
- •Физические основы построения эвм
- •Оглавление
- •Дидактический план
- •Литература Базовая
- •Дополнительная
- •Перечень умений
- •Тематический обзор
- •1. Классификация эвм
- •1.1. Развитие электронной базы, влияющее на усовершенствование эвм. Поколения эвм
- •1.2. История развития пк
- •2. Области применения эвм
- •2.1. Применение эвм в научных исследованиях
- •2.2. Применение эвм в медицине
- •2.3. Применение эвм в образовании
- •2.4. Применение эвм в других областях
- •2.5. Основные характеристики эвм
- •3. Составляющие эвм
- •3.1. Модели процессоров и их характеристики
- •3.1.1. Основные понятия
- •3.1.2. Развитие моделей процессоров и их характеристик
- •3.2. Характеристики материнских плат
- •3.2.1. Параметры, определяемые чипсетом
- •3.2.3. Интерфейсы
- •3.3. Типы оперативной памяти
- •3.4. Характеристики мониторов
- •3.4.1. Мониторы на базе электронно-лучевой трубки
- •3.4.2. Жидкокристаллические дисплеи
- •3.4.3. Плазменные мониторы
- •3.5. Параметры видеокарт
- •3.5.1. Графическая плата
- •3.5.2. Видеошины
- •3.5.3. Видеопамять
- •3.5.4. Акселераторы и видеопроцессоры
- •3.5.5. Технология agp
- •3.6. Основные характеристики жестких дисков
- •3.6.1. Устройство накопителей на жестких дисках
- •3.6.2. Краткая характеристика интерфейсов жестких дисков
- •3.6.3. Характеристики накопителей на жестких дисках
- •3.7. Компакт-диски
- •3.7.1. Организация данных и основные характеристики cd-rom
- •3.7.2. Типы интерфейсов
- •3.7.3. Стандарты записи данных на cd
- •3.7.4. Накопители dvd
- •4. Введение в архитектуру эвм
- •4.1. Risc и cisc архитектуры
- •4.2. Система команд эвм общего назначения
- •4.2.1. Методы адресации
- •4.2.2. Типы команд
- •4.2.3. Типы и размеры операндов
- •5. Многоуровневая схема программирования
- •5.1. Машинный уровень и микропрограммный уровень
- •5.2. Ассемблерный уровень
- •5.3. Проблемно-ориентированный язык
- •5.4. Операционная система
- •5.5. Использование трансляторов и интерпретаторов на разных уровнях
- •Тренинг умений
3.5.2. Видеошины
По шине к графической плате должны передаваться большие массивы данных. Поэтому именно шина передачи данных иногда оказывается самым узким местом при выводе графической информации. При тех требованиях, которые предъявляются со стороны современного программного обеспечения, использование шины ISA с графическими платами в силу ее низкого быстродействия считается нецелесообразным. Речь может идти лишь о шине PCI. Даже некогда самые быстродействующие графические платы ISA не в состоянии конкурировать с современными безымянными платами PCI.
Кроме этих, известных уже с момента внедрения Windows З.х графических плат-акселераторов, выпускается все большее количество графических плат с 2D- или ЗD-видеоакселераторами (для двумерной или трехмерной графики). Они осуществляют дополнительные функции декомпрессии (распаковки) и масштабирования видеоданных.
Главным фактором, определяющим производительность графической платы, является разрядность видеошины, по которой передаются графические данные. В настоящее время 64-разрядные графические платы – это стандарт, и даже 128-разрядные – уже не редкость.
3.5.3. Видеопамять
Видеопамять – память, которая используется для хранения данных, выводимых на экран.
Глубина цвета. Чем большее количество цветов выбирается для представления изображения, тем большее число ячеек памяти требуется для каждого пиксела в таком изображении. Ниже указано число битов, необходимое для отображения различного количества цветов (или, как иногда говорят, для реализации различной глубины цвета):
Количество цветов |
Необходимое число битов |
2 |
1 |
4 |
2 |
16 |
4 |
256 |
8 |
32768 |
15 |
65536 |
16 |
16777216 |
24 |
При этом нужно осознавать, что современная графическая плата с 64-разрядной шиной за один тактовый цикл может передавать в четыре раза больше данных, чем устаревшая 16-разрядная плата.
Однако за быстродействие графической платы отвечает не только разрядность ее шины. Большую роль играют также тип микросхемы графического акселератора, быстродействие RAMDAC и используемый графический драйвер.
Необходимый объем видеопамяти. Чем больше разрешающая способность монитора, тем больше должна быть видеопамять, так как для каждой точки экрана в видеопамять записывается код ее цвета. Максимальный объем видеопамяти – важный параметр, который, однако, ничего не говорит о быстродействии графической платы. Он определяет лишь наивысшие реализуемые значения разрешения и глубины цвета.
Объем видеопамяти – не единственный критичный параметр. Очень важным параметром является также скорость работы графической платы. В конце концов, какой смысл в представлении видеофайлов с наивысшим разрешением и максимальной глубиной цвета, если изображение на экране непрерывно подергивается.
Для обеспечения высокого разрешения требуется не только более быстрый ЦП, нужны также быстрые графические процессоры и видеопамять большего объема с меньшим временем доступа. Если несколько лет назад можно было выбирать только между DRAM- и VDRAM-микросхемами, то сегодня производители графических плат развивают и используют все более новые технологии микросхем видеопамяти.
Впереди всех в разработке новых RAM-микросхем для графических плат была фирма Matrox. На графической плате Matrox Millenium, которая все еще считается одной из лучших графических плат, установлены так называемые WRAM-микросхемы (Windows RAM). Имеется несколько различных направлений в разработке новых микросхем RAM для графических плат. Каждый производитель имеет здесь свои пристрастия.
DRAM. Эти микросхемы динамической RAM представляют самый медленный и самый дешевый тип памяти для графических плат. Данные могут или только записываться в память, или только считываться из памяти. Одновременный ввод и вывод невозможен.
VRAM (Video RAM). VRAM-микросхемы, называемые также двухпортовыми RAM-микросхемами, позволяют одновременно записывать и считывать данные. Благодаря этому RAMDAC может непрерывно считывать данные из памяти.
WRAM (Windows RAM). Эти RAM-микросхемы представляют еще один более быстрый вариант VRAM. Они имеют специальные дополнительные графические функции, обеспечивающие представление изображения даже в режиме True Color (т.е. для 16 миллионов цветов) при исключительно высоком разрешении. Запись и считывание могут осуществляться одновременно.
EDO RAM (Extended Data Output RAM). Микросхемы EDO RAM представляют улучшенный вариант DRAM. При относительно невысоких значениях разрешения и глубины цвета они все же быстрее микросхем DRAM благодаря своей архитектуре. При использовании EDO RAM в каждый момент времени данные могут или только записываться, или только считываться.
SDRAM (Synchronous DRAM). Микросхемы SDRAM быстрее микросхем EDO RAM, но используются довольно редко. Эти дорогие синхронные микросхемы DRAM также не допускают одновременного выполнения записи и считывания данных.
SGRAM (Synchronous Graphics RAM). Более быстродействующая модификация SDRAM обозначается SGRAM. Микросхемы SGRAM имеют в своем распоряжении видеошину удвоенной разрядности, но тем не менее не допускают одновременного выполнения записи и считывания данных. Их преимущество в быстродействии обеспечивается за счет специальных дополнительных графических функций.
RDRAM (Rambus DRAM). Эти микросхемы RAM (Rambus – фирма-разработчик), поставляемые в трех различных исполнениях, настроены на максимальную разрядность видеошины и быстрое отображение данных. Несмотря на все это, речь по-прежнему идет о микросхемах DRAM, которые не допускают одновременного ввода и вывода данных.
MDRAM (Multibank DRAM – многобанковое ОЗУ). Это вариант DRAM, разработанный фирмой MoSys, организован в виде множества независимых банков объемом по 32 Кб каждый, работающих в конвейерном режиме и использующих распараллеливание операций доступа к данным между большим количеством банков памяти RDRAM (RAMBus DRAM). Hа сегодняшний момент этот тип памяти обеспечивает наивысшую пропускную способность на один чип памяти среди всех остальных типов памяти. Увеличение скоpости обpащения видеопpоцессоpа к видеопамяти, помимо повышения пpопускной способности адаптеpа, позволяет поднять максимальную частоту pегенеpации изобpажения, что снижает утомляемость глаз опеpатоpа.