Вопрос 28. Архитектура современных видеосистем. Локальная шина.

Локальная шина. Вывод графики и особенно анимации требует очень высокой скорости передачи данных. Это требование учтено в архитектуре современных персональных компьютеров: контроллер видеосистемы (или видеоадаптер) располагается рядом с процессором и оперативной памятью и подключен к системной шине через скоростную локальную шину, что позволяет ускорить обмен данными между оперативной памятью и видеопамятью. Обмен данными по системной шине для видеосистемы обеспечивают процессор, видеоадаптер и контроллер локальной шины. До недавнего времени для подключения видеоадаптеров использовалась локальная шина PCI (Peripherical Component Interconnect local bus), которая является стандартом для подключения различных периферийных устройств. В настоящее время видеоадаптеры подключаются через локальную шину AGP (Accelerated Graphics Port), разработанную для повышения скорости обмена данными между видеоадаптером и оперативной памятью по сравнению с возможностями шины PCI. Шина AGP позволяет достичь большей частоты кадров при работе графических 3D-акселераторов. Высокая скорость обмена данных с оперативной памятью позволяет хранить растровые текстуры в оперативной памяти, а не в видеопамяти. Кроме того, использование AGP-порта снижает нагрузку на шину PCI, что повышает быстродействие компьютера.

Вопрос 29. Графические видеорежимы. Эволюция видеоадаптеров.

Видеоадаптеры позволяют выводить информацию на экран в текстовом и графическом режимах. В текстовом режиме возможности адаптера характеризуются числом строк на экране и числом символов в строке. Графический режим определяется размером растра и глубиной цвета (количеством одновременно выводимых на экран цветов). Перечислим наиболее распространенные виды видеоадаптеров:

• DA(Monochrom display Adapter) предназначен для работы в текстовом режиме 25 строк по 80 символов в строке.

• Hercules Grapphic Card поддерживал, помимо текстового, графический черно-белый режим 720х348 пикселов.

• CGA(Color Graphic Adapter) позволял работать в цветном текстовом или графическом режимах. Два графических режима: черно-белый 640х200 пикселов и цветной 320х200 пикселов. В цветном режиме можно было отображать только четыре цвета одновременно (глубина цвета 2 бита на пиксел).

• EGA(Enchanced Graphic Adapter) поддерживал 16-цветный графический видеорежим 640х350 пикселов, цвета выбирались из палитры 64 цветов. Главным недостатком этого режима была различная разрешающая способность по горизонтали и вертикали, т.е. пикселы имели прямоугольную форму (круг выглядел овалом).

• MCGA (Multi-Color Graphic Array) и VGA(Video Graphic Array) обеспечивали 256-цветные видеорежимы. Адаптер VGA имеет два видеорежима: 1) 256-цветный графический видеорежим с размерами растра 320х200, цвета можно выбирать из палитры в 256 тысяч цветов, пикселы прямоугольной формы;  2) 16-цветный видеорежим 640х480, пикселы квадратные.

• SuperVGA поддерживают графические видеорежимы:  16-цветные 800х600 и 1024х768; 640х480, 800х600 и более для 256 цветов.

• Targa24 - первый видеоадаптер с глубиной цвета в 24 бита, что позволило получить цветовой видеорежим True Color.

Видеоадаптеры могут различаться не только по быстродействию и возможностям для работы с цветом, но и по уровню реализации тех или иных графических операций. Например, видеоадаптеры Matrox позволяют создавать качественную двумерную графику, Nvidia GeForce считаются удачными игровыми 3D-акселераторами, а видеоадаптеры 3Dlabs Wildcat могут использоваться для профессионального 3D-моделирования. Использование программистами графических возможностей видеосистемы может осуществляться на различных уровнях.

• Использование возможностей BIOS для выполнения простейших операций, таких как определение графического видеорежима, вывода пикселов на экран и др.

• Использование функций операционной системы. Раз-личные операционные системы предоставляют в этом плане различные возможности: в MS-DOS практически нет графических функций, но программист имеет свободный доступ ко всем аппаратным ресурсам компьютера, в том числе и непосредственный доступ к видеопамяти; операционная система Windows запрещает прикладным программам непосредственный доступ к аппаратным ресурсам, но содержит несколько сотен графических функций – интерфейс API (Application Program Interface).

• Использование специализированных графических интер-фейсов и библиотек, которые поддерживают аппаратные возможности современных графических процессоров.