ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Текстовый режим и двумерная графика

Предыдущая 32 33 34 35 36 37 383940 41 42 43 44 45 46 47 Следующая

Для того чтобы текстовая или графическая информация появилась на экране монитора, необходимо специальное устройство – видеоадаптер(дисплейный адаптер, видеокарта). За долгие годы своего развития (начиная с 1950‑х гг.) дисплейные адаптеры прошли путь от простейших устройств, способных отображать на экране лишь текстовую информацию, до мощных процессоров трехмерной графики.

Изображение на экране может быть сформировано одним из двух методов – векторным или растровым. При векторном способе изображение формируется при перемещении луча по экрану в соответствии с координатами строящихся элементов изображения. Растровый метод подразумевает представление изображения в виде матрицы точек. Изображение на экране формируется при перемещении луча в соответствии с разверткой слева-направо по строке и сверху-вниз по столбцам матрицы с подсветкой требуемых точек.

История развития машинной графики выходит за рамки нашего учебника. Отметим лишь, в процессе эволюции графических систем ЭВМ векторный метод уступил растровому, который сегодня применяется повсеместно. Первым общепринятым растровым графическим стандартом стал разработанный фирмой IBMстандарт VGA(Video Graphic Array – «графическая видеоматрица»). Данный стандарт поддерживается всеми видеоадаптерами и используется по умолчанию при установке практически всех операционных систем.

Современный видеоадаптер способен работать в текстовом и нескольких графических режимах. Дальнейшее объяснение принципов работы видеоадаптеров мы будем вести в предположении, что в качестве дисплея используется CRT-монитор. Такой подход вполне оправдан, т.к. изначально механизмы функционирования дисплейных адаптеров разрабатывались с ориентацией именно на CRT-мониторы. Появившиеся значительно позже ЖК-дисплеи были вынуждены «подстраиваться» под уже существующую технологию.

В любом графическом режиме видеоадаптера имеется возможность индивидуального управления свечением каждой точки экрана монитора независимо от состояния остальных. Каждой точке экрана - пикселу - соответствует ячейка специальной памяти, которая сканируется схемами адаптера синхронно с движением луча монитора. Эта постоянно циклически сканируемая (с кадровой частотой) память называется видеопамятью (Video Memory). Основой видеопамяти являются микросхемы динамических ОЗУ. Процесс постоянного сканирования видеопамяти называется регенерацией изображения, и этого же сканирования оказывается достаточным для регенерации информации в динамических ОЗУ. Для программно-управляемого построения изображений к видеопамяти обеспечивается доступ и со стороны системной магистрали ЭВМ, причем как по записи, так и по чтению. С этой целью, видеопамять, физически расположенная на адаптере, логически включается в адресное пространство основной памяти ЭВМ. Другими словами, обращение к видеопамяти со стороны процессора выглядит, как запись или чтение основной памяти по определенным адресам.

Количество бит видеопамяти, отводимое на каждый пиксел, определяет возможное число состояний пиксела - цветов, градаций яркости или иных атрибутов (например, мерцание). Так, при одном бите на пиксел возможно лишь два состояния - «светится» или «не светится». Два бита на пиксел позволяют иметь одновременно четыре цвета на экране. Современные видеоадаптеры поддерживают как минимум следующие режимы:

· режим VGA- 8 бит на пиксел, 256 цветов;

· режим High Color («качественный цвет») – 16 бит на пиксел, 65536 цветов;

· режим True Color(«верный цвет») – 24 (32) бита на пиксел, 16,7 млн. (4,3 млрд.) цветов.

Биты цвета по возможности равномерно распределяются между базисными цветами RGB (Red-Green-Blue – «красный-зеленый-синий»).

Логически видеопамять может быть организована по-разному, в зависимости от количества бит на пиксел, но в любом случае имеет место отображение матрицы пикселов экрана на биты видеопамяти (Bit Mapping). Растровый формат хранения изображений, при котором биты так или иначе отображают пикселы, называется битовой картой (Bit-Map). Объем видеопамяти (в битах), требуемый для хранения образа экрана, определяется как произведение разрешения экрана (количества пикселов в строке, умноженного на количество строк) на количество бит на пиксел. Так, для режима с разрешением 800x600 и 256 цветов требуется 480000 бит или около 469 Кбайт, а для режима 1024x768 True Color – 2,25 Мбайт.

Формирование битовой карты изображения в видеопамяти дисплейного адаптера производится под управлением программы, исполняемой центральным процессором. При решении задачи формирования изображения требуется пересылка большого объема информации в видеопамять, а для многих построений - еще и чтение видеопамяти со стороны процессора. Поэтому канал связи процессора с видеопамятью представляет собой «узкое горло», через которое транслируется интенсивный поток данных, причем, чем более высокое разрешение экрана и чем больше цветов (бит на пиксел), тем этот поток должен быть интенсивнее.

Для решения проблемы «узкого горла» исторически применяется несколько подходов. Во-первых, повышают быстродействие видеопамяти. Во-вторых, расширяют разрядность шин видеоадаптера и применяют высокопроизводительные шины (например, AGP). Расширение разрядности позволяет за один цикл обращения передать большее количество бит данных и повысить производительность. В-третьих, повысить скорость видеопостроений можно применением кэширования видеопамяти. В этом случае при записи в область видеопамяти данные будут записаны как в видеопамять, так и в основную память (или кэш), при считывании из этой области обращение будет только к ОП. В-четвертых, можно принципиально сократить объем информации, передаваемой видеоадаптеру, за счет передачи ему части функций по построению изображения.

В последнем случае видеоадаптер оснащается специальным графическим процессором, способным формировать растровое изображение в видеопамяти по командам, полученным от центрального процессора. Команды ориентируются на наиболее часто используемые методы описания изображений, которые строятся из отдельных графических элементов более высокого уровня, чем пикселы (например, команды рисования прямоугольников, дуг и других элементов плоских изображений – т.н. элементов 2D-графики, «двумерной графики»). Кроме этого, современные графические процессоры берут на себя и многие функции построения трехмерных изображений (или 3D-графики – «трехмерной графики»).

По данным видеопамяти изображение (кадр) на экране монитора формируется с помощью трех (по одному на каждый базисный цвет) цифро-аналоговых преобразователей (DAC – Digital to Analog Converter). Поэтому часто отображаемую видеопамять называют кадровым буфером. Поскольку видеопамять основана на динамических ОЗУ с произвольным доступом (RAM), модуль, состоящий из кадрового буфера и цифро-аналогового преобразователя, получил название RAMDAC. Как и у любого цифрового устройства, скорость работы RAMDACзадается тактовой частотой видеоадаптера. При каждом обращении к кадровому буферу DAC считывает информацию об одной точке изображения. Зная текущее разрешение экрана и тактовую частоту адаптера, легко получить значение частоты обновления изображения на экране монитора. Заметим, что минимальная безопасная для человеческого глаза частота обновления экрана составляет 72 Гц.

В текстовом режиме формирование изображения происходит несколько иначе. Если в графическом режиме каждой точке экрана соответствует своя ячейка видеопамяти, то в текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит информацию о символе, занимающем на экране знакоместо определенного формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в которой может быть отображен один из символов из определенного набора. В ячейке видеопамяти хранится код символа, определяющий его индекс в таблице символов, и атрибуты символа, определяющие вид его отображения. К атрибутам относятся цвет фона, цвет символа, инверсия, мигание и подчеркивание символа. Поскольку изначально в дисплеях использовали только алфавитно-цифровые символы, такой режим работы иногда сокращенно называют AN (Alpha-Numerical – «алфавитно-цифровой»).

В текстовом режиме экран организуется в виде матрицы знакомест, образованной горизонтальными линиями (row) и вертикальными колонками (column). Этой матрице соответствует аналогичным образом организованная видеопамять. Адаптер, работающий в текстовом режиме, использует дополнительный блок - знакогенератор, который хранит растровые образы всех отображаемых символов. Эти образы представляются в виде битовых матриц размерностью от 8x8 до 9x16 бит, соответствующими точкам экрана знакоместа.

Текстовый адаптер также имеет аппаратные средства управления курсором: знакоместо, на которое указывают регистры координат курсора, оформляется особым образом. Обычно его выделяют мигающей полоской, размер и положение которой относительно знакоместа программируется. Заметим, что к такому выделению байт атрибутов символа не имеет отношения.

Стандартным текстовым режимом является формат 25 строк по 80 символов, хотя применяются и другие режимы. Требуемый объем видеопамяти по современным меркам ничтожный - всего 2 Кбайт для символов и 2 Кбайт для их атрибутов. При этом символы могут иметь хорошо читаемую матрицу разложения 9x14 и по 8 бит для атрибутов, определяющих цветовое оформление знакоместа. Частота считывания видеопамяти для регенерации изображения также невысока: за время прямого хода по строке должно быть считано всего 80 слов.

Поскольку в текстовом режиме в адаптер передаются только коды символов, заполнение всего экрана занимает в сотни раз меньше времени, чем для построения того же изображения в графическом режиме. Программный код вывода символов в текстовом режиме проще и компактнее, чем при программном формировании его растрового изображения. По этим причинам все видеоадаптеры имеют знакогенератор, дающий возможность работы и в текстовом режиме, а при переходе в графический режим знакогенератор отключается.

Современные адаптеры позволяют выводить символы (формировать их растровое изображение с заданным форматом знакоместа) и в графическом режиме. При этом адаптер получает только команду с указанием координат отображаемых символов и сам поток кодов символов, после чего быстро строит их изображение, используя определенный шрифт.

Трехмерная графика

Рассмотрим кратко методику построения трехмерных изображений и последовательность операций в алгоритме обработки трехмерной сцены.

Для того чтобы представить трехмерную сцену в цифровом виде, все объекты сцены преобразуются в каркасные модели, положение и форма которых полностью описываются координатами узлов (вершин) каркаса. Для описания поверхности модели используются т.н. текстуры – обычные двумерные прямоугольные изображения. Каркас модели «обтягивается» текстурой – для этого из каждого прямоугольного изображения необходимо «вырезать» многоугольник, соответствующий одной из граней каркаса.

Очевидно, что точность проработки модели достигается путем увеличения числа узлов каркаса и использования текстур высокого разрешения. Для этого используются наиболее простые из возможных многоугольников – треугольники. Таким образом, информация о трехмерной сцене представляет собой массив координат вершин всех треугольников, из которых состоят объекты сцены, файлы изображений (текстуры), координаты и данные о типе источников освещения и координаты «виртуальной камеры» - точки, откуда рассматривается трехмерная сцена.

Получение изображения трехмерной сцены на экране, т.е. создание двухмерного массива окрашенных экранных точек, состоит из трех этапов:

1. Подготовка сцены.

2. Геометрические преобразования и расчет освещенности – этап T&L (Transform and Lighting).

3. Растрирование и текстурирование.

Подготовка сцены — это собственно создание геометрических моделей объектов, размещение их в трехмерном виртуальном пространстве вместе с источниками освещения и виртуальной камерой и преобразование их к набору треугольников в случае, если модель была составлена из более сложных геометрических элементов. Для подготовки трехмерной сцены прикладная программа (например, игра или пакет трехмерного моделирования) использует ресурсы центрального процессора.

Геометрические преобразования заключаются в проецировании трехмерной сцены на плоскость экрана. Другими словами, координаты объектов сцены необходимо преобразовать в систему координат экрана. При этом необходимо отсечь все объекты (или части объектов), которые не попадают в поле зрения виртуальной камеры, и преобразовать размеры объектов в соответствии с их удаленностью от позиции виртуальной камеры для имитации перспективы.

Для привязки объекта к координатному пространству сцены используется т.н. контрольная точка, относительно которой с помощью афинных преобразований вычисляются координаты всех примитивов, составляющих объект. Для отсечения лишней информации определяется видимая область, заданная в виде усеченной пирамиды. Грани этой пирамиды служат секущими плоскостями, объекты и части объектов, оказавшиеся вне этой области отбрасываются, благодаря чему минимизируется количество обрабатываемых объектов. После этого координаты сцены приводятся к двумерным координатам экрана, а координата z — удаленность от плоскости экрана — заносится в т.н. z-буфер .

По завершении этапа геометрических преобразований трехмерная сцена оказывается представленной массивами двухмерных координат вершин в плоскости экрана, их z‑координат и нормалей. Кроме того, для каждой вершины рассчитывается специальный вектор освещенности. Нормали вершин необходимы, в том числе и для оптимизации путем отбрасывания заведомо невидимых треугольников — тех, нормаль которых направлена от экрана.

Данных, полученных после геометрических преобразований недостаточно для того, чтобы получить двухмерное изображение. Переход от набора треугольников к набору точек называется растрированием: каждый треугольник сканируется и превращается в набор экранных точек, для каждой из которых вычисляется собственная z-координата.

Далее наступает этап текстурирования. Каждая экранная точка окрашивается — цвет выбирается из цветовой карты (одной или нескольких) в соответствии с координатами точки, уровнем прозрачности и т.п. Экранные точки - это, вообще говоря, прямоугольники конечных размеров, и при попадании на границу треугольника лишь часть их принадлежит треугольнику. Однако при растрировании экранная точка присваивается треугольнику полностью и в процессе текстурирования ее цвет рассчитывается исходя из этого приближения. В результате края объектов выглядят «зубчатыми», неестественными. Бороться с этим призваны технологии сглаживания, заметно усложняющие алгоритм текстурирования.

Еще одна проблема — необходимость масштабирования текстур для удаленных от плоскости экрана объектов трехмерной сцены. Очевидно, что при автоматическом масштабировании значительно снижаются четкость и реалистичность текстуры, что особенно заметно на изображениях с периодической структурой. Поэтому обычно используется не одна текстура, а набор из нескольких, предназначенных для объектов, которые расположены на разном расстоянии. Однако в этом случае возникает проблема «сшивки » текстур — граница перехода не должна быть заметна, а значит, вновь в дело должны вступить технологии сглаживания. Окончательное окрашивание точки экрана в нужный цвет называется рендерингом. После этого данные записываются в кадровый буфер и с помощью RAMDAC выводятся на экран.

Эволюция видеоадаптеров в области поддержки 3D-графики происходила путем постепенной передачи функций по подготовке трехмерного изображения от центрального процессора к адаптеру. Адаптеры, способные обрабатывать трехмерные сцены стали называть трехмерными ускорителями (3D-ускорители), а позже – графическими процессорами.

3D-ускорители первого поколения освобождали ЦП от выполнения функций только последнего этапа подготовки изображения - наложения текстур, остальные этапы выполнялись на программном уровне. Однако одно это уже обеспечивало значительное ускорение обработки трехмерных сцен.

В дальнейшем процесс текстурирования был значительно усовершенствован. За счет использования нескольких конвейеров рендеринга с несколькими текстурными блоками в каждом пиковая скорость заполнения сцены пикселами была доведена до таких значений, превышать которые уже нет никакого смысла из-за нехватки пропускной способности видеопамяти.

Во втором поколении ускорителей – а именно с этого поколения их стало принято называть графическими процессорами - на аппаратном уровне выполнялось не только текстурирование, но и преобразование координат и расчет освещенности треугольников (T&L). В значительной мере сняв остроту вопроса ресурсоемкости визуализации трехмерных сцен, первые модификации графических процессоров практически не предоставили дополнительных средств для улучшения реалистичности изображений, так как обладали ограниченным фиксированным набором функций для реализации оптических эффектов.

Проблема заключалась в том, что разработчики не имели возможности влиять на способ обработки отдельных вершин - все вершины и пикселы обрабатывались по единым правилам, с учетом лишь ограниченного набора дополнительных свойств и параметров.

В следующих поколениях графических процессоров был реализован более гибкий подход к расчету параметров вершин и пикселов — шейдеры. Шейдер— это блок обработки вершин или пикселов (соответственно вершинный или пиксельный шейдер), которому для расчета передается стандартизованный комплект данных, описывающий свойства вершины или пикселя. Структуру данных шейдера задает архитектура графического процессора и используемый разработчиком программный интерфейс. Наиболее популярным подобным программным интерфейсом является Microsoft DirectX.

Шейдеры не только предоставляют возможность гибко управлять параметрами вершин и пикселов. Гораздо важнее, что помимо регистров данных вершинные шейдеры содержат дополнительный регистр микрокода, с помощью которого разработчик может запрограммировать правила обработки данных, содержащихся в регистрах шейдера. Это дает возможность реализовать новые оптические эффекты и добиться существенного улучшения реалистичности изображений, в частности объектов со сложной рельефной поверхностью (например, шерсти животных).

Заметим, что с ростом производительности и функциональности графических процессоров увеличиваются объем и быстродействие видеопамяти. Современные графические процессоры содержат память объемом в сотни мегабайт.

На современном рынке массовых графических процессоров наблюдается борьба двух основных конкурентов – компаний NVIDIA и ATI. Несколько особняком от них держатся фирмы Matrox, специализирующаяся на высококачественной 2D-графике, и SGI, выпускающая дорогие профессиональные графические рабочие станции.

В заключение отметим особенность современных видеоадаптеров, связанную с повсеместным переходом от CRT- к ЖК-мониторам. Для соединения адаптера с CRT-монитором используется 9-контактный VGA-разъем, по которому передается аналоговый сигнал, управляющий лучом ЭЛТ. ЖК-мониторам для работы требуется цифровой сигнал, но на момент их массового появления на рыке все потребительские видеоадаптеры использовали выход VGA. Быстрое, но не очень качественное решение заключается в получении аналогового сигнала от адаптера и последующем преобразовании его в цифровой вид внутри ЖК-монитора с помощью АЦП (аналого-цифрового преобразователя). Очевидно, качество сигнала при этом теряется.

В 1998 году компании Fujitsu, Compaq, HP, IBM, Intel, NEC и Silicon Image основали группу DDWG (Digital Display Work Group), которая в апреле 1999 года анонсировала стандарт DVI 1.0 (Digital Visual Interface – «цифровой видеоинтерфейс»), и с тех пор он являлся единым стандартам для подключения цифровых мониторов.

Как уже отмечалось, видеоадаптер создаёт цветовую информацию для каждого пикселя. Этот поток RAMDAC преобразует в аналоговый сигнал VGA. Когда данные передаются по DVI, то RAMDAC не используется. Вместо него поток параллельных данных поступает на специальный передатчик TMDS(Transition Minimized Differential Signaling), который преобразует его в последовательный сигнал. Когда в мониторе сигнал поступает на приёмник, то его последовательный характер вновь преобразуется в параллельный. Преобразование в последовательный сигнал для передачи по кабелю необходимо, поскольку последовательная передача менее подвержена помехам, чем параллельная, особенно на больших расстояниях.

Таким образом, особенность адаптеров ЖК-дисплеев по сравнению с адаптерами для ЭЛТ состоит в использовании блока TMDSвместо RAMDAC.

Звуковые адаптеры

Как известно, вся обрабатываемая информация, в т.ч. и аудиосигналы, представляется в ЭВМ в виде чисел. Реальный аудиосигнал - это сложное по форме колебание, некая сложная зависимость амплитуды звуковой волны от времени. Преобразование аналогового звукового сигнала в цифровой вид называется аналогово-цифровым преобразованием или оцифровкой. Процесс такого преобразования состоит в:

· замерах величины амплитуды аналогового сигнала с некоторым временным шагом - дискретизации;

· последующей записи полученных значений амплитуды в численномвиде - квантовании.

Дискретизация по времени - это процесс получения мгновенных значений преобразуемого аналогового сигнала с определенным временным шагом, называемымшагом дискретизации. Количество осуществляемых в одну секунду замеров величины сигнала называют частотой дискретизации. Очевидно, что, чем выше частота дискретизации (т.е. тем чаще регистрируются значения амплитуды), тем более точное представление о сигнале мы получаем. Это рассуждение подтверждается теоремой Котельникова, согласно которой аналоговый сигнал с ограниченным спектром может быть точно описан дискретной последовательностью значений его амплитуды, если эти значения следуют с частотой, как минимум вдвое превышающей наивысшую частоту спектра. Как известно, человеческое ухо способно различать звуковые сигналы частотой до 20 КГц, поэтому минимальная частота дискретизации при оцифровке звука должна составлять величину вдвое большую, т.е. 40 КГц.

Допустим, что для записи одного значения амплитуды сигнала в памяти ЭВМ отводится N бит. Соответственно с помощью одного N-битного слова можно описать 2^N разных положений. Представим теперь диапазон изменения амплитуды оцифровываемого звукового сигнала - динамический диапазон сигнала - в виде 2^N-1 равных промежутков, разделив его на 2^N уровней – квантов.Теперь для записи каждого отдельного значения амплитуды его необходимо округлить до ближайшего уровня квантования. Этот процесс называется квантованием по амплитуде. Квантование по амплитуде - это процесс замены реальных (измеренных) значений амплитуды сигнала значениями, приближенными с некоторой точностью. Каждый из 2^N возможных уровней называется уровнем квантования, а расстояние между двумя ближайшими уровнями называется шагом квантования.

В случае линейного разбиения амплитудной шкалы на уровни квантование называют линейным (однородным). Очевидно, что точность округления зависит от выбранного количества (2^N) уровней квантования, которое, в свою очередь, зависит от количества бит (N), отведенных для записи значения амплитуды. Чем больше уровней квантования и чем ближе они друг к другу (для некоторого фиксированного диапазона изменения амплитуды расстояние между уровнями квантования обратно пропорционально их количеству), тем на меньшую величину приходится округлять измеренные значения амплитуды и, таким образом, тем меньше погрешность квантования. Число N называют разрядностью квантования. Считается, что погрешность квантования с разрядностью 16 бит остается для слушателя почти незаметной.

Описанный способ оцифровки сигнала - дискретизация сигнала во времени в совокупности с методом однородного квантования - называется импульсно-кодовой модуляцией, ИКМ (Pulse Code Modulation - PCM). Стандартный звуковой компакт-диск (CD-DA) хранит информацию в формате PCM с частотой дискретизации 44,1 КГц и разрядностью квантования 16 бит.

Для воспроизведения цифрового звука в ЭВМ применются специальные устройства – звуковые адаптеры (контроллеры). Заметим, что не совсем корректно причислять звуковые адаптеры к устройствам вывода информации, т.к. все они могут выполнять и обратную операцию – ввод аналогового звукового сигнала в ЭВМ с преобразованием его в цифровую форму.

При воспроизведении звука в ЭВМ все начинается с потока цифровых аудиоданных, поступающих в звуковой контроллер. Для простоты будем считать, что поток состоит из несжатой звуковой информации в формате PCM, 44 КГц, 16 бит. Прикладная программа считывает информацию из файла на диске, преобразует в поток и доставляет его драйверу звукового адаптера, который в свою очередь направляет его в цифровой сигнальный процессор (DSP, Digital Signal Processor) или звуковой процессор.

Звуковой процессор определяет, требуется ли для данного звукового потока какая-либо предварительная обработка: возможно, его придется конвертировать в реальном масштабе времени в единственный воспринимаемый цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) формат. После этого DSP формирует пакеты и передает их в ЦАП. ЦАП принимает данные и формирует из них непрерывный аналоговый поток, иногда направляемый в микросхему аналогового предварительного усилителя, а иногда выводимый прямо на аналоговые разъемы адаптера.

При записи аналоговый звук поступает сперва на разъемы звукового адаптера, затем на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) – либо напрямую, либо через буфер в виде операционного усилителя. АЦП формирует пакеты, которые буферизуются и под контролем звукового процессора передаются в виде потока цифровых аудиоданных в принимающую программу. При необходимости звуковой процессор применяет к потоку какие либо алгоритмы обработки в реальном масштабе времени.

С самого начала возможности звуковых контроллеров делились на воспроизведение звука, записанного в цифровой форме, и синтез музыки, записанной в стандартном формате MIDI(Musical Instruments Digital Interface – «цифровой интерфейс музыкальных инструментов»). Интерфейс MIDI был разработан в 1983 г. альянсом компаний изготовителей музыкальных синтезаторов (Roland, Korg и Yamaha). Основной целью его создания была стандартизация интерфейса управления клавишными синтезаторами, которые, оставаясь аналоговыми, имели цифровое управление, что позволяло точнее корректировать параметры звука, а также сохранять в памяти все произведенные настройки.

Следующий шаг, сделанный компанией Roland, - создание секвенсора (sequencer - устройство, способное записывать, сохранять, редактировать и впоследствии воспроизводить последовательности управляющих команд для синтезаторов) на базе в то время уже широко распространенного IBM PC. Звуковая плата, созданная компанией Roland для ПК, называлась Roland MPU 401 (Music Processing Unit – «блок обработки музыки») и получилась столь удачной, что ее интерфейс стал стандартом де-факто для работы с MIDI-устройствами и до сих пор остается актуальным. Любой современный звуковой контроллер обязательно имеет режим эмуляции MPU 401 на аппаратном или программном уровне.

Не синтезированный цифровой звук пришел с компанией Creativeи их первой звуковой платой Creative Sound Blaster. Ее популярность была настолько велика, что название Sound Blaster стало нарицательным практически для всех звуковых плат. С тех пор звуковые адаптеры прочно заняли потребительский рынок, совершенствуясь с годами.

В 1997 г. был принят стандартAC-97 (Audio Codec ‑ 97), определяющий архитектуру встроенных в материнскую плату звуковых контроллеров.

Современные звуковые адаптеры выполняются как в виде стандартных PCI-плат, так и в виде USB-устройств. Практически все они поддерживают формат DVD-Audio, обеспечивая частоту дискретизации 192 КГц с разрядностью квантования в 24 бита. При этом аналоговый сигнал может выводиться на акустическую систему домашнего кинотеатра с многоканальным звуком (поддерживаются форматы 5.1 и 7.1). Лидерами массового рынка являются компании Creative (внешние адаптеры) и Intel (интегрированные решения).

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы структура и функции модуля ввода-вывода?

2. Что такое адресное пространство ввода-вывода, и каких видов оно бывает?

3. Какие существуют методы управления вводом-выводом, и чем они отличаются друг от друга?

4. Поясните принцип работы контроллера прямого доступа к памяти.

5. В чем состоит канальная организация системы ввода-вывода?

6. В чем состоит шинная организация системы ввода-вывода?

7. Какие Вы знаете алгоритма арбитража шин?

8. Какие основные тенденции в развитии шинных структур?

9. Что такое шины «большого» и «малого» интерфейса?

10. Охарактеризуйте известные Вам стандарты шин.

11. Из каких этапов состоит информационный доступ к жесткому диску?

12. Какова конструкция и устройство НЖМД?

13. Какие виды НГМД Вы знаете?

14. В чем заключается идея дисковых массивов RAID?

15. Сравните между собой различные уровни RAID.

16. Какой принцип лежит в основе оптической дисковой памяти?

17. Охарактеризуйте основные классы оптических дисковых накопителей.

18. В чем состоит принцип действия флэш-памяти?

19. Какие Вы знаете устройства резервного копирования информации?

20. В чем состоит разница между стекером и автозагрузчиком?

21. Какие виды переключателей используются в клавиатурах?

22. Чем различаются джойстик, «мышь» и световое перо?

23. Что такое ПЗС-датчик, где и как он используется?

24. Какой тип сканера подходит для быстрой оцифровки многостраничных документов?

25. Какой метод цветоделения в сканерах обеспечивает наивысшее качество и почему?

26. Охарактеризуйте область применения трехмерных сканеров.

27. В чем состоит принцип действия матричных принтеров? Каких видов они бывают?

28. Перечислите преимущества и недостатки струйной печати.

29. Поясните схему действия лазерного принтера.

30. Какие типы и классы мониторов Вы знаете?

31. Как устроена ЖК-панель?

32. Что такое яркость, контрастность и цветовая температура монитора?

33. Поясните разницу между временем отклика и временем послесвечения.

34. Сравните преимущества и недостатки ЭЛТ- и ЖК-мониторов.

35. Как осуществляется вывод изображения на экран в текстовом режиме?

36. Что такое RAMDAC, и как определить частоту обновления экрана?

37. Охарактеризуйте этапы формирования трехмерного изображения на экране.

38. Что такое шейдер?

39. Что такое частота дискретизации и разрядность квантования звукового сигнала?

40. Какие преобразования звукового сигнала осуществляются в звуковом адаптере?

Предыдущая 32 33 34 35 36 37 383940 41 42 43 44 45 46 47 Следующая