Видеоадаптеры

2. Видеоадаптеры

Видеоадаптеры (дисплейные процессоры) представляют собой специализированные процессоры с собственным набором команд, специфическими форматами данных и собственным счетчиком команд.

Алфавитно-цифровые видеоадаптеры, так же как и принтеры, имеют ПЗУ для хранения постоянного знакогенератора и ОЗУ - для переменного знакогенератора. Страница текста, отображаемая на экране, записывается в видеопамять и координаты каждого символа однозначно определяются его местонахождением в видеопамяти.

Графические видеоадаптеры разделяются на адаптеры с произвольным сканированием и адаптеры растрового типа.

2.1. Графические видеоадаптеры точечные

Графические видеоадаптеры с произвольным сканированием разделяются на точечные и векторные. В точечных дисплеях любая картинка рисуется из отдельных точек, координаты которых в произвольном порядке задаются в графическом файле. В векторных дисплеях изображение составляется из отдельных векторов, которые задаются в файле координатами начальных и конечных точек.

Для управления точечными дисплеями используются два типа команд: команда рисования точки и команда безусловного перехода. При выполнении каждой команды рисования луч перемещается от точки к точке по указанным в команде координатам, активизируя их. Последней командой графического файла является команда безусловного перехода на начало файла, что обеспечивает регенерацию изображения. При такой организации вычислений адаптер содержит два ЦАП, которые преобразует цифровые координаты точки в напряжения отклонения луча ЭЛТ по координатам X и Y (рис. 16.1).

О
сновным недостатком точечных графических адаптеров является то, что координаты каждой точки вычисляются ЦП. От этого недостатка свободны векторные адаптеры.

2.2. Графические видеоадаптеры векторные

В векторных графических адаптерах команды начальной и конечной точки вектора вычисляются ЦП, а рисование векторов осуществляется автоматически специальным блоком - генератором векторов или генератором напряжения развертки (рис. 16.2).

Для задания координат начала и конца вектора используются абсолютные или относительные координаты. Если используются относительные координаты, то в структуре адаптера добавляется сумматор для сложения базовых координат с относительными. В таких адаптерах используются команды следующего типа: загрузить Х; загрузить Y и переместить луч в позицию Х, Y; загрузить Y, переместить луч в позицию X,Y и нарисовать точку; загрузить Y и нарисовать вектор от начальной до конечной точки; безусловный переход.

Е
сли адаптер работает в абсолютных координатах, то ЦП сильно загружен в режиме редактирования или перемещения изображения.

2.3. Графические видеоадаптеры растровые

Графические адаптеры растрового типа позволяют создавать изображение с непрерывным уровнем яркости, т.к. вывод содержимого видео-ЗУ на экран всегда производится с постоянной частотой и обеспечивается одинаковая яркость для векторов разной длины. Адаптеры такого типа обладают отсутствием мерцания, возможностью наложения изображения из видео-ЗУ на стандартное телевизионное изображение от телекамеры или видеомагнитофона.

В растровых адаптерах каждая точка изображения вычисляется и записывается в видео-ЗУ. Такое ЗУ должно быть большой емкости и его быстродействие должно быть соизмеримо с работой монитора. Графический файл преобразуется сначала в векторный, где осуществляется масштабирование и перемещение изображения, а затем векторный файл преобразуется в растровую форму, где каждый вектор заменяется последовательностью пиксель, записываемых в видео-ЗУ. С учетом этого в структуре растровых адаптеров выделяют два процессора - векторный и растровый (рис. 16.3).

Р
астровый графический процессор работает под управлением своей программы. Входными данными для него являются команды, записанные в ОЗУ ДФ и описывающие вектора, которые программным или аппаратным способом должны быть преобразованы в пикселы. Вычисленные точки вектора между его начальными и конечными точками записываются в видео-ЗУ. Видеоконтроллер формирует видеосигналы на видеомонитор, для чего производится периодический опрос ячеек видео-ЗУ. РГП выполняет также кодирование изображения - вычисление пиксель по полученному списку векторов, определяющему небольшую часть изображения (окно), которое можно перемещать по экрану. В связи с этим РГП должны обладать большим быстродействием.

Для черно-белых адаптеров для задания атрибутов пиксела отводится один бит, если он установлен, то это означает черный цвет.

Для создания тонового черно-белого изображения видео-ЗУ имеет несколько плоскостей, число которых определяется количеством градаций черно-белого тона. Разрядность задания атрибутов пикселя n и число градаций тона L связаны между собой соотношением n=log₂L. Считанный из видео-ЗУ двоичный код пикселя преобразуется на ЦАП в напряжение, соответствующее требуемому уровню тона.

3. Способы формирования цветного изображения

Цветные изображения могут быть получены двумя способами. Первый способ основывается на первичной форме изображения в графическом файле с постоянно заданным цветом. В ячейки видео-ЗУ записываются все атрибуты цвета, например, красный (R), синий (B) и зеленый (G) цвет. Затем двоичные коды интенсивности каждого цвета преобразуются ЦАП в уровни напряжения (рис. 16.4, а). Для простого изображения достаточно иметь три слоя атрибутов пиксела. Цвет изображения можно поменять, только изменив графический файл.

В
торой способ позволяет выводить цветные изображения с изменяемым цветом. В состав видеоконтроллера вводится специальное ЗУ, в котором записывается таблица цветов (рис. 16.4, б). Каждый пиксель содержит адрес этой таблицы. Меняя адреса таблицы цветов можно изменить цвет изображения.

Вопросы к лекции

1. От каких характеристик зависит формат дисплейной команды: для черно-белых тоновых графических адаптеров; для графических адаптеров с возможностью формирования цветных изображений по первому и второму способу?

2. Нарисуйте подробную схему взаимодействия программных и аппаратных компонент и блоков ПЭВМ при отображении информации: а) на алфавитно-цифровом мониторе с постоянным знакогенератором, б) на графическом мониторе с произвольным сканированием точечного; в) векторного типа и г) растрового типа.

________________________________________________________________________________________________

Курс «Периферийные устройства»

(лекции)

-8-

Устройства и системы ввода-вывода

текстовой и графической информации

Принцип кодирования текстовой информации

План

1. Кодирование текстовой информации в ЭВМ.

2. Ручной ввод текстовой информации с клавиатуры.

1. Кодирование текстовой информации в ЭВМ

Текстовая информация представляется последовательностью алфавитно-цифровых символов, каждый из которых определённым образом кодируется. Существуют четыре основных принципа кодирования символов.

1. Символы кодируются в виде последовательности двоичных цифр. Количество разрядов на один символ определяется по формуле

, (17.1)

где S - множество всех символов, используемых для кодирования текста; H_Х(S) - энтропия по Хартли (мера неопределённости). Эта величина характеризует количество информации в каком-либо сообщении.

; (17.2)

.

Эта энтропия обладает свойством адитивности, т.е. . Например, код символа складывается из буквенного обозначения и цифрового X={A, B, C, D}, Y={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, …, 16}; тогда

, .

Большинство кодировок используют один байт для кодирования символов.

2. Символы, относящиеся к одной группе по каким-либо признакам желательно кодировать в виде односвязного множества в одномерном пространстве кодов (рис. 17.1).

Р
ис. 17.1. Одномерное пространство кодов символов

3. Коды символов должны отражать порядок следования букв в алфавите.

4. Желательно, чтобы преобразование строчных букв в прописные и обратно сводилось к прибавлению или вычитанию некоторой константы или к гашению/записи некоторых бит.

Принцип 2 и 4 не всегда соблюдаются.

Для кодирования символов в качестве внутреннего кода ЭВМ наиболее часто используется двоичный код обработки информации (ДКОИ), построенный на основе международного кода EBCDIC.

Наиболее часто символы в тексте в пределах информационных блоков встречаются с различной вероятностью, что позволяет сократить затраты разрядов на кодирование. Для этого количество информации рассчитывается при помощи энтропии по Шеннону H_S(X), и в общем случае HS(S)< HX(S).

, (17.3)

где N – мощность множества X(N=|X|); P_i – вероятность поступления событий (встречаемость символов в тексте); .

Если события равновероятны, то P_i = 1/N =>

. (17.4)

Свойства энтропии по Шеннону:

а) она всегда положительна;

б) она максимальна, т.е. равна энтропии по Хартли, когда события равновероятны;

в) для независимых событий из множеств X и Y, энтропия произведения X и Y равна сумме отдельных энтропий

H_S(XY)=H_S(X)+ H_S(Y).

Энтропия по Шеннону и энтропия по Хартли также используются для теоретического анализа каналов передачи информации.

Разобьем множество символов S на m подмножеств (), в которых символы встречаются с равной вероятностью.

, (17.5)

где р_i – вероятность встретить символ, принадлежащий подмножеству S_i.

Количество бит для кодирования одного символа определяется как

. (17.6)

Экономия в разрядах на один символ проявляется, когда n1

Похожие работы

Курс лекции по компьютерным сетям

Скачать

293733

5

0

... метод доступа с передачей полномочия. Охарактеризовать метод множественного доступа с разделением частоты. Какие существуют варианты использования множественного доступа с разделением во времени? Лекция 5.ЛВС и компоненты ЛВС Компьютерная сеть состоит из трех основных аппаратных компонент и двух программных, которые должны работать согласованно. Для корректной работы устройств в сети их нужно ...

Лекции по курсу "Информатика"

Скачать

120115

3

4

... одним из синонимов научно-технического прогресса. Слово это появилось в начале 60-х годов во французском языке для обозначения автоматизированной обработки информации в обществе. Информатика (от французского information - информация и automatioque -автоматика) - область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, представления ...

Техническая диагностика средств вычислительной техники

Скачать

509004

6

0

... ? 8. Какими программами можно воспользоваться для устранения проблем и ошибок, обнаруженных программой Sandra? Раздел 3. Автономная и комплексная проверка функционирования и диагностика СВТ, АПС и АПК Некоторые из достаточно интеллектуальных средств вычислительной техники, такие как принтеры, плоттеры, могут иметь режимы автономного тестировании. Так, автономный тест принтера запускается без ...

Создание локальной сети

Скачать

59974

6

46

... концентратора, требуется также сетевой кабель, так называемый двужильный провод Ethernet RJ-45 (10BaseT или 100BaseT), который немного больше обычного телефонного кабеля. 3. Создание локальной сети 1. Обнаружение параметров сети. 2. Выбираем параметры настроек. 3. Задание корня DNS-имени ZALMAN. local. 4. Настраиваем IP-адрес и адрес DNS-сервера. 5. Локальные ...