Накопители на гибких дисках

Накопители на гибких дисках относятся к устройствам долго­временного хранения информации. Первый гибкий магнитный диск (ГМД) был создан в 1971 г. в лаборатории фирмы IBM, возглав­ляемой А. Шугартом, и имел диаметр 8". С 1975 г. начался серийный выпуск дисководов формата 5,25", а в 1981 г. стали стандартом ди­ски диаметром 3,5". В 1986 г. фирма IBM начала выпуск гибких магнитных дисков (дискет) 3,5" емкостью 720 Кбайт, а в 1987 г. многие фирмы-производители начали выпуск ГМД 3,5" емкостью 1,44 Мбайт. Фирма Toshiba в 1989 г. разработала новые диски емко­стью 2,88 Мбайт. Для записи и считывания информации с ГМД ис­пользуются периферийные устройства ПК — дисководы (Floppy Dick Drive —FDD).

Конструктивно дисковод состоит из механических и электрон­ных узлов: рабочего двигателя, рабочей головки, шагового двигате­ля и управляющей электроники.

Рабочий двигатель включается тогда, когда в дисковод вставлена дискета. Двигатель обеспечивает постоянную скорость вращения дискеты: для дисковода 3,5" — 300 об/мин. Время запу­ска двигателя — около 400 мс.

Рабочие головки служат для чтения и записи информации и располагаются над рабочей поверхностью дискеты. Поскольку обычно дискеты являются двухсторонними, т. е. имеют две рабочие поверхности, одна головка предназначена для верхней, а другая — для нижней поверхности дискеты.

Шаговые двигатели обеспечивают позиционирование и движение рабочих головок. Именно они издают характерный звук уже при включении ПК, перемещая головки для проверки работо­способности привода.

Управляющие электронные элементы дисковода чаще всего размещаются с его нижней стороны. Они выполняют функции передачи сигналов к контроллеру, т. е. отвечают за преоб­разование информации, которую считывают или записывают го­ловки.

Для дискет размером 3,5" и емкостью 2,88 Мбайт, называемых ED-дискетами (Extra High Density), разработан специальный стан­дарт дисководов, поскольку обычные дисководы не могут работать с такими дискетами. Кроме того, для установки в малогабаритные корпуса выпускаются специальные дисководы (Slimline-дисководы 3,5"), которые имеют уменьшенную высоту (19,5 мм) по сравнению с обычными 3,5" FDD (25,4 мм).

В качестве посредника между дисководом и ПК служит контрол­лер, который, как правило, установлен на материнских платах. Он интегрирован в одну из микросхем Chipset, а на материнской плате имеется специальный разъем для подключения кабелей.

Дискеты (Floppe Disk Driver, сокращенно Floppy) размером 3,5" являются носителями информации для приводов FDD.

". Внутри футляра (корпуса) находится пластмассовый диск с нанесенным на него маг­нитным слоем — магнитный диск. На всех футлярах имеется вырез, защищенный легко перемещаемой шторкой для защиты диска от механических повреждений. После установки дискеты в дисковод шторка автоматически сдвигается и предоставляет доступ к диску для головок чтения-записи. Поскольку сам диск постоянно враща­ется внутри футляра, головки «просматривают» всю область дис­кеты, находясь при этом в постоянном контакте с ее поверхностью. Дискета снабжена отверстием со скользящей пластиковой задвиж­кой. Если задвижка не закрывает отверстие, то дискета защищена от записи. Пока в компьютерах еще применяются накопители на дискетах 3,5" емкостью 1,44 Мбайт — стандарт HD (High Density). Емкость дисков 3,5" стандарта ED со сверхвысокой плотностью за­писи достигает 2,88 Мбайт.

Магнитные диски называются носителями информации с пря­мым доступом, так как вследствие вращения диска с высокой скоростью имеется возможность перемещать под головки чтения-записи любую его часть.

Таким образом, можно непосредственно обратиться к любой части записанных данных. Этому способствует специальная организация дисковой памяти, в соответствии с кото­рой информационное пространство диска форматируется, т. е. раз­бивается на определенные участки: дорожки и секторы.

Дорожкой записи (Track) называется каждое из концен­трических колец диска, на котором записаны данные. Поверхность диска разбивается на дорожки, начиная с внешнего края, число до­рожек зависит от типа диска. В гибких магнитных дисках 3,5" емко­стью 1,44 Мбайт число дорожек равно 80. Дорожки независимо от количества идентифицируются номером (внешняя дорожка имеет нулевой номер). Число дорожек на стандартном диске определяет плотностью записи, т. е. объемом информации, который можно надежно разместить на единице площади поверхности носителя. Для магнитных дисков определены две разновидности плотности записи — радиальная (поперечная) и линейная (продольная). По­перечная плотность записи измеряется числом дорожек, разме­щенных на кольце диска шириной 1", а линейная плотность — чис­лом битов данных, которые можно записать на дорожке единичной длины. Каждое кольцо дорожки разбивается на участки, называемые секторами. Например, гибкий диск 3,5" может иметь на до­рожке 18 секторов (емкость диска 1,44 Мбайт) или 36 секторов (ем­кость диска 2,88 Мбайт). Размер дорожки секторов различных дис­ков может составлять от 128 до 1 024 байт, но в качестве стандарта принят размер сектора 512 байт. На рис. 3.3 показано разбиение магнитных дисков на дорожки и секторы. Секторам на дорожке присваиваются номера, начиная с нуля. Сектор с нулевым номером на каждой дорожке резервируется для идентификации записывае­мой информации, но не для хранения данных.

Емкость дискеты вычисляется по следующей формуле:

емкость дискеты = число сторон х число дорожек на стороне х число секторов на дорожке х число байтов в секторе

В настоящее время ГМД размером 3,5" активно вытесняются другими носителями информации.

 

УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ МОНИТОРЫ

К устройствам отображения информации относятся мониторы, а также устройства, ориентированные на решение мультимедийных или презентационных задач: устройства формирования объемных (стереоскопических) изображений и проекторы.

Мониторы на основе ЭЛТ Используемая в этом типе мониторов технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897 г. для измерения переменного тока, т. е. для осциллографа. Конструкция ЭЛТ-монитора представляет собой стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум (рис. 4.1). С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов — иттрия, эрбия и др.

Люминофор — это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение на мониторе. Как правило, в цветном ЭЛТ-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах.

Формирование растра в мониторе производится с помощью специальных сигналов, поступающих на отклоняющую систему. Под действием этих сигналов производится сканирование луча по поверхности экрана по зигзагообразной траектории от левого верх-него угла до правого нижнего, как показано на рис. 4.2. Ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной (горизонтальной) развертки, а по вертикали — кадровой (вертикальной) развертки.

Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей строки (обратный ход луча по горизонтали) и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки (обратный ход луча по вертикали) производится посредством специальных сигналов обратного хода. Мониторы такого типа называются растровыми. Электронный луч в этом случае периодически сканирует экран, образуя на нем близко расположенные строки развертки. По мере движения луча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость

светового пятна и образует видимое на экране изображение. Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали, например 1024 х 768 пикселов.

ЭЛТ-мониторы имеют следующие основные характеристики. Диагональ экрана монитора — расстояние между левым нижним и правым верхним углом экрана, измеряемое в дюймах. В качестве стандарта для ПК выделились мониторы с диагональю 17", что примерно соответствует 40... 43 см диагонали видимой области. Для профессиональной работы с настольными издательскими системами (НИС) и системами автоматизированного проектирования (САПР) лучше использовать монитор форматом 19" или 21". Размер зерна экрана определяет расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске используемого типа. Расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше расстояние между отверстиями в теневой маске и чем больше этих отверстий, тем выше качество изображения. Лучшие мониторы имеют зерно 0,24 мм, достигая 0,21 мм у самых дорогостоящих моделей. Разрешающая способность монитора определяется количеством элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали. Аналоговые мониторы должны обеспечивать разрешение не менее 1024 х 768. Мониторы с диагональю экрана 21" и 24"поддерживают разрешение до 1600 х 1200 и выше. Тип электронно-лучевой трубки следует принимать во внимание при выборе монитора. Наиболее предпочтительны такие типы кинескопов, как Black Trinitron, Black Matrix или Black Planar. Мониторы этих типов имеют особое люминофорное покрытие. Потребляемая мощность монитора указывается в его технических характеристиках. Покрытия экрана необходимы для придания ему антибликовых и антистатических свойств, чтобы не утомлять глаза наблюдением отраженных объектов. Наиболее популярен способ нанесения кварцевого антибликового покрытия, рассеивающего падающий свет. Защитный экран (фильтр) рекомендуется в качестве атрибута ЭЛТ-монитора, поскольку медицинские исследования показали, что излучение, содержащее лучи в широком диапазоне (рентгеновское, инфракрасное и радиоизлучение), а также электростатические поля, сопровождающие работу монитора, могут весьма отрицательно сказываться на здоровье человека. Безопасность монитора для человека регламентируется стандартами ТСО: ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99, ТСО-03. В ТСО-99 было установлено обязательное требование по частоте развертки — не менее 85 Гц, а пороговые уровни излучений снижены на 10 % по сравнению с ТСО-95. Дальнейшее развитие стандартов ТСО уже не связано с ужесточением требований по уровню излучений, даже в последней версии — ТСО-03.

Мультимедийным считается монитор со встроенной акустической системой и обеспечением реалистичности изображения на его экране, который перекрывает поле зрения оператора. Перекрытие поля зрения пользователя необходимо, чтобы исключить влияние многочисленных отвлекающих факторов окружающей обстановки, что особенно важно для пользователя при работе с игровыми приложениями. Кроме того, на передней 8

панели такого монитора должны находиться регулятор громкости и гнезда для подклю-чения стереофонических головных телефонов (наушников) и внешнего микрофона. В мультимедийных мониторах акустические колонки устанавливаются внутри его корпуса и располагаются либо по бокам от экрана, либо под экраном. Типичная акустическая мощность каждого из громкоговорителей в мультимедийном мониторе от 1,5 до 5 Вт Мультимедийный монитор удобен и полезен для типовых мультимедийных приложений: игр, видеоконференций, где не требуется звук высокого качества.

Жидкокристаллические мониторы ЖК-мониторы (LCD — Liquid Crystal Display) составляют основную долю рынка плоскопанельных мониторов. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня в результате прогресса в этой об-ласти начинают получать все большее распространение LCD-мониторы для настольных компьютеров.

Экран ЖК-монитора представляет собой массив отдельных ячеек (называемых пикселами), оптические свойства которых могут меняться при отображении информации. Рис. 4.5 иллюстрирует принцип действия ячейки ЖК-монитора. Панели ЖК-монитора имеют несколько слоев, среди которых ключевую роль играют две панели, выполненные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, между которыми и расположен тонкий слой жидких кристаллов. На панелях нанесены параллельные бороздки, вдоль которых ориентируются кристаллы. Панели расположены так, что бороздки на подложках перпендикулярны между собой. Технология получения бороздок состоит в нанесении на стеклянную поверхность тонких пленок из прозрачного пластика. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках.

Принцип действия ячейки ЖК-монитора (см. рис. 4.5) в следующем. При отсутствии напряжения между подложками ячейка ЖК-монитора прозрачна, поскольку вследствие перпендикулярного расположения бороздок на подложках и соответствующего закручивания оптических осей жидких кристаллов вектор поляриза-ции света поворачивается и проходит без изменения через систему поляризатор — анализатор (рис. 4.5, а). Ячейки, у которых ориентирующие канавки, обеспечивающие соответствующее закручивание молекул жидкокристаллического вещества, расположены под углом 90°, называются твистированными нематическими. При создании между подложками напряжения 3... 10 В молекулы жидкокристаллического вещества располагаются параллельно силовым линиям поля (рис. 4.5, б). Твистированная структура жидкокристаллического вещества нарушается, и поворота плоскости поляризации проходящего через него света не происходит. В результате плоскость поляризации света не совпадает с плоскостью поляризации анализатора, и ЖК-ячейка оказывается непрозрачной. Напряжение, приложенное к каждой ЖК-ячейке, формируется ПК.

Плазменные мониторы Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel — PDP) все активнее завоевывают рынок широкоэкранных, вытесняя ЖК-мониторы. ЖК-мониторы — плоские и легкие, но их модели с диагональю более 20" отличаются высокой себестоимостью. Плазменная технология лишена указанных недостатков при создании больших экранов, которые благодаря своей малой массе и толщине могут быть установлены в любом месте: на стене, под потолком, на столе. Благодаря широкому углу обзора изображение видно с любой точки. И что самое главное, плазменные мониторы способны передать цвет и резкость, которые раньше были недостижимы при таком размере экрана. Идея использования газового разряда в средствах отображения родилась много лет назад в СССР в г. Рязани в НПО «Плазма». Однако технология того времени не позволила получить качественное изображение и достичь хорошей цветопередачи.

PDP-мониторы создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под воздействием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически каждый пиксел на экране работает как обычная лампа дневного света.

Электролюминесцентные мониторы Электролюминесцентные мониторы (Electric Luminiescent Displays — ELD) (рис. 4.9) no своей конструкции аналогичны ЖК-мониторам. Принцип действия электролюминесцентных мониторов основан на явлении испускания света при возникновении туннельного эффекта в полупроводниковом р—л-переходе. Такие мониторы имеют высокие частоты развертки и яркость свечения, кроме того, они надежны в работе. Однако они уступают ЖК-мониторам по энергопотреблению, поскольку на ячейки подается относительно высокое напряжение — около 100 В. Цвета у них не такие чистые, как у ЖК-моделей, и изображение на ярком свете тускнеет. ELD-мониторы работают в широком спектре температур (от -40 до +85°С). Среднее время наработки на отказ (MBTF) составляет 100 000 ч. Время отклика меньше 1 мс. Угол обзора более 160°.

Сенсорные мониторы Сенсорный монитор позволяет осуществлять ввод данных в ПК и управлять программным обеспечением посредством касания экрана. Такое взаимодействие становится возможным благодаря встроенному в монитор сенсорному экрану {Touch Screen), установленному поверх экрана самого монитора и чувствительного к прикосно-вению. Внешне сенсорный монитор практически ничем не отличается от обычного, так как сенсорный экран находится внутри корпуса монитора. В зависимости от типа сенсорного экрана касание может осуществляться пальцем, рукой в перчатке, специальным пером ввода или любым подходящим для этого предметом. Сенсорный экран соединен со специальным контроллером, который вычисляет координаты точки касания к экрану и передает их в компьютер. Сенсорные мониторы применяются в платежных терминалах, или POS-терминалах (Point Of Sell), информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности. Они выполняются как на базе дисплеев на основе ЭЛТ, так и на основе ЖК-дисплеев с активной TFT-матрицей. Конструктивно они изготовляются в POS-исполнении как автоматизированные рабочие места (АРМ) кассиров, настольном, а также в встраиваемом исполнении.

Выбор монитора

При выборе монитора следует провести тестирование качества выводимого на экран монитора изображения с помощью специальный утилиты. В случае отсутствия специальных утилит используют визуальный контроль качества. Предварительно необходимо включить монитор и дать ему прогреться не менее 20 мин. После непре-20

рывной работы в течение 1,5... 2 ч можно заметить такой тип брака, как появление на экране слабо выраженных нарушений чистоты тона, хорошо заметных на белом фоне и с большого расстояния. Геометрические искажения можно выявить путем перемещения объекта с постоянными размерами, например приложением любого окна небольшого размера к экрану и измерением его размеров в разных частях экрана. Если размеры окна изменяются в разных частях экрана, значит, присутствует геометрическое искажение, ко-торое, скорее всего, нельзя исправить, особенно если в мониторе не предусмотрены изменяемые параметры настройки геометрии в достаточном количестве. Цветопередача может быть проконтролирована путем последовательного отображения на экране чистых красного, зеленого и синего цветов. Неравномерность засветки выявляют при выведении на экран полностью белого изображения. Яркость должна быть равномерной по всей площади и не должно быть заметно никаких явных цветных или темных пятен.

Проекционные аппараты Проекционный аппарат (проектор) (от лат. projector — бросаю вперед) — оптико-механический прибор для проецирования на экран увеличенных изображений различных объектов. Принцип действия проекционных аппаратов заключается в проецировании с помощью оптической системы на экран изображения объекта, нанесенного на тонкой полупрозрачной пленке, при освещении его мощной проекционной лампой. В результате изображение может быть показано большой аудитории.

Оверхед-проекторы и ЖК-панели Оверхед-проектор (Over Head Projector — проектор, расположенный над головой) — проекционный аппарат, в котором изображение от источника проецируется на экран при помощи наклонного проекционного зеркала. Конструктивно в зависимости от места размещения проекционной лампы оверхед-проекторы подразделяются на отражательные и просветные. Отражательные проекторы представляют собой малогабаритные устройства, предназначенные для проецирования изображений, нанесенных на специальную прозрачную пленку. Отражательные проекторы не могут использоваться совместно с ЖК-панелями, поскольку мощность проекционной лампы у них невелика.

Просветные проекторы (рис. 4.11) отличаются тем, что у них проекционная лампа размещается под рабочей поверхностью устройства внутри его основания, мощность лампы увеличена в десятки раз и имеется ее принудительное охлаждение с помощью вентилятора, как показано на оптической схеме. Такая конструкция позволяет 22

использовать в качестве источника изображения не только прозрачные пленки, но и менее прозрачные ЖК-панели.

Мультимедийные проекторы В мультимедийном проекторе проекционная лампа, ЖК-матрица и оптическая система конструктивно размещаются в одном корпусе, что делает их похожими на диапроекторы, предназначенные для просмотра слайдов или диафильмов. По принципу действия мультимедийный проектор не отличается от оверхед-проектора: изображение создается с помощью мощной проекционной лампы и встроенного в проектор электронно-оптического модулятора, управляемого сигналом видеоадаптера ПК, а затем посредством оптической системы проецируется на внешний экран. Основным отличием мультимедийных проекторов является конструкция модулятора и способы построения и переноса изображения на экран. В зависимости от конструкции модулятора проекторы бывают следующих типов: TFT-проекторы, полисиликоновые проекторы и DMD/DLP-проекторы. В зависимости от способа освещения модулятора мультимедийные проекторы подразделяют на проекторы просветного и отражательного типов. В TFT-проекторах, относящихся к проекторам просветного типа, в качестве модулятора используется малогабаритная цветная активная ЖК-матрица, выполненная по технологии TFT. Принцип действия мультимедийного TFT-проектора просветного типа иллюстрирует рис. 4.12. Основным элементом установки является миниатюрная ЖК-матрица, выполненная по технологии TFT, как и ЖК-экран плоскопанельного цветного монитора. Равномерное освещение поверхности ЖК-матрицы достигается за счет применения системы линз, называемой конденсором.

По значению яркости светового потока проекторы могут быть подразделены на следующие группы: 500... 1000 лм — используются в неосвещенных помещениях и домашнего просмотра фильмов; Высокое разрешение проектора позволяет отобразить изображение более детально. Варианты базового разрешения: SVGA (800х600) — популярное разрешение недорогих проекторов, которые воспроизводят отличное изображение;

Масса может быть существенным фактором при выборе проектора. Масса портативных проекторов не превышает 3 кг, а стационарных — от 4 до 7 кг. Контрастность проектора должна быть не менее 400:1 для того, чтобы воспроизводимое изображение обладало как можно большей четкостью. Если проектор будет работать при включенном освещении, необходима модель с очень высокой контрастностью. Соотношение форматов в проекторах, как правило, бывает двух типов — 4:3 или 16:9. Соотношение форматов 4:3 — наиболее часто используемое в компьютерах. Проекторы с соотношением 16:9 предназначены для домашних кинотеатров. Срок службы лампы в некоторых проекторах высокой стоимости достигает 6000 ч.

ВИДЕОАДАПТЕРЫ Видеоадаптер (видеокарта) является компонентом видеосистемы ПК, выполняющим преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигналы, подаваемые на монитор. По существу видеоадаптер выполняет роль интерфейса между компьютером и устройством отображения ин-формации — монитором.

Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. По мере развития ПК видеоадаптеры стали реализовывать аппаратное ускорение 2D- и 3D-графики, обработку видеосигналов, прием телевизионных сигналов и многое другое. Существует ряд видеостандартов, различающихся по степени разрешения и числу цветов. Характеристика «разрешение» изображений в цифровой форме оценивает, насколько детальным является данное изображение или процесс его создания. Более высокое разрешение означает более высокий уровень детализации. CGA (Color Graphics Adapter) — графическая карта, выпущенная IBM в 1981 г., и первый стандарт цветных мониторов для IBM PC. CGA поддерживает несколько графических и текстовых видеорежимов. Наивысшее разрешение среди всех режимов — 640х200, наибольшая цветовая глубина — 4 бит (16 цветов).

EGA (Enhanced Graphics Adapter) — стандарт мониторов и видеоадаптеров, выпущен IBM в 1984 г. для новой модели персонального компьютера IBM PC AT. Видеоадаптер EGA позволяет использовать от 16 до 64 цветов при разрешении 640х350 пикселов. Видеоадаптер оснащен 16-килобайтным ПЗУ для расширения графических функций BIOS. VGA (Video Graphics Array) — стандарт выпущен IBM в 1987 г. для компьютеров PS/2 Model 50 и более старших. Видеоадаптер VGA подключается как к цветному, так и к монохромному монитору. Частота обновления экрана во всех стандартных режимах, кроме 640х480, — 70 Гц, в режиме 640х480 — 60 Гц.

SVGA (Super Video Graphics Adapter) — современный видеоадаптер, представляет собой универсальное графическое устройство, способное к разрешению 800 х 600.

Принцип действия видеоадаптера состоит в следующем. Процессор формирует цифровое изображение в виде матрицы NxM n-разрядных чисел и записывает его в видеопамять. Участок видеопамяти, отведенный для хранения цифрового образа текущего изображения (кадра), называется кадровым буфером, или фрейм-буфером. Видеоадаптер последовательно считывает (сканирует) содержимое ячеек кадрового буфера и формирует на выходе видеосигнал, уровень которого в каждый момент времени пропорционален значению, хранящемуся в отдельной ячейке. Сканирование видеопамяти осуществляется синхронно с перемещением электронного луча по экрану. В результате яркость каждого пиксела на экране монитора пропорциональна содержимому соответствующей ячейки памяти видеоадаптера.

По окончании просмотра ячеек, соответствующих одной строке растра, видеоадаптер формирует импульсы строчной синхронизации, инициирующие обратный ход луча по горизонтали, а по окончании сканирования кадрового буфера формирует сигнал, вызывающий движение луча снизу вверх. Таким образом, частоты строчной и кадровой разверток монитора определяются скоростью сканирования содержимого видеопамяти, т. е. видеоадаптером. Режимы работы видеоадаптера Режимы работы видеоадаптера, или видеорежимы, представляют собой совокупность параметров, обеспечиваемых видеоадаптером: разрешение, цветовая палитра, частоты строчной и кадровой разверток, способ адресации участков экрана и др. Разрешение видеоадаптера определяет точность и детализацию визуального образа. Все видеорежимы подразделяются на графические и текстовые. Причем в различных режимах видеоадаптера используются разные механизмы формирования видеосигнала, а монитор в обоих режимах работает одинаково. Графический режим является основным режимом работы видеосистемы современного ПК, например под управлением Windows. В графическом режиме на экран монитора можно вывести текст, рисунок, фотографию, анимацию или видеосюжет. В графическом режиме в каждой ячейке кадрового буфера (матрицы NхM n -разрядных чисел) содержится код цвета соответствующего пиксела экрана. Разрешение экрана при этом также равно NхM. Адресуемым элементом экрана является минимальный элемент изображения — пиксел. По этой причине графический режим называют также режимом АРА (All Point Addressable — все точки адресуемы). Иногда число п называют глубиной цвета. При этом число одновременно отображаемых цветов равно 2л, а размер кадрового буфера, необходимый для хранения цветного изображения с разрешением NхM и глубиной цвета n, составляет NхM бит. В текстовом (символьном) режиме, как и в графическом, изображение на экране монитора представляет собой множество пикселов и характеризуется разрешением N*M. Однако все пикселы разбиты на группы, называемые знакоместами, или символьными позициями (Character boxes — символьные ячейки), размером рх q. В каждом из знакомест может быть отображен один из 256 символов. Таким образом, на экране умещается M/q = Mt символьных строк по N/p = Nt символов в каждой. Типичным текстовым режимом является режим 80 х 25 символов.

TV-тюнер — это телевизионный приемник, выполненный в виде латы расширения ПК (чаще всего PCI) или внешнего устройства, которое работает с монитором напрямую, минуя компьютер и соответственно его операционную систему.

На рис. 4.25 представлена обобщенная структурная схема TV-тюнера, выполняющего прием и обработку телевизионного сигнала. Модуль радиоканала осуществляет поиск высокочастотного радиосигнала, принимаемого антенной, его усиление, преобразование по частоте и детектирование (демодуляцию). На выходе радиоканала формируется телевизионный сигнал, содержащий сигнал яркости, сигналы цветности и сигналы синхронизации, а также частотно-модулированный сигнал звукового сопровождения. Селектор выделяет из видеосигнала импульсы кадровой и строчной синхронизации, декодер выделяет сигнал яркости и два цветноразностных сигнала. На выходе декодера формируется компонентный видеосигнал, однако его формат отличен от принятых в видеоадаптерах RGB-формата. Способ объединения определяет форму представления телевизионного изображения на экране монитора: полноэкранную или в окне. Встроенные TV-тюнеры в силу своей конструкции значительно более функциональны. Отдельные модели способны работать только в полноэкранном режиме, а многие имеют несколько стандартных размеров окон для воспроизведения видеосигнала. TV-тюнеры оснащаются FM-радио, имеют видеовход для видеомагнитофона или камеры, линейный аудиовход, аудиовыход на колонки, а также антенный штекер. Способ объединения определяет форму представления телевизионного изображения на экране монитора: полноэкранную или в окне.

Встроенные TV-тюнеры в силу своей конструкции значительно более функциональны. Отдельные модели способны работать только в полноэкранном режиме, а многие имеют несколько стандартных размеров окон для воспроизведения видеосигнала. TV-тюнеры оснащаются FM-радио, имеют видеовход для видеомагнитофона или камеры, линейный аудиовход, аудиовыход на колонки, а также антенный штекер.

СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ВИДЕОСИГНАЛА Устройство захвата видеосигнала — видеобластер (Video Blaster) представляет собой видеоплату, называемую также захватчиком изображений, устройством ввода видео, ТВ-граббером (Grab — захватывать), имидж-кепчером (Image Capture — захват изображения), и обеспечивает: ■ прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, магнитофона или телевизионного тюнера) на один из программно-выбираемых видеовходов; ■ отображение принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом окне среды Windows; ■ замораживание кадра оцифрованного видео; ■ сохранение захваченного кадра на винчестере или другом доступном устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых графических стандартов (TIP, TGA, PCX, GIF и др.). Обобщенная схема устройства такого типа дана на рис. 4.26. Видеодекодер обеспечивает прием сигнала с одного из входов, его оцифровку, цифровое декодирование согласно телевизионному стандарту и передачу полученных YUV-данных видеоконтроллеру.