8.Интерфейсы usb и 1394 (I.Link) FireWire. Назначение, характеристики, принцип действия, аппаратная реализация.
USB (UniversalSerialBus) — универсальная последовательная шина, предназначенная для подключения периферийных устройств. Шина USB представляет собой последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.
Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания, USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА).
USB 1.0
два режима передачи данных: режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с , режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с
максимальная длина кабеля для режима с высокой пропускной способностью — 5 м
максимальная длина кабеля для режима с низкой пропускной способностью — 3 м
максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127
возможно подключение устройств, работающих в режимах с различной пропускной способностью к одному контроллеру USB
напряжение питания для периферийных устройств — 5 В
максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 500 мА
Usb 1.1 Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.
USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.
Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:
Low-speed, 10—1500 Кбит/c (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстики)
Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
Hi-speed, 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)
1394(FireWire, i-Link) — последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.
Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками: Apple — FireWire, Sony — i.LINK, Yamaha — mLAN, TI — Lynx.
Преимущества
Горячее подключение — возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера
Различная скорость передачи данных — 100, 200 и 400 Мбит/с (800, 1600, 3200 Мбит/с IEEE 1394b)
Гибкая топология — равноправие устройств, допускающее различные конфигурации (возможность «общения» устройств без компьютера)
Высокая скорость — возможность обработки мультимедиа-сигнала в реальном времени
Поддержка изохронного трафика
Поддержка атомарных операций — сравнение/обмен, атомарное увеличение (операции семейства LOCK — compare/swap, fetch/add и т. д.).
Открытая архитектура — отсутствие необходимости использования специального программного обеспечения
Наличие питания прямо на шине (маломощные устройства могут обходиться без собственных блоков питания). До полутора Ампер и напряжение от 8 до 40 Вольт.
Подключение до 63 устройств.
Шина IEEE 1394 может использоваться для:
Создания компьютерной сети.
Подключения аудио и видео мультимедийных устройств.
Подключения Принтеров и сканеров.
Подключения Жёстких дисков, массивов RAID.
Операции шины делятся на асинхронные и изохронные.
Асинхронные операции — это запись/чтение 32-битного слова, блока слов, а также атомарные операции. Асинхронные операции используют 24-битные адреса в пределах каждого устройства и 16-битные номера устройств (поддержка межшинных мостов). Некоторые адреса зарезервированы под главнейшие управляющие регистры устройств. Асихронные операции поддерживают двухфазное исполнение — запрос, промежуточный ответ, потом позже окончательный ответ.
Изохронные операции — это передача пакетов данных в ритме, строго приуроченном к ритму 8 КГц, задаваемому ведущим устройством шины путем инициации транзакций «запись в регистр текущего времени». Вместо адресов в изохронном трафике используются номера каналов от 0 до 31. Подтверждений не предусмотрено, изохронные операции есть одностороннее вещание.
Изохронное операции требует выделения изохронных ресурсов — номера канала и полосы пропускания. Это делается атомарной асинхронной транзакцией на некие стандартные адреса одного из устройств шины, избранного как «менеджер изохронных ресурсов».
Помимо кабельной реализации шины, в стандарте описана реализация на плате расширения (наплатная реализация).
9.Видеоконтроллеры. Аппаратная реализация. Структурная схема. Принцип действия. Характеристики. Интерфейсы. Выполните аппаратную и программную установку графической платы в ПК,настройте видеосистему. Набор микросхем графических плат.
ответ
Видеоконтроллер (videocard) (графическая плата, графическая карта, видеоадаптер)— устройство, преобразующее изображение, находящееся в памятикомпьютера, в видеосигнал для монитора. Современные платы видеоконтроллеров имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера..
Структурная схема
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
графический процессор (Graphicsprocessingunit - графическое процессорное устройство) — это основной компонент графической платы, выполняет расчётыпо обработке выводимого изображения, освобождая от этогоцентральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. От него зависят быстродействие ПК. Современные графические процессоры по сложности не уступают центральному процессору (часто превосходят ЦП по числу транзисторов и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков).
видеоконтроллер — отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.
В задачи этого контроллера входит согласованное формирование сигналов сканирования видеопамяти (адрес и стробы чтения), а также вертикальной и горизонтальной синхронизации монитора. Контроллер (ЭЛТ) должен обеспечивать требуемые частоты развертки и режимы сканирования видеопамяти, которые зависят от режима отображения (графического или текстового) и организации видеопамяти. Опорной частотой для работы контроллера является DotCLK — частота вывода пикселов в графических режимах или точек разложения символов в текстовом режиме. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI-Е, а ранее AGPилиPCI), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют два видеоконтроллера, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
видеопамять — выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5 (посмотреть основные отличия). Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE.
цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC - RandomAccessMemoryDigital-to-AnalogConverter) — служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока — три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAMi для хранения данных о гамма-коррекцииii. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн. цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд. цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.
видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.
система охлаждения — предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера — специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.
Характеристики
ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.
объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём встроенной оперативной памяти видеокарты.
частоты ядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.
техпроцесс — технология изготовления основных микросхем видеокарты, указывается характерный размер, измеряемый в нанометрах (нм), современные микросхемы выпускаются по 90-, 80- 65 или 55-нм нормам техпроцесса. Чем меньше данный параметр, тем больше элементов можно уместить на кристалле микросхемы.
текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.
выводы карты — первоначально видеоадаптер имел всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). В настоящее время платы оснащают одним или двумя разъёмами DVI или HDMI, либо DisplayPort. Порты D-SUB, DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. DispayPort позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода. На видеокарте также возможно размещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов (обозначаются, как ViVo)
10.ЭЛТ-монитор – принцип действия, характеристики, интерфейс подключения, достоинства и недостатки, перспективы использования. Выполнить подключение ЭЛТ-монитора, настроить видеосистему в среде ОС Windows.
ответ
Электро́нно-лучева́ятру́бка (ЭЛТ), кинеско́п — электровакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.
Принципиальное устройство:
электронная пушка, (1,4,5) предназначена для формирования электронного луча (6), в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор;
экран (8), покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;
отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение и состоит из элементов - (7) фокусирующие катушки, (3)отклоняющие катушки.
Электронная пушка — устройство, с помощью которого получают пучок электронов с заданной кинетической энергией и заданной конфигурации. Чаще всего используется в кинескопах, где она входит в состав электронно-лучевой трубки, а также в различных приборах таких как электронные микроскопы и ускорители заряженных частиц.
Электронная пушка состоит из следующих частей: нагретого катода, из которого исходит из-за термоэлектронной эмиссии поток электронов, фокусирующих электродов и одного и более анодов, которые придают электронам ускорение.
Устройство и принцип работы
Устройство чёрно-белого кинескопа