Часть II / Лекция 10. Аппаратные решения в компьютерной графике

Системные шины

• ISA (Industrial Standard Architecture) — стандартная шина, применявшаяся в первых персональных компьютерах. Низкая пропускная способность. В современных материнских платах не используется (или используется для обеспечения совместимости со старым оборудованием). Системная шина — 16-разрядная . Частота — 8 МГц.
• EISA (Extended Industrial Standard Architecture) — расширенная ISA. Системная шина — 32-разрядная. Частота — 10 МГц.
• VL-bus (Vesa Local Bus) — локальная шина; VESA (Video Electronics Standards Association) — название ассоциации инженеров по видеоэлектронике. В персональных компьютерах с процессорами типа 486 VL-bus имеет 64-разрядную системную шину, в 386 и ниже — 32-разрядную. Шина отличается простой архитектурой, дешевизной, высокой скоростью передачи, подстраиваемой частотой (как у 486). Материнская плата может иметь до трех слотов VL-bus.
• PCI (Peripheral Component Interconnect) — аппаратно независимая шина. Системная шина — 32- или 64-разрядная. Частота — 33 МГц. Материнская плата теоретически может иметь до десяти слотов PCI. Режим самоконфигурации (Plug and Play).
• AGP (Accelerated Graphic Port) — локальная видеошина, используемая для установки видеоадаптеров, 64-разрядная. Частота — 66 МГц.

Примерная схема видеоадаптера

ЭЛТ — электронно-лучевая трубка,
А — аналоговый сигнал,
Ц — цифровой сигнал,
БФС — блок формирования сигнала,
ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь,
ЦП — центральный процессор.

Кроме того, от блока формирования сигнала (БФС) к ЭЛТ идут семь проводов: R- , G- , B-провода для трех пушек, по одному проводу для яркости, синхронизации строчного сигнала, синхронизации кадров, заземления.

Типы видеоадаптеров

• EGA (Enhanced Graphic Adapter) — улучшенный графический адаптер.
  Разрешающая способность — 640 * 350, 16 цветов (2⁴). Для хранения картинки необходимо минимум 640 * 350 * 4 бит = 896000 бит = 112 Кб видеопамяти.

  Частота точек составляет 16.257 МГц — это означает, что за секунду луч пробегает 16275000 точек. Частота горизонтального сканирования составляет 21.85 КГц, то есть за секунду зажигается 21850 строк; 16275000/21850 = 745 пикселов по горизонтали. С учетом того, что потери составляют около 14%, на одну строку приходится 745 - 745 * 14%/100% = 640 пикселов.

  Частота вертикального сканирования равна 60 кадр/сек; на кадр приходится 21850/60 = 364 строчки. Некоторое время тратится на обратный ход луча, поэтому по вертикали число пикселов уменьшается и становится равным 350.

• VGA (Video Graphic Array) — графическая видеоматрица.
  При разрешающей способности 640 * 480 VGA обеспечивает 16 цветов (2⁴), при разрешающей способности 320 * 200 обеспечивается 256 цветов (2⁸). Для хранения 16-цветной картинки требуется минимум 640 * 480 * 4 бит = 1228800 бит = 150 Кб, для хранения картинки с 256 цветами необходимо 320 * 200 * 8 бит = 512000 бит = 64 Кб видеопамяти.

• SVGA (Super VGA).
  Разрешающая способность — 1024 * 768 и более, 256 цветов (2⁸) и более. Для хранения картинки требуется 1024 * 768 * 8 бит = 6291456 бит = 786.4 Кб видеопамяти.