41. Що таке відеокарта? Які їх основні характеристики?Дайте короткий опис кожного з них.

Видеокарта осуществляет непосредственное управление дисплеем. Она передает управляющие сигналы исполняющим блокам монитора, а они, в свою очередь, полностью контролируют процесс формирования изображения на экране. Процессор же лишь адресует свои команды к тем или иным условным точкам.

Для вывода данных на экран монитора видеокарта управляет: строчной и кадровой разверткой электронно-лучевой трубки дисплея; яркостью элементов изображения и смешением цветов.

Конструктивно видеокарта представляет собой плату, вставляемую в слот расширения PCI или AGP. Выход видеоконтроллера соединяется специальным кабелем с входом дисплея.

Основными характеристиками видеокарт являются:

• поддерживаемые режимы работы (текстовый или графический);

• поддерживаемые разрешающие способности (по горизонтали и по вертикали)

• количество цветов.

Ранее для совокупности этих характеристик существовали различные стандарты: MDA, CGA, MGA, EGA и VGA, представляющие в настоящее время лишь исторический интерес. Режимы по разрешающей способности и/или количеству цветов выше, чем у стандарта VGA, называют обычно режимами SuperVGA или SVGA (этот режим не является стандартом). Обычно к SVGA относят разрешающие способности 800  600 и выше.

Практически все современные видеокарты принадлежат к комбинирован­ным устройствам и помимо своей главной функции – формирование сиг­налов, в соответствии с которыми монитор может отображать ту или иную информацию на экран, осуществляют ускорение выполнения графических операций. Аппаратное ускорение этих операций заключается в том, что наряду с элементарными операциями, предусмотренными стандартами VGA и SVGA, видеокарта способна выполнять и команды высокого уровня без участия цен­трального процессора. Например, построение прямой линии по двум точкам и закраску какой-либо области может сделать и ускоритель.

Повышение быстродействия системы обусловлено двумя причинами: во-первых, освобождаются ресурсы процессора, а во-вторых, микросхемы адаптера лучше приспособлены для выполнения этих операций, чем процессор, которому кроме них необходимо выполнять еще и многое другое.

Основными компонентами современной видеокарты являются:

• набор микросхем (обычно одна интегрированная микросхема графического контроллера);

• цифро-аналоговый преобразователь;

• ROM (так называемый BIOS видеокарты);

• RAM;

• сама плата с разъемами.

Набор микросхем определяет функции видеоадаптера. Обычно в его состав входит 64-разрядный или 128-разрядный графический процессор и набор аппаратных средств обработки видеоизображений в различных форматах, например, форматах MPEG различных версий, а также для обработки используемой в компьютерных играх векторной графике. К сожалению, какого-либо стандарта на состав и параметры компонент набора микросхем не существует и поэтому наборы микросхем различных производителей существенно отличаются как по своим функциональным возможностям, так и по качеству обработки различных изображений.

Цифро-аналоговый преобразователь (Digital-Analogue Converter), графические данные о цвете преобразуются в аналоговую форму и передаются на монитор. Существует три режима кодирования цветовых данных: HiColor, True Color и Real Color.

Режим HiColor вводит в действие палитру из 32 768 цветовых оттенков. Это значение полу­чается потому, что для каждого пикселя отводится 15 разрядов, в которых информация о каждом цвете (красном, зеленом и синем) занимает 5 бит.

Режим Real Color поддерживает 65 536 цветовых оттенков. Этот режим аналогичен режиму HiColor, однако на кодирование информации для каждого пикселя отводит­ся не 15, а 16 бит. Разделение информации по трем основным цветам при этом не одинаково, а осуществляется с учетом спектральной чувствительно­сти человеческого глаза. Максимальная чувствительность находится в облас­ти зеленого цвета, а минимальная – в области синего.

Режим True Color предлагает самые высокие возможности: видеокарта поддерживает 16,7 миллионов цветовых оттенков. Однако большинство мониторов не могут обеспечить такое многообразие (человеческий глаз воспринимает около 2 миллионов оттен­ков). В этом режиме каждый пиксель кодируется 24 разрядами, поэтому о графическом изображении, представленном в данном формате, также гово­рят как о графике глубиной в 24 разряда. Для размещения подобной графической информации на носителях данных не­обходимы десятки, если не сотни мегабайт памяти.

В видеокартах в памяти ROM и RAM используются как типы памяти, используемые в оперативной памяти, так и память, специально разработанная для хранения видеоданных.

К первой группе принадлежит память типа DRAM и EDO RAM, уже рассмотренная ранее.

Видеопамять типа VRAM (Video RAM) является двухпортовой, поскольку к ней могут одновременно обращаться два устройства, например, процессор видеокарты и цифро-аналоговый преобразователь. Таким образом, стано­вится возможным одновременное считывание и запись данных. Быстродей­ствие видеопамяти этого типа намного выше, чем у DRAM и EDO RAM. Видеопамять типа WRAM (Window RAM) является дальнейшим развитием памяти типа VRAM, в которой бы­стродействие повышено на 50% по сравнению с VRAM. В этой памяти имеется режим быстрой записи двухцветных блоков для ускорения пересылки текста и за­краски областей пиксельными шаблонами. Для WRAM также реализована технология FastBit, улучшающая воспроизведение видео и двойную буфери­зацию для трехмерной акселерации.

Память типа SGRAM (Synchronous Graphics RAM) имеет много общего с рассмотренной ранее памятью типа SDRAM. Память этого типа может рабо­тать на частотах 66 МГц и более и обеспечивает быстродействие, в четыре раза превышающее быстродействие памяти DRAM.

Новым типом памяти, предназначенной специально для использования в системах обработки графики и видеоизображений, является MDRAM (Multi-bank RAM). Эта представляет собой набор независимых банков обычной динамической памяти, емкость каждого из которых составляет 32 Кб. Обращение к памяти MDRAM можно организовать таким образом, что обращение к каждому банку будет независимым. Это существенно повышает производи­тельность видеокарты в целом по сравнению с моделями, использующи­ми VRAM или WRAM.

Разъемы видеокарты могут, помимо разъема для подключения монитора, включать также разъемы для ввода/вывода видеоизображений в различных телевизионных форматах, подключения внешнего DVD-декодера и других устройств.