таких устройств, которые специализированы на выполнении одной конкретной задачи, является видеоадаптер, выполняющий функции обработки, главным образом, графических данных и отображения их на устройствах вывода.
Цель реферата – изучить историю возникновения и развития, устройство и принцип работы видеоадаптеров.
Для выполнения поставленной цели поставлены следующие задачи:
Найти в различных источниках информацию об этапах развития видеоадаптеров и фирмах, специализирующихся на их выпуске.
Изучить внутреннее строение современных видеоадаптеров и понять, каким образом ими осуществляется обработка данных.
Сделать соответствующие выводы.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Видеоадаптер (или видеокарта) в компьютере в общем смысле – электронная плата, предназначенная для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора. Она непосредственно управляет монитором, а также процессом вывода информации на экран.
Компьютерные видеоподсистемы могут работать в одном из двух основных видеорежимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора разбивается на отдельные символьные позиции, в каждой из которых одновременно может выводиться только один символ. Текстовый режим в современных операционных системах используется только на этапе начальной загрузки.
В графическом режиме для каждой точки изображения, называемой пикселем, отводится от одного (монохромный режим) до 32 бит информации. Графический режим часто называют режимом с адресацией всех точек (All Points Addresable), поскольку только в этом случае имеется доступ к каждой точке изображения. Максимальное разрешение и количество воспроизводимых цветов конкретной видеоподсистемы в первую очередь зависят от общего объема видеопамяти и количества бит, приходящихся на один пиксель.
За время существования IBM PC-совместимых микрокомпьютеров сменилось несколько поколений видеоадаптеров и связанных с ними стандартов представления изображения. Основными параметрами этих стандартов являются разрешение (количество символов, или пикселей, размещающихся по горизонтали и вертикали экрана монитора), количество цветов и частота кадровой развертки (частота перерисовки изображения).
Современные видеоадаптеры постепенно расширяют свою функциональность и находят все новые области применения, удовлетворяя неограниченным потребностям конечных пользователей.
Выводы по разделу один
Видеоадаптер предназначен для хранения видеоинформации и ее отображения на экране монитора. Компьютерные видеоподсистемы могут работать в одном из двух основных видеорежимов: текстовом или графическом. За время существования IBM PC-совместимых микрокомпьютеров сменилось несколько поколений видеоадаптеров и связанных с ними стандартов представления изображения.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ВИДЕОАДАПТЕРОВ
В 70-е годы прошлого столетия компьютеры нельзя было назвать роскошью, потому что они просто были недоступны массовому потребителю. Но именно в это время небезызвестная ныне компания IBM, которая успешно развивалась в данном направлении, приняла решение создать «массовый» компьютер. И уже в августе 1981 года она смогла похвастаться своим первым персональным компьютером – IBM PC с модельным номером 5150.
Примечательно, что в то время компания предпочитала использовать в своих разработках только комплектующие собственного производства, но, несмотря на это, новый компьютер был укомплектован практически полностью компонентами сторонних производителей. В базовой комплектации компьютер поставлялся без жесткого диска, флоппи-дисковода и монитора. Их нужно было покупать по отдельности. Также отдельно приходилось покупать и различные платы расширения, включая и графические адаптеры.
На тот момент покупатель мог выбрать один из двух адаптеров – либо Monochrome Display Adapter (MDA) либо Color Graphics Adapter (CGA). Впоследствии видеоадаптер MDA оказался более популярным, нежели другой представитель – CGA. В будущем появилось множество усовершенствованных видеоадаптеров, речь о которых пойдет позже.
Видеоадаптер MDA
Видеокарты стандарта MDA (Monochrome Display Adapter) использовались в IBM PC самыми первыми, они были представлены IBM в 1981 году и имели 4 КБ памяти на борту, частоту развертки 50 Гц и разрешение 720х350 точек(80х25 символов). MDA-адаптеры были монохромными и работали в текстовом режиме, не умея работать с отдельными пикселями. По сути, задача сводилась к тому, чтобы «распечатать» на мониторе текст, как на принтере. Однако, в отличие от принтера, на мониторе изображение необходимо регенерировать, поэтому программе постоянно приходилось посылать страницу «на печать» в порт монитора. Также адаптер умел работать с самим принтером посредством наличия на плате контроллера параллельного порта, отвечавшего за это.
Видеоадаптер CDA
На смену MDA в 1982 году пришел стандарт CGA (Color Graphics Adapter) и привел за собой жесткую стандартизацию. Это была первая революция в видеоадаптерах. Видеоадаптеры CGA были цветными и графическими (если быть точнее, они поддерживали как символьный, так и графический вывод). Палитра CGA состояла из 16 цветов. При разработке CGA главной задачей была универсальность, а потому использовалась стандартная частота развертки – 60 Гц.
Камнем преткновения на этом этапе была видеопамять, точнее, ее объем. Дело в том, что модули памяти в то время были дико дорогими, поэтому CGA-адаптеры стандартно комплектовались 16 Кб видеопамяти. И если в текстовом режиме 80х25 символов (то есть 640х200 пикселей) видеокарта могла выводить все 16 цветов, то в графическом режиме в разрешении 320х200 памяти хватало лишь на то, чтобы одновременно выводить только 4 цвета, причем не любые, а только стандартные палитры. С этого момента все узлы адаптера стали работать на частоте кадровой развертки, так как возникали конфликты с видеопамятью, проявляющиеся в виде «снега» на экране (произвольные короткие горизонтальные линии). Их появление обуславливалось тем, что в CGA не поддерживалось одновременное чтение и запись в память.
В текстовом режиме размер матрицы символа был 9х14 точек, однако можно было установить размер матрицы 8х8, что хотя и ухудшало восприятие текста, но зато позволяло разместить на экране больше информации.
Несмотря на улучшенные объем памяти и наличие режима работы с графикой, адаптер CDA был неудобен в использовании из-за вышеизложенных проблем, а потому известности не сыскал.
На смену адаптерам MDA и CGA пришло решение Enhanced Graphics Adapter (EGA).
Видеоадаптер EGA
EGA-адаптер, представленный IBM в 1984 году, был первой видеокартой, способной воспроизводить нормальное цветное изображение. EGA поддерживал 16 цветов и разрешение до 640х350 точек. Также поддерживались CGA режимы: 640х200 и 320х200. Первые карты могли работать с мониторами обоих типов. Переключение между режимами осуществлялось при помощи dip-переключателей на задней планке видеоадаптера. Также поддерживались и текстовые режимы. Стандартный объем видеопамяти составлял 64 Кб. В более поздних EGA-клонах фирм ATI Technologies и Paradise с объемом памяти 256 Кб были доступны режимы: 640х400, 640х480 и 720х540.
Видеопамять была разделена на четыре банка (четыре цветовых слоя). Таким образом, по одному адресу располагалось четыре байта. Процессор мог заполнять их одновременно. В результате скорость заполнения кадра значительно увеличилась.
Отличительной чертой от предыдущих видеоадаптеров было добавление в ПЗУ видеокарты не графических примитивов, а наборов инструкций для их построения, что ознаменовало зарождение ускорителей. Частота регенерации кадра осталась 60 Гц. Интерфейс с монитором по-прежнему цифровой.
В 1987 был осуществлен прорыв, как его называют многие люди, в индустрии видеоадаптеров – появление стандарта Video Graphics Array (VGA) и его производных – XGA и Super VGA (SVGA).