Установка и настройка видеокарт. Настройка различных режимов видеосистемы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

Тема: Установка и настройка видеокарт. Настройка различных режимов видеосистемы.

Цели: изучить расположение основных компонентов видеоадаптера; закрепить знания о компонентах, входящих в состав видеосистемы и принципе работы видеоадаптера; закрепить знания о установке и настройке видеокарты.

Вид работы:       индивидуальный

Время выполнения:   2 часа

Оборудование:  видеоадаптер, справочный материал.

Теоретический материал

В состав видеосистемы входят два компонента:

-       монитор – устройство отображения видеоинформации на экране ПК;

-       видеоадаптер – устройство, выполняющее преобразование сигналов, поступающих из СП, управляющее работой монитора (яркостью лучей, сигналами развертки изображения и т.д.).

Современные видеокарты – это одна из самых дорогих и сложных составляющих ПК. Она представляет собой собственный компьютер в компьютере. Плата видеокарты превосходит по сложности  разводки и количеству слоев СП ПК.

Видеоадаптер  - это электронная плата, которая преобразует цифровые сигналы, поступающие от центрального процессора, например, по шине PCI аналоговые, понятные любому монитору и управляет работой дисплея.

Современные видеоплаты позволяют работать в двух графических режимах. Первый (VGA – Video Graphics Array) используется в защитном режиме Windows, когда в память ПК загружается минимальный набор простейших драйвером. При этом устанавливается разрешение экрана 640х480 точек, используется 16-цветовая палитра. Спецификация VGA была введена в действие в апреле 1987 года компанией IBM, одновременной с выпуском компьютеров семейства PS/2. При выводе цветного изображения поступавшие (цифровые) сигналы RGB включали/выключали электронные лучи красной, зеленой и синей пушек ЭЛТ. Таким образом, в изображении на экране могло присутствовать до восьми цветов (2³). Количество цветовых комбинаций удваивалось при использовании дополнительных сигналов яркости по каждому цвету. Но оставалась проблема ограниченности цветов.

В аналоговых же мониторах каждый передаваемый сигнал управления цветом (красный, синий, зеленый) имеет несколько уровней яркости (в стандарте VGA их 64). В результате число возможных комбинаций цветов возрастает до 262144 (64³).

Второй режим (SVGA -  Super VGA) является стандартом для вывода изображения на экран монитора. Использование этого режима позволяет выбирать практически любое разрешение экрана и цветовую палитру, соответствующую 65 536 или 16,7 млн. оттенков. Большая часть видеоплат поддерживает следующие разрешения: 800х600, 1024х768, 1152х864, 1280х1024, 1600х1200. Все платы SVGA совместимы с более ранними.

Современная видеоплата содержит:

-                  электронная схема платы размещена на плате расширения, устанавливаемой в слот шины PCI, AGP;

-                  на плате размещается: графический процессор, состоящий из ядра 2D-ускорителя и ядра 3 D-графики;

-                  микросхема BIOS;

-                  видеопамять;

-                  микросхема ЦАП;

-                  контроллер интерфейса.

Графический процессор выполняет все вычисления, необходимые для построения изображения (с помощью 2D-ускорителя), ядро 3D-графики располагается в наборе микросхем акселератора и используется для формирования изображения многоугольников, создания световых эффектов и прорисовки полутонов.

Зачастую название чипа становится нарицательным, характеризующим целое семейство видеоплат, например видеопроцессор «GeForce», компании nVidia или видеоплаты Radeon, компании ATi.

Современные платы из-за высокой скорости работы (до 300 МГц) сильно нагреваются, поэтому в них используется активная система охлаждения: радиатор плюс вентилятор.

Видеопамять. Как и любому МП графическому процессору для нормальной работы требуется собственная ОП, чтобы размещать в ней промежуточные и конечные результаты вычислений, видеоданные. Чем выше текущее разрешение экрана, тем больше видеопамяти требуется для его сохранения. Экран с разрешением 1024х768 точек с глубиной цвета 65 536 требуется около 2 Мбайт памяти, с разрешением 800х600 точек с этой же глубиной цвета достаточно 1 Мбайта памяти.

В современных видеоплатах применяются модули памяти типа SD RAM, DDR SDRAM, QDR SDRAM. Важной характеристикой памяти является пропускная способность шины памяти, по которой данные передаются из видеопамяти к граф.процессору, а также латентность (время выборки данных из памяти, около 2 нс и менее) памяти. Минимальный объем видеопамяти – 128, 512, 1024 Мбайт.

Микросхема BIOS используется Flah – память. Она содержит основные команды, которые предоставляют интерфейс между оборудованием видеоплаты и программным обеспечением.

ЦАП. Эта часть электронной схемы платы занимает практически половину всей печатной платы устройства, т.к. для ее реализации используются: конденсаторы, транзисторы, диоды и т.п. От качества сборки ЦАП зависит то, насколько полноценно будет использоваться вычислительная мощность чипа.

После обработки графическим процессором и формирования им изображения данные передаются в ЦАП, который отвечает за преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

Контроллер интерфейса. Для соединения с любым монитором используется трапециевидный разъем (D-разъем) с трехрядным расположением контактов. Для соединения видеокарты с СП ПК используется интерфейс – AGP (Accelerated Graphic Port). Постепенно на смену этому интерфейсу приходит интерфейс PCI Express. Для подключения видеокарт используется версия PCI Express х 16.  Теоретически пропускная способность такой шины до 4000 Мбайт/с в обоих направлениях.

Задание к работе:

1.     Изучите расположение основных компонентов видеоадаптера.

2.     Выполните в тетради для лабораторных работ рисунок вашего видеоадаптера и укажите его основные компоненты.

3.     Выполните рисунок интерфейсного разъема видеоадаптера.

4.     Заполните обобщающую таблицу

Таблица 9

Обобщающая таблица по видеоадаптеру

5.     Зарисуйте разъем DVI – цифрового и аналогового интерфейса.

6.      Сделайте вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы:

1.     Перечислите компоненты, входящие в состав видеосистемы.

2.     Для чего нужен видеоадаптер?

3.     Перечислите и покажите основные компоненты видеоадаптера, расскажите о их назначении.

4.     Пользуясь обобщающей таблицей, расскажите о вашем видеоадаптере.

5.     Перечислите аналоговые интерфейсы видеоадаптеров.

6.     Как подсчитать какое количество возможных цветовых комбинаций видеоадаптер может передавать на экран монитора?

7.     Расскажите о принципе работе видеоадаптера.

8.     Перечислите цифровые интерфейсы видеоадаптеров.

9.     Назовите  отличия аналоговых интерфейсов видеоадаптеров от цифровых.

10. Назовите другие устройства компьютерной обработки видеосигналов, используемые для работы с графикой и видео.