30. Аналоговый видеоинтерфейс. Идентификация монитора по протоколу ddc2b.

DDC – это спецификация описывающая обмен данными между монитором и ПК. (Display Data Channel)

В качестве разъема используется DB-155 (15S - ?). Раньше в разводке монитора стандарта VGA 4, 11, 12, 15 контакты не использовались. В SVGA было принято решение использовать свободные контакты для передачи обменной информации об идентификации монитора по технологии Plug-and-Play.

Во второй спецификации DDC2B было решено использовать специальную шину ACCESS.Bus подключение ее к свободным контактам.

ACCESS.Bus разработана фирмой DEC, эта шина представляет собой модифицированную разновидность низкоскоростного интерфейса IIC (Inter Integrated Circuit), разработанной фирмой Philips для организации двунаправленного обмена между бытовыми устройствами, различными датчиками и передачей статусной информации между компонентами ПК.

Шина ACCESS.Bus содержит 2 сигнальных провода: линию данных SDA – Serial Data и линию синхронизации SCL – Serial Clock.

Двунаправленная передача данных осуществляется по линии SDA, а синхронизация обмена осуществляется тактовыми импульсами на линии SCL. Т.о. данная шина является последовательной, синхронной, работающей в полудуплексном режиме по топологии P2P (точка-точка)

Третей линией шины ACCESS.Bus является нулевой (общий) провод, относительно которого измеряются напряжения на линиях SDA, SCL.

Цикл обмена данными инициируются внешним устройством при этом передача данных осуществляется по байтно.

После цикла обмена каждого байта ведущее устройство на шине кратковременно освобождает линию. Чтобы дать возможность ведомому устройству передать подтверждение. Информационный пакет передаваемый мониторов видеоадаптеру называется блоком расширенной идентификации.

EDID – Extended Display Identification.

Блок EDID состоит из сегментов, каждый из которых характеризуются данной сегмента и сдвигом относительно его начала. Весь блок имеет размер 128 байт, который делится на 8 сегментов.

2-й сегмент несет информацию о марке и производителя монитора, а 4-й сегмент сообщает о макс разрешении монитора в списке поддерживаемых видеорежимах и частоты развертки.

31.Цифровой видеоинтерфейс. DVI\\\ Цифровой интерфейс позволяет подавать цифровой непреобразованный сигнал прямо на монитор. Если ЖК монитор имеет только разьем для аналогового интерфейса, то внутри самого ЖК монитора ставится аналого-цифровой преобразователь, если ЖК монитор имеет цифровой вход, то на него можно подать сигнал с цифрового выхода видеокарты напрямую. DVI – Digital Visual Interface.Разработан в 1999г ассоциацией DDWG. Из всех 3-х получил наибольшее распространение, т.к. является наиболее мощным и универсальным. Существуют в 3-х вариантах:

- чисто цифровой DVI-D 24-контактный%- Цифро –аналоговый DVI-I комбинированный 29-конт%Главная особенность DVI состоит в том, что полученный сигнал можно передавать в течении всего периода формирован кадра. За счет того что отсутствуют сигналы разверстки прямого и обратного хода луча.Интерфейс DVI содержит 5 каналов цифровых данных. Сигнал вертикальной горизонтальной синхронизации. При чем горизонт синхронно использ только в аналоговой части, т.к. когда сигнал цифровой, то он одновременно подается на весь ряд ЖК ячеек.

Линия 14 используется для подачи питания +5В. Пол линиям 24,24 податься синхронизация, которая используется для синхронизации передачи по каналам Data. Каждый канал данных представляющий собой пару линий имеет свое экранирование. Например для канал Data о эта линия экрана 19.

По контактам аналоговой части, если она есть можно передавать аналоговый сигнал в виде стандартных сигналов ТТЛ R,G,B.

Интерфейс P&D не прежился из-за того, что представлял собой комбинации. Усеченного EVC и усеченного DVI и стоил дорого.

Использование DVI для видеокарты дает огромное преимущество в том, что ЦАП на видеокарте не используется.

32.Видеоадаптер. Классификация и отличие видеокарт. 2 типа видеоподсистем (port mapping, memory mapping).\\\\ Все видеокарты можно разделить на 3 основные группы: 1.Видео адаптеры (с кадровым буфером)2.Видео ускорители3.Видеокарты с видео сопроцессором.%По принципу вывода данных графические подсистемы делятся на:- с отображением черед порты ввода\вывода (input\output mapped)В этой системе дисплей подсоединен непосредственно к порту ввода\вывода (такому как RS-232С)%- отображение в оперативной памяти (memory mapped)%В этой подсистеме цифровая информация записывается в память (в новых видеоадаптерах в графическую память на самом видео адаптере) и далее из нее выводится на дисплей через специальный интерфейс видеоадаптера.

33.Основные узлы видеоадаптера.\\\ Любая видеокарты состоит из следующих компонентов:- видеопамять- видео BIOS- контроллер ЭЛТ- Графический контроллер или графический ускоритель или графический процессор.- RAMDAC (RAM Digital Analog Converter)- тактовый генератор.

34.Видеопамять и ее влияние. Кадровый буфер. Вывод изображения на монитор.\\\ Видео память предназначена для хранения цифрового образа изображения. Объем видеопанели определяет максимальное разрешение и количество цветовых оттенков формируемого изображения.%Видео память также называют видео буфером.%Если в видео память имеющейся на борту МП не установлено или ее не хватает то может использоваться ОЗУ МП.% Кадровый буфер – область видеопамяти в которой хранится цифровой образ изображения выводимого на экран.

35.RAMDAC. Палитра. Определение максимального кол-ва оттенков видеоадаптера.\\\ RAM DAC.Random Access Memory Цифра-аналоговый преобразователь.%Он предназначен для преобразования цифрового сигнала, обрабатываемого видеокартой и хранимых в видеопамяти в аналоговую форму в виде 3-х каналов напряжения, которые подаются на пушку ЭЛТ, через разъем D-SUB.

RAM-DAC выводит сигналы на ЭЛТ попиксельно и синхронно с последовательным сканированием ячеек кадрового буфера, т.е. 5-й ячейки памяти кадрового буфера соответствует пятый пиксель, причем в ячейках памяти хранится цвет этого пикселя, кроме того RAM-DAC работает синхронно с контроллером ЭЛТ.%Контроллер ЭЛТ посылает сигналы H- Blank und V-Blank которые гасят луч во время обратного хода луча. (Blank – черный - пустой)Чтобы синхронизовать работу видеопамяти (ее сканирование), прорисовке пикселя лучами SRAM Data и сигналами гашения луча и строчной и кадровой синхронизации используется программируемый тактовый генератор.

Практически все элементы видеокарты за исключением памяти, генераторов, и ROM BIOS имеют свои регистры.%Обращаясь к регистру как к порту ввода\вывода, который имеет свой адрес можно конфигурировать различные элементы видеокарты. Например, для установки частоты развертки на мониторе, соответствующая информация записывается в регистры контроллера ЭЛТ, которые выводят эту информацию в виде сигналов H-Sync und V–Sync. Разрядность RAMDAC определяет максимальное количество цветов, которое может отобразить дисплей. Максимальное количество цветов, отображаемое RAM-DAC – 256 (!!!!), так как под каждый канал цвета выделяется всего 6 бит, таким образом макс разрядность RAM-DAC – 18 бит. 2^8 = 256 – из которых 2 бита, отводится под служебную информацию, а остальные шесть бит под яркость цвета текущего канала, поэтому и получается что каждый канал связи может иметь 256 градаций яркости. Таким образом режим High color Windows который позволяет отображать 1 млн оттенков цветов использует регистры RAM-DAC не полностью, а только 16 бит из 18. Для режима True color требуется RAM-DAС c разрядностью 24 бита (по 8 бит на каждый канал) что позволяет отображать 2^24 = 16.7 млн оттенков.

36. ЗО-акселератор. Его стадии. Получение ЗО-изображения.\\\\ Графический сопроцессор.В видеокарте без графического акселератора операции по преобразованию содержимого видеопамять выполняются ЦПУ.Графический акселератор позволяет параллельно с ЦПУ выполнять ряд математических операций. Фактически графический акселератор – процессор с жестким алгоритмом работы, который заранее предопределен, и с фиксированным набором каналов.%Графический сопроцессор – интеллектуальное устройство, которое можно запрограммировать на выполнение различных задач по ходу выполнения программы, т.е. он не имеет жесткого алгоритма работы. Когда появились команды для 3D преобразований содержимого кадрового буфера, его стали называть графическим процессором.

Основ-а графического процессора – арифметико-логическое устройство и устройство управления. Реально в графическом процессоре блоков намного больше, чтобы ускорить выполнение операций все блоки выстраиваются в последовательно параллельную цепочку, называемую 3D конвертором.%3D конвертор может выполнять следующие операции:1.Построение каркаса геометрической модели путем задания опорных точек трех мерной системе ординат. 2.Тесселяция (треангуляция) – разбиение всей поверхности полученного каркаса на элементарные плоские элементы – треугольники. На этом этапе математическая модель обметка представляет собой массив трехмерных координат всех вершин (вертексов).3.Тарнсормация – она сводится и затем преобразует координаты всех вертексов.4.Расчет освещенности LighHug и затененность поверхности (shadowing).%Операции 3 и 4 называются сокращенно T&L видеокарты, требует больших вычислительных мощностей и определяет производительность видеокарты.

5.Проецирование полученного запрещенного трехмерного объекта на плоскость экрана.Чтобы узнать какие элементы изображения ост видимыми, а какие нет используется Z-буфер. %6.Culling (обрезание) - Координаты тех вершин, которые не будут видны на изображении (например, будут закрыты другим объектом).%7.Удаление скрытых поверхностей.%8.Текструирование. Это закраска поверхностей треугольников. Выполняется путем наложения текстур на поверхность геометрической фигуры.Текстура – участок поверхности фигуры, который хранится в отдельном массиве данных.Наложение текстур – первый этап конвейера, который выполняется с растровой графикой, где каждый треугольник замещается частью текстуры. Текстурирование один из двух самых трудоемких процессов, которые также как и T&L блок определяет производительность видеокарты.9.Моделирование эффектно в прозрачности и полупрозрачности - Оно состоит в коррекции цвета пикселя если данная фигура должна оказаться прозрачной или полупрозрачной. Для ъхранения таких пикселов используется альфа-буфер.%10.Antialiasing (AA) Сглаживание текстур.%11.Dithering (Дизеринг). Дорисовка недостающих цветов.%12. Формирование кадра.Запись в видеопамять.%Этапы 1-6 называются геометрической стадией 3D конвейера и выполняются геометрическим процессором.Этапы 7-12 называется стадией прорисовки объекта или стадией рендеринга (прорисовка) и выполняется блоком рендеринга.%Механизм рендеринга – механизм прорисовки и наложения текстур на каркас изображения состоит икак минимум из 2-х блоков: - Блок обработки текстур- Блок обработки содержимого кадрового буфера.

Блок обработки кадрового буфера работает с самим кадровым буфером в видеопамяти и содержит геометрическую модель (каркас) объекта, который нужно покрыть текстурами.Блок обработки текстур обращается к блоку обработки кадрового буфера для того чтобы наложить текстуры на каркас объекта и называется рендерингом, т.е. прорисовкой и ее главная часть.Т.о. операция текстурирования. При этом блок обработки текстур работает с 3-мя буферами в видеопамяти.Самим буфером текстур, в котором они хранятся альфа-буфером, в котором прописаны области прозрачности будущего изображения и z-буфера в котором сохранится информация о том, какой объект на изображении находится ха другим объектом и поэтому его не надо прорисовывать.

37.Основные характеристики видеоадаптеров.\\\ 1.Объем и пропусканная способность видеопамяти:SDRAM, SRAM, DDR, GDDRII

GDDRIII%С развитием, увеличивалась и пропускная способность видеопамяти.Пропускная способность видеопамяти B=C+F

B= bandwidth (Пропускная способность)C= capacity (разрядность – количество бит информации)F= frequency (частота)

2.Частота графического процессора ЦПУ - Она влияет на количество обрабатываемых треков в секунду. Triangle Throughput.

3.Максимальная скорость текстурирования. Fill rate – количество текстур в секунду.4. %Частота RamDAC влияет на скорость вывода изображения из видеопамяти на монитор%5.Наличие расширенных режимов.SLI - работа 2-х видеокарт параллельно поддерживается только в High-End решения. Наличие аппаратных, аппаратно-ускоряемых или программно-аппаратно-ускоряемых в 3-Д функциях.

Технология шейдеров в новых видеокартах. А. Технология вертикальных шейдеров (vertex shaders).Б. технология пиксельных шейдеров (pixel shaders).%А.Обеспечивает аппаратное ускорение геометрической стадии 3-Д конвейера, т.е. увеличивая параметр Triangle Throughput

В. Позволяет увеличить скорость операции текстурирования, т.о. увеличивая Fill rate.

6. Используемый интерфейс.ISA, PCI,AGP, PCI-Express(хронология интерфейсов)

38.Классификация устройств ввода информации.\\Мышь- манипулятор, дигитайзер – устройство для ввода графической информации, Джойстки – манипулятор, используется для имитации органов управления воздушных и наземных транспортных средств, Сканер – устроиство для считывания текстовой и графической информации с документа.

39.Мышь.\\Оптико-механическая - При перемещении манипулятора по горизонтальной поверхности, вращается шарик управления и передает вращение одному из контактирующих валиков оси х или у. Вместе с валиков вращается шаговый диск. При вращении ион закрывает доступ световому потоку на фотоэлемент. Такой режим создает на выходе фотоэлемента группу электрических импульсов, которые поступают на блок управления манипулятора.Блок управления фиксирует количество импульсов и по этому количеству определяет количество шагов или расстояние на которое должен переместиться курсор, вдоль оси х и у на экране. Блок управления поступивших в единицу времени для определения скорости перемещения курсора.

Оптическая - Направленный источник света подсвечивает поверхность стола, цифровая фотокамера фотографирует поверхность стола с частотой 80—100 кадров в секунду. Преобразованный в двоичный код кадры поверхности стола записываются в память манипулятора.

Процессор последовательно выбирает кадры из памяти, сравнивают их между собой и на основе сравнения вычисляет маршрут перемещения курсора на экране монитора вдоль оси х и у. Процессор тек же отслеживает сигнал поступающий с управления. Через блок связи передается все данные в ПК.

40.Сканер. Принцип действия.\\Сканер – устройство, предназначенное для считывания графической и текстовой информации с документа оригинала в ПК. Сканеры классифицируются: 1.по виду оригнала: прозрачный, непрозрачный.2.По способу перемещения считывающего устроиства: Планшетный, барабанный.3. По типу считываемой информации: черно-булый, полутоновый, цветной.% Принцип действия черно белого сканера: главный узел сканера – считывающее устроитсво, оно пошагово перемещается над поверхностью бумаги, разбитой на элементарные площадки. Считывающее устроиство засвечивает площадки, если площадка белая, то свет отображается и попадает на редцирующую линзу, через нее на фотоэлемент. С выхода вотоэлемента на АЦП идет ток, который преобразуется в двоичный код, и вместе с координатами площадки записывается в помять сканера. После сканирования все площади листа, все координаты и соответствующие двоичные числа передаются в пасмять ПК, где анализируются графическими программами. Полутоновый: система сканирования та же что и у чернобелого, разница в том что сканер различает темно серый и светло серый. Сигнал соответствующий отраженному цвету передается на АЦП, преобразование и запись в память. Цветной сканер: нем используется принцип разделения сложного цвета на три элементарных, а так почти та же система что и полутонового.

41.Классификация устройств вывода информации. Назначение устройств.\\\ Средство вывода изображения на бумагу:Электронно-механические:- принтеры- плоттеры- ксерокс- Факс-копир- телетайпы

Электронно-оптические:- мониторы-Проекторы.

42.Классификация принтеров. Плюсы и минусы каждого типа.\\\Классификация принтеров:1. по способу нанесения рисунка:Ударная печать:-принтеры литерные (шрифт)- матричные принтеры%Термоэлектрическая печать%Струйная печать.%Струйные принтеры:

3 способа нанесения краски на бумагу: - электростатическое управление (inkjet)- термоэлектрическое управление (капельно-пузырьковый)- пьезоэлектрический.%Лазерные принтеры:По способу нанесения рисунка на селеновый барабан:А. С лазерным лучом.

Б. LED принтеры (со светодиодным засвечиванием)%Специальная группа принтеров:1. Для печати на твердотельной краске (Твердокрасочная печать) восковая краска.%2. Сублимационнаыек принтеры. Ударная печать.Основное преимущество: печать на любой материал-Очень низкая стоимость расходных материалов.%Минусы:1.Высокий уровень шума.2.Очень низкая печать.3.Нет возможности одновременной печати разными цветами.4.Нет возможности оперативной смены штрихов.%Термоэлектрическая печать.Плюсы:-Долговечность -Малые размеры.%Минусы:-Печать только на специальной бумаге. -Низкое разрешение.%Структурная печать.Плюсы:1.Высокое качество.2.Достаточно высокая скорость печати.3.Многоцветность (печать разными цветами).4.Фотопечать (режим).5.Низкий уровень шума%Минусы:1.Высокая стоимость расходным материалов.2.Печать только на бумагах и пленках%Лазерная печать.Плюсы:1. Самое высокое качество черных отпечатков.

2. Самая высокая скорость печати.3. Самый бесшумный.4. Долговечность.5. Низкая стоимость расходных материалов.%Минусы: 1.Высокая стоимость цветного отпечатка.2.Достаточно высокая стоимость оборудования.%Твердотельная печать.Плюсы:1. Низкая стоимость расходных материалов.2. Одинаковое качество черного и цветного отпечатка.3. Водостойкость изображения.%Минусы:

1. Высокая стоимость оборудования.2. Термонеустойчивость (краски при высоких температурах расплавляются – они восковые).%

Сублимационные принтеры.Плюсы:1.Самая высокая скорость печати.%Минусы:1.Высокая стоимость оборудования.2.Очень низкая скорость печати.

43.Принцип действия матричного принтера. Его основные хар-ки.\\\Главный узел устроиства – печатующая головка, содержащая несколько игл. Иглы расположены перпендикулярно относительно листа бумаги, причем каждая игла имеет свой феромагнит. Когда необзодимо содать точку на листе, управляющий элемент подает сигнал на феромагнит, феромагнит срабатывает, и выталкивает иглу на красящую ленту. В месте контакта иглы и листа остается точка.% Плюсы: Дешевизна, печать на любом носителе. Минусы:шумность, невозможность печати одновременно несколькими красками, малая скорость печати, невысокое качество.% Основные характеристики: количество игл (9), направленность (дву или один), буфер данных, таблица шрифтов, красящие ленты, шумность в дб=45.

44.Принцип действия струйного принтера. Его основные хар-ки.\\\Для создания точки на поверхности бумаги используется краска или чернила, которые выстреливаются из каперы и через тонкую трубку, под действием давления.Струйные принтеры различаются по способу создания давления в камере: Пьезокристаллический, Капельно-пузырьковый.% Пьезокристаллический – в камеру помещают пластину пьезокристалла, с подведенным переменным напряжением. При подаче напряжения, пластина деформируется, и вибрирует, выталкивая чернила.%В пузырьком методе, при необходимости создать точку на листе бумаги, блок управлением нагревом, подает сигнал на подогреватель, краска закипает, пар, образующийся при кипении выталкивает краску. Импульс прекращается, подогреватель остывает, красна набирается в камеру для слудующего импульса.% Характерис:Разрешение при черно белой печати (точки в секунду)-Разрешение при цветной печати.-Скорость печати измеряется в страницах в минуту.-Наличие технологии улучшения цветного изображения (Photo Ret) – позволяет уменьшить диаметр отдельной капли Canon MicroThehe Doper Technologment-Используемая модель смешения цветов.CMYB: Cyan(R) Magenta(G) Yellow(B) Black Есть 6 цветная модель – там на две буквы больше.Существуют принтеры с трехцветной моделью: в них черный цвет подается независимо, из отдельного картриджа, и имеет собственное управление. (CMY) Если используется модель CMY то черный картридж может устанавливаться и работать отдельно и работать без цветного. В модели CMYB наличие обоих картриджей одновременно обязательно. Шестицветные принтеры как правило используют не пьезоэлектрический метод печати, а 4-х цветные панельно-пузырчатый метод.

45.Принцип действия лазерного принтера. Его основные хар-ки.\\\Главным узлом является селеновый барабан покрытый фотополупроводником (в темноте заряжается, при свете разряжается)% Этапы создания изображения:1.Зарядка селенового барабана при помощи электрода.2.С помощью лазера, создается невидимый электронный рисунок на поверхности барабана.3. Проявка рисунка с помощью тонерного вала(на котором находятся частички сморлы, угольная пыль, ферромагнитный порошок).4. Печать изображения на бумаге.5. Закремлениеотпечатанного изображения на бумаге с помощью валиков.%Для создания цветного изображения лазерные принтеры используют два метода: 1. Циклическая подача бумаги под барабан, при этом используется четыре тонерных вала со своим цветом, и для нанесения все цветов требуется четыре проходу бумаги.2. Используется 4 селеновых барабана, каждый со своим тонерным валом.%Плюсы: 1. Высокое качество печати.2. Низкий уровень шума, невысокая стоимость расоходных материалов. Минусы:высокая стоимость расходных материалов, и оборудования, чусвтвительность к механическим воздействиям, требование к бумаге, не очень высокий уровень цветопередачи.%LED – принтеры – иозображение на поверхности селенового барабана создается не одним лазерным лучом, а полоской со светодиодами. Таким образом изображение создается почти мометнально.%Плюсы:более простая конструкция, быстрота создания изображения на барабане.%Минусы:Ухудшенная разрешающая способность%