Дипломна робота

Потік електронів (промінь) може відхилятися у вертикальній і горизонтальній площині, що забезпечує послідовне потрапляння його на все поле екрану. Відхилення променя відбувається за допомогою системи, що відхиляє.

Відхиляюча система складається з декількох котушок індуктивності, розміщених у горловини кінескопа. За допомогою змінного магнітного поля дві котушки створюють відхилення пучка електронів в горизонтальній площині, а інші дві - у вертикальній.

Суцільні лінії - це активний хід променя, пунктир - зворотна. Електрони потрапляють на люмінофорному шар, після чого енергія електронів перетворюється на світло, тобто потік електронів змушує точки люмінофора світитися. Ці світні точки люмінофора формують зображення, яке ви бачите на вашому моніторі. Як правило, у кольоровому CRT моніторі використовується три електронні гармати, на відміну від однієї гармати, що застосовується в монохромних моніторах, які зараз практично не виробляються.

Відомо, що очі людини реагують на основні кольори: червоний (Red), зелений

(Green) і синій (Blue) і на їх комбінації, які створюють безліч квітів.Люмінофорних шар,

що покриває фронтальну частину електронно-променевої трубки, складається з дуже маленьких елементів (настільки маленьких, що людське око не завжди може розрізнити їх). Ці люмінофорні елементи відтворюють основні кольори, фактично є три типи різнобарвних частинок, чиї кольори відповідають основним кольорам RGB (звідси і назва групи з люмінофорних елементів - тріади).

Люмінофор починає світитися, як було сказано вище, під впливом прискорених електронів, які створюються трьома електронними гарматами.Кожна з трьох гармат відповідає одному з основних кольорів і посилає пучок електронів на різні люмінофорні частинки, чиє світіння основними кольорами з різною інтенсивністю комбінується і в результаті формується зображення з необхідним кольором.

Для керування електронно-променевою трубкою необхідна і керуюча електроніка,

якість якої багато в чому визначає і якість монітора. До речі, саме відмінність в якості керуючої електроніки, створюваної різними виробниками, є одним з критеріїв визначають різницю між моніторами з однаковою електронно-променевою трубкою.

Отже, кожна гармата випромінює електронний промінь (або потік, або пучок), який впливає на люмінофорні елементи різного кольору (зеленого, червоного або синього).

52

Зрозуміло, що електронний промінь, призначений для червоних люмінофорних елементів, не повинен впливати на люмінофор зеленого або синього кольору. Щоб домогтися такої дії використовується спеціальна маска, чия структура залежить від типу кінескопів від різних виробників, що забезпечує дискретність (растровому) зображення.

ЕПТ можна розбити на два класи - трипроменевою з дельтавидною розташуванням електронних гармат і з планарним розташуванням електронних гармат. У цих трубках застосовуються щілинні й тіньові маски, хоча правильніше сказати, що вони всі тіньові.

При цьому трубки з планарним розташуванням електронних гармат ще називають кінескопами з самосведеніем променів, так як вплив магнітного поля Землі на три планарно розташованих променя практично однаково і при зміні положення трубки відносно поля Землі не потрібно проводити додаткові регулювання.

Види масок ЕПТ - моніторів

Тіньова маска

Тіньова маска (shadow mask) - це найпоширеніший тип масок, вона застосовується з часу винаходу перших кольорових кінескопів. Поверхня у кінескопів з тіньовою маскою зазвичай сферичної форми (опукла).Уже зроблено для того, щоб електронний промінь у центрі екрана і по краях мав однакову товщину.

Тіньова маска складається з металевої пластини з круглими отворами, які займають приблизно 25% площі. Знаходиться маска перед скляною трубкою з люмінофорним шаром. Тіньова маска створює решітку з однорідними точками (ще званими тріади), де кожна така точка складається з трьох люмінофорних елементів основних кольорів -

зеленого, червоного і синього - що світяться з різною інтенсивністю під впливом променів з електронних гармат. Зміною струму кожного з трьох електронних променів можна домогтися довільного кольору елемента зображення, утвореного тріадою точок.

Апертурна решітка

Є ще один вид трубок, в яких використовується "Aperture Grille" (апертурная грати). Ці трубки стали відомі під ім'ям Trinitron і вперше були представлені на ринку компанією Sony в 1982 році.

Це рішення включає в себе металеву решітку з отворами, як у випадку з тіньовою маскою, а має грати з вертикальних ліній. Замість точок з люмінофорним елементами

53

трьох основних кольорів, апертурная решітка містить серію ниток, які з люмінофорних елементів вибудованих у вигляді вертикальних смуг трьох основних кольорів. Така система забезпечує високу контрастність зображення і гарну насиченість кольорів, що разом забезпечує високу якість моніторів з трубками на основі цієї технології.

Щілинна маска

Щілинна маска (slot mask) - це технологія широко застосовується компанією NEC

під ім'ям "CromaClear". Це рішення на практиці являє собою комбінацію тіньової маски і апертурной грати. У даному випадку люмінофорні елементи розташовані у вертикальних еліптичних комірках, а маска зроблена з вертикальних ліній. Фактично вертикальні смуги розділені на еліптичні комірки, які містять групи з трьох люмінофорних елементів трьох основних кольорово.

1.4.15 LCD - монітори

Екрани LCD-моніторів зроблені з речовини (ціанофеніл), яка знаходиться в рідкому стані, але при цьому володіє деякими властивостями, властивими кристалічним тілам.

Фактично це рідини, що володіють анізотропією властивостей (зокрема оптичних),

пов'язаних з впорядкованістю в орієнтації молекул.

Як не дивно, але рідкі кристали старше ЕЛТ майже на десять років, перший опис цих речовин було зроблено ще в 1888 р. Проте довгий час ніхто не знав, як їх застосувати на практиці. І ось в кінці 1966 р. корпорація RCA продемонструвала прототип LCD-

монітора - цифровий годинник.

Робота РКД заснована на явищі поляризації світлового потоку. Відомо, що так звані кристали поляроїди здатні пропускати тільки ту складову світла, вектор магнітної індукції якої лежить у площині, паралельній оптичній площині поляроїда. Для решти світлового потоку поляроїд буде непрозорим.Таким чином поляроїд ніби просіває світло,

даний процес називається поляризацією світла. Із відкриттям класу рідких речовин, довгі молекули яких чутливі до електростатичного й електромагнітного поля і здатні повертати площину поляризації світла, з'явилася можливість керувати поляризацією. Ці аморфні речовини за їх схожість із кристалічними речовинами за електрооптичних властивостей,

а також за здатність приймати форму посудини, назвали рідкими кристалами.

54

Грунтуючись на цьому відкритті і в результаті подальших досліджень, стало можливим виявити зв'язок між підвищенням електричної напруги й зміною орієнтації молекул кристалів для забезпечення створення зображення. Перше своє застосування рідкі кристали знайшли в дисплеях для калькуляторів і в електронному годиннику, а

потім їх почали використовувати в моніторах для портативних комп'ютерів. Сьогодні, в

результаті прогресу в цій області, починають отримувати все більше поширення LCD-

дисплеї для настільних комп'ютерів.

Екран LCD монітора є масив маленьких сегментів (званих пікселями), якими можна маніпулювати для відображення інформації. LCD має кілька шарів, де ключову роль грають дві панелі, зроблені з вільного від натрію і дуже чистого скляного матеріалу,

званого субстрат або підкладка, які власне і містять тонкий шар рідких кристалів між собою. На панелях є борозенки, що надають кристали, повідомляючи їм спеціальної орієнтації. Борозенки розташовані таким чином, що вони є паралельними кожної панелі,

але перпендикулярні між двома панелями. Поздовжні борозенки утворюються внаслідок нанесення на скляну поверхню тонких плівок прозорого пластику, що потім спеціальним чином обробляється.

При появі електричного поля, молекули рідких кристалів частково вибудовуються вертикально уздовж поля, кут повороту площини поляризації світла стає відмінним від 90

градусів і світло безперешкодно проходить через рідкі кристали.

Поворот площини поляризації світлового променя непомітний для ока, тому виникає необхідність додати до скляних панелей ще два інших шари, що поляризаційні фільтри. Ці фільтри пропускають тільки ту компоненту світлового променя із заданою поляризацією. Тому при проходженні поляризатора пучок світла буде ослаблений у залежності від кута між його площиною поляризації і віссю поляризатора. При відсутності напруги комірка прозора, тому що перший поляризатор пропускає тільки світло з відповідним вектором поляризації.

Технологічні нововведення дозволили обмежити їхні розміри величиною маленької крапки, відповідно на одній і тій же площі екрана можна розташувати більше число електродів, що збільшує роздільну здатність LCD-монітора і дозволяє відображати навіть складні зображення в кольорі.Для виведення кольорового зображення необхідне

55

підсвічування монітора ззаду, таким чином, щоб світло виходило із задньої частини LCD.

Це необхідно для того, щоб можна було спостерігати зображення з гарною якістю, навіть якщо навколишнє середовище не є світлим. Для отримання кольорового зображення використовують три фільтри, що виділяють з випромінювання джерела білого світла три основні компоненти.

56

Розділ 2. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Програмні засоби сучасних комп’ютерних технологій поділяються на системні і прикладні. Системні програмні засоби призначені для забезпечення діяльності прикладних програмних систем. До системних програмних засобів належать:

операційні системи;

антивірусні програми;

командно-файлові процесори;

Тестові та діагностичні програми;

Тестові і діагностичні програми призначені для перевірки працездатності окремих вузлів комп’ютера і компонентів програмно-файлових систем і, можливо, виявлення та усунення несправностей.

Антивірусні програми призначені для виявлення і, можливо, усунення вірусних програм, які порушують нормальну роботу обчислювальної системи.

Програмне забезпечення являє собою сукупність програм, призначених для розв’язання завдань на комп’ютері. Програма – це впорядкований набір команд.

Програмне та апаратне забезпечення працюють взаємопов’язано і в неперервній взаємодії. Будь-який апаратний пристрій управляється програмно.

Програмне забезпечення можна поділити на три класи: системне, прикладне та інструментальне. Наведена класифікація є досить умовною. Інтеграція програмного забезпечення призвела до того, що практично будь-яка програма має риси кожного класу.

Системне програмне забезпечення призначено для управління роботою комп'ютера,

розподілу його ресурсів, підтримки діалогу з користувачами, надання їм допомоги в обслуговуванні комп'ютера, а також для часткової автоматизації розробки нових програм.

Системне програмне забезпечення — це комплекс програм, багато з яких постачаються разом з комп'ютером та документацією до неї.

57

2.1 Системне програмне забезпечення

2.1.1 Операційні системи

Основними компонентами загальносистемного програмного забезпечення

являються: операційні системи, які вирішують задачі взаємозв’язаного функціонування

окремих компонентів.

Існують 4 типи операційних систем:

1)операційні системи пакетної обробки: порівняно велика швидкість логічних і автоматичних операцій, але в свою чергу мала швидкість вводу і виводу завантаженість процесора на 20 – 30%.

2)операційна система з розподілом задач по часу (організовується черга вводу і виходу задач, і обслуговується до 15 користувачів і процесор завантажений на 80-90%).

3)операційна система реального часу, використовується для керування різними

процесами.

Операційна система (ОС) - комплекс системних і керуючих програм, призначених для найбільш ефективного використання всіх ресурсів обчислювальної системи

(Обчислювальна система - взаємопов'язана сукупність апаратних засобів обчислювальної техніки і програмного забезпечення, призначена для обробки інформації) і зручності роботи з нею.

Призначення ОС - організація обчислювального процесу в обчислювальній системі,

раціональний розподіл обчислювальних ресурсів між окремими вирішуваних завдань;

надання користувачам численних сервісних засобів, що полегшують процес програмування і налагодження завдань. Операційна система виконує роль своєрідного інтерфейсу між користувачем і машиною. Різні операційні системи на одних і тих же технічних засобах можуть надати користувачеві різні можливості для організації обчислювального процесу або автоматизованої обробки даних.

У програмному забезпеченні операційна система займає основне положення,

оскільки здійснює планування і контроль за весь обчислювальний процес. Будь-який з компоненту програмного забезпечення обов'язково працює під управлінням (ОС)

операційної системи.

58

Відповідно до умов застосування розрізняють три режими ОС: пакетної обробки,

розділення часу, і реального часу. У режимі пакетної обробки ОС послідовно виконує зібрані в пакет завдання. У цьому режимі користувач не має контакту з комп’ютером,

отримуючи лише результати обчислень. У режимі поділу часу ОС одночасно виконує кілька завдань, допускаючи звернення кожного користувача до комп’ютера. У режимі реального часу ОС забезпечує управління об'єктами відповідно до прийнятими вхідними сигналами.

2.1.2. Операційні системи типу DOS

ОС типу DOS(рис. 2.1) стала домінуючою з появою 16-розрядних ПК, що використовують 16-розрядні мікропроцесори типу 8088 і 8086. З точки зору довголіття жодна операційна система для мікрокомп'ютерів не може навіть наблизитися до DOS. З

моменту появи в 1981 році DOS поширилася настільки широко, що завоювала право вважатися самою популярною в світі ОС. Незважаючи на деякі свої недоліки і на те, що більша її частина грунтується на розробках 70-х років, DOS продовжує існувати і поширюватися і понині. В даний час для DOS розроблений величезний фонд програмного забезпечення. Є транслятори (Транслятор - програма, автоматично перетворює програму на мові програмування в послідовність інструкцій. Різновиди трансляторів - компілятор, інтерпретатор) для практично всіх популярних мов високого рівня, включаючи Бейсік, Паскаль, Фортран, Сі, Модула-2, Лісп, Лого, АПЛ , Форт, Ада,

Кобол, ПЛ-1, Пролог, Смолток та ін; причому для більшості мов існує кілька варіантів трансляторів. Є інструментальні засоби для розробки програм в машинних кодах -

асемблери, символьні отладчики і ін Ці інструментальні засоби супроводжуються редакторами, компонувальник і іншими сервісними системами, необхідними для розробки складних програм. Крім системного програмного забезпечення для DOS

створено безліч прикладних програм.

59

Рис. 2.1 Операційна система MS-DOS

2.1.3 Стандарт MSX

Цей стандарт визначав не тільки операційну систему, але і характеристики апаратних засобів для шкільних ПК. Відповідно до стандарту MSX машина повинна була мати оперативну пам'ять обсягом не менше 16 Кб, постійну пам'ять об'ємом 32 Кб з вбудованим інтерпретатором мови Бейсік, кольоровий графічний дисплей з роздільною здатністю 256х192 пікселів й 16 кольорами, трьохканальний звуковий генератор на 8

октав, паралельний порт для підключення принтера і контролер для керування зовнішнім накопичувачем, що підключається зовні.

Операційна система такої машини повинна була мати такими властивостями:

необхідна пам'ять - не більше 16 Кб, сумісність з СР / М на рівні системних викликів,

сумісність з DOS за форматами файлів на зовнішніх накопичувачах на основі гнучких магнітних дисків, підтримка трансляторів мов Бейсік, Сі, Фортран та Лісп. Таким чином,

ця операційна система, що отримала назву MSX-DOS, враховувала необхідність підтримки великого програмного забезпечення, розробленого для СР / М, і одночасно орієнтувалася на нові на той час розробки, пов'язані з DOS.

2.1.4 Операційні системи засновані на графічному інтерфейсі

Крім широко поширених машин, що проектуються у відповідності зі сформованими стандартами, часто створюються машини, в яких особливо виділяється

60

яка-небудь властивість. Так, найбільшу увагу на початку та в середині 80-х років залучили своїми графічними можливостями машини Macintosh і Amiga. У першій з них дисплей був монохромним, в другій - кольоровим, але обидві відрізнялися високою роздільною здатністю і швидкістю виведення графічної інформації на дисплей.

Операційні системи для цих машин були спроектовані так, щоб максимально використати можливості роботи з графікою. У них використовується багатовіконний інтерфейс та маніпулятор (миша). Для вибору тієї чи іншої операції або робочого об'єкта на екран виводиться кілька умовних графічних символів (піктограм), серед яких користувач робить вибір за допомогою «миші».

2.1.5Пі - система

Упочатковий період розвитку персональних комп'ютерів була створена операційна

система USCD p-system. Основу цієї системи складала так звана П-машина - програма,

що емулює гіпотетичну універсальну обчислювальну машину. П-машина імітує роботу процесора, пам'яті і зовнішніх пристроїв, виконуючи спеціальні команди, звані П-кодом.

Програмні компоненти Пі-системи (у тому числі компілятори) складені на П-коді,

прикладні програми також компілюються в П-код. Таким чином, головною відмінною рисою системи є мінімальна залежність від особливостей апаратури ПК. Саме це забезпечило перехід Пі-системи на різні типи машин. Компактність П-коду і зручно реалізований механізм підкачки дозволяв виконувати порівняно великі програми на ПК,

що мають невелику оперативну пам'ять.

Однак принциповою особливістю даної системи був переважно інтерпретаційний режим виконання прикладних програм, що спричиняло інтенсивні обміни інформацією між оперативною пам'яттю і зовнішніми накопичувачами. Внаслідок відбувалося помітне уповільнення роботи.

2.1.6 Операційні системи сімейства UNIX

Як правило, різні версії ОС, що відносяться до цієї родини, мають свої назви, але в основних рисах повторюють особливості UNIX.

UNIX - операційна система, яка дозволяє здійснити виконання робіт у багатокористувацькому та багатозадачному режимі. Спочатку вона призначалася для

великих ЕОМ, щоб замінити MULTICS. UNIX є дуже потужним засобом у руках

61