Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 34
Текст из файла (страница 34)
К передней и задней пластинам экрана приклеиваются поляроиды, поскольку технологически дисплей требует поляризованного света. Общая структура показана на рис. 2.28, а. ' Современные электронно-лучевые мониторы могут обновлять изображение на экране с частотой до 150 и более раз в секунду. Эта значение, естественно, обратно пропорпионально количеству строк, из которых строится изображение.
— Примеч. научи. ред. 130 Глава 2. Организация компьютерных систем Жидкий кристалл Задняя стеклянная пласт я пластина Задний электрод роид Задний поляроид ие ние Источн света Ноутбук Рис. 2.28. Структура экрана на жидких кристаллах (а); желобки на передней и задней пластинах, расположенные пеРпендикУляРно дРУг к другу (б) В настоящее время используются различные типы жидкокристаллических дисплеев, но мы рассмотрим только один из них — дисплей со скрученным нематнком (Тту(згег( Метайс, Т)к)). В этом дисплее на задней пластине находятся крошечные горизонтальные желобки, а на передней — крошечные вертикальные желобки, как показано на рис. 2.28, б.
При отсутствии электрического поля молекулы направляются к этим желобкам. Так как они (желобкн) расположены перпендикулярно друг к другу, молекулы жидкого кристалла оказываются скрученными на 90'. На задней пластине дисплея находится горизонтальный поляроид. Он пропускает только горизонтально поляризованный свет. На передней пластине дисплея находится вертикальный поляроид. Он пропускает только вертикально поляризованный свет. Если бы между пластинами не было жидкого кристалла, горизонтально поляризованный свет, пропущенный поляроидом на задней пластине, блокировался бы поляроидом на передней пластине, что делало бы экран полностью черным. Однако скрученная кристаллическая структура молекул, сквозь которую проходит свет, меняет плоскость поляризации света.
При отсутствии электрического поля весь жидкокристаллический экран светится. Если подавать напряжение к определенным частям пластины, скрученная структура разрушается, блокируя прохождение света в этих частях. Для подачи напряжения обычно используются два подхода. В дешевом пассивном матричном индикаторе на обоих электродах провода располагаются параллельно друг другу.
Например, на дисплее размером 640 х 480 электрод задней пластины содержит 640 вертикальных проводов, а электрод передней пластины— Ввод-вывод 131 480 горизонтальных проводов. Если подавать напряжение на один из вертикальных проводов, а затем посылать импульсы на один из горизонтальных, можно изменить напряжение в определенной позиции пиксела и, таким образом, сделать нужную точку темной. Если то же самое повторить со следующим пикселом и т. д., можно получить темную строку развертки, аналогичную строкам в электронно-лучевых трубках. Обычно изображение на экране перерисовывается 60 раз в секунду, чтобы создавалось впечатление постоянной картинки (так же, как в электронно-лучевых трубках). Второй подход — применение активного матричного индикатора.
Он стоит гораздо дороже, чем пассивный, но зато дает изображение лучшего качества, что является большим преимуществом. Вместо двух наборов перпендикулярно расположенных проводов у активного матричного индикатора на одном из электродов имеется крошечный переключатель в каждой позиции пиксела. Меняя состояние переключателей, можно создавать на экране произвольную комбинацию напряжений в зависимости от комбинации битов. Эти переключатели называются тонкопленочными транзисторами (ТМп Е11ш Тгапз(з1ог, ТУТ), а плоские экраны, в которых они используются, — ТЕТ-дисплеями. На основе технологии ТГТ теперь производится подавляющее большинство ноутбуков и автономных жидкокристаллических мониторов.
До сих пор мы описывали, как работают монохромные мониторы. Что касается цветных мониторов, достаточно сказать, что они работают на основе тех же общих принципов, что и монохромные, но детали гораздо сложнее. Чтобы разделить белый цвет на красный, зеленый и синий, в каждой позиции пиксела используются оптические фильтры, поэтому эти цвета могут отображаться независимо друг от друга. Из сочетания этих трех основных цветов можно получить любой цвет.
Видеопамять Обновление картинки на экранах ЭЛТ- и ТГТ-мониторов производится от 60 до 100 раз в секунду; для этого используется видеопамять, размещенная на плате контроллера дисплея. Видеопамять содержит одну или несколько битовых карт, представляющих выводимое на экран изображение. Если, скажем, на экране умещается 1600 х 1200 элементов изображения (пикселов), значит, в видеопамяти содержится 1600 х 1200 значений, по одному на каждый пиксел. В целях быстрого переключения с одного изображения на другое в памяти может размещаться несколько таких карт.
В современных дисплеях каждый пиксел представлен 3-байтным значением КСВ, которое определяет интенсивность красного (Кео), зеленого (Сгееп) и синего (В1пе) компонентов изображения. Как известно, любой цвет можно представить путем линейной суперпозиции трех упомянутых базовых цветов. Если в видеопамяти хранится информация о 1600 х 1200 пикселах, причем на каждый из них выделяется по 3 байта, общий объем этих данных составляет около 5,5 Мбайт; поэтому на любые манипуляции таким изображением уходит довольно много процессорного времени. По этой причине в некоторых компьютерах для определения цвета используются 8-разрядные числа.
Такое число представляет 132 Глава 2. Организация компьютерных систем собой индекс аппаратной таблицы (так называемой цветовой палитры), состоящей из 256 значений КСВ (24-разрядных). Это решение, известное под названием индексированного цвета, позволяет на 2/3 сократить объем данных, хранящихся в видеопамяти. В то же время при применении индексированного цвета в каждый конкретный момент на экран не может выводиться более 256 цветов. Как правило, для каждого окна формируется индивидуальная битовая карта, а это значит, что при наличии одной аппаратной палитры из всех присутствующих на экране окон корректно визуализируется только одно.
Для вывода растровых (то есть сформированных на основе битовых карт) изображений требуется большая пропускная способность. К примеру, для воспроизведения одного кадра полноцветных мультимедийных данных в полноэкранном формате на дисплее размером 1600 х 1200 необходимо скопировать в видеопамять 5,5 Мбайт. Если учесть, что полноценный видеофильм выводится со скоростью 25 кадров в секунду, общая скорость передачи данных должна составлять 137,5 Мбайт/с. Такую пропускную способность не может обеспечить даже первоначальная версия шины РС! (127,2 Мбайт/с), не говоря уже о шинах 1ЯА и Е15А. Конечно, чем меньше изображение, тем меньше необходимая скорость передачи данных, но проблема от этого не исчезает.
В целях повышения скорости передачи данных из ЦП в видеопамять компания 1пге! реализовала в линейке процессоров Репс(цш П поддержку специализированной шины АСР (Ассе!егагег! СгарЬ1сз Рогг — ускоренный графический порт), допускающей передачу 32 бит за такт на частоте 66 МГц, что соответствует скорости 252 Мбайт/с. В последующих версиях процессоров для шины АСР поддерживаются скорости 2х, 4х и 8х — в результате система справляется с передачей «тяжелой» графики, не загружая основную шину РС1.
Мыши Время идет, и за компьютер садятся те, кто разбирается в нем все меньше и меньше. Компьютеры серии ЕХ1АС использовались только теми, кто их разрабатывал. В 50-е годы с компьютерами работали лишь высококвалифицированные программисты.
Сейчас многие из тех, кто работает за компьютером, не знают (и не хотят знать), ни как функционирует компьютер, ни как он программируется. Много лет назад у большинства компьютеров был интерфейс командной строки, в которой набирались различные команды. Поскольку многие неспециалисты считали такие интерфейсы недружественными или даже враждебными, компьютерные фирмы разработали специальные интерфейсы с возможностью указания определенной позиции на экране с помощью специального устройства (как в Мас1пгоэ!т и %'1пг(очгз), которым чаще всего является мышь.
Мышь — зто устройство в маленьком пластиковом корпусе, располагающееся на столе рядом с клавиатурой. Если двигать мышь по столу, указатель на экране тоже будет двигаться, что дает возможность навести его на тот или иной элемент экрана. У мыши есть одна, две или три кнопки, нажатие которых дает возможность пользователям выбирать пункты меню. Было очень много споров по поводу того, сколько кнопок должно быть у мыши.
Начинающим пользователям достаточно было одной кнопки (в этом случае перепутать кнопки невозможно), но Ввод-вывод 133 их более опытные коллеги предпочитали несколько кнопок, чтобы можно было на экране выполнять сложные действия. Существует три типа мышей: механические, оптические и оптомеханические. У мышей первого типа снизу располагаются резиновые колесики, оси которых расположены перпендикулярно друг к другу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
