Текст книги "Издательство на компьютере. Самоучитель"

Видеокарта (видеоадаптер, графическая карта) является устройством, непосредственно формирующим изображение на экране монитора. По выполняемым функциям видеокарта представляет собой небольшой компьютер, собранный на одной печатной плате. На видеокарте находятся: видеопроцессор, видеопамять, система ввода/вывода устройства (BIOS), разъем для подключения адаптера к системной шине, разъем для подключения монитора, разъемы расширения видеопамяти. Другими словами, типовая карта состоит из четырех основных устройств: видеопамяти, видеоконтроллера, ЦАП (DAC) и видео-ПЗУ (Video ROM):

□ видеопамять служит для хранения изображения. От ее объема зависит максимально возможное полное разрешение видеокарты, т. е. А х В х С, где А – количество точек по горизонтали, В – по вертикали, С – количество возможных цветов каждой точки. Например, для разрешения и количества цветов 800 х 600 х 256 достаточно 512 Кб видеопамяти, а для 1024 х 768 х 65 536 (т. е. 1024 х 768 х 64 Кб) – 2 Мб. Таким образом, видеопамять отвечает за разрешение и цвет на экране вашего монитора. Практически все современные видеокарты выпускаются с объемом памяти 8, 16, 32 и 64 Мб;

□ видеоконтроллер отвечает за вывод изображения из видеопамяти, регенерацию ее содержимого, формирование сигналов развертки для монитора и обработку запросов центрального процессора. Современные видеоконтроллеры является потоковыми – их работа основана на создании и смешивании воедино нескольких потоков графической информации. Обычно это основное изображение, на которое накладывается изображение аппаратного курсора мыши и отдельное изображение в прямоугольном окне, поступающее, например, от TV-приемника или декодера MPEG. Видеоконтроллер с потоковой обработкой, а также с аппаратной поддержкой некоторых типовых функций, называется графическим акселератором (ускорителем)[7]7
  Ускоритель (accelerator) – набор аппаратных возможностей видеоадаптера (видеокарты), предназначенный для перекладывания части типовых операций по работе с изображением на встроенный процессор адаптера. Различаются ускорители графики (graphics accelerators) с поддержкой изображения отрезков, простых фигур, заливки цветом, вывода курсора мыши и т. п. и ускорители анимации (video accelerators) – с поддержкой масштабирования элементов изображения и преобразования цветового пространства. Для компьютерных игр используются ускорители трехмерной графики (3D-accelerators) с поддержкой многослойного изображения, теней и пр.


[Закрыть] и служит для разгрузки ЦП от рутинных операций по формированию изображения;

□ ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь, DAC) служит для преобразования результирующего потока данных, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на монитор. Все современные мониторы используют аналоговый видеосигнал, поэтому возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами ЦАП. Стандартные ЦАП имеют разрядность 8x3– три канала основных цветов (красный, синий, зеленый, RGB) по 256 уровней яркости на каждый цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов;

□ видео-ПЗУ (Video ROM) – постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. На современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (Flash ROM), допускающие перезапись пользователем под управлением специальной программы из комплекта карты.

Различают два режима работы видеоадаптера: текстовый и графический.

В текстовом режиме на экране отображается текст в виде символов, внешний вид которых определяет знакогенератор карты. Каждому символу ставится в соответствие число – его порядковый номер в наборе матриц знакогенератора, что определяет раскладку таблицы символов. Всего таких символов в стандартной таблице 256, и нумеруются они от 0 до 255. Конкретное начертание набора называется кодовой страницей, а несколько таких наборов для различных режимов – символьной раскладкой, или набором для соответствующей национальной спецификации.

Графический режим предполагает изображение на экране монитора объектов произвольной формы и сложности. В графическом режиме изображение кодируется как набор пикселов.

По работе с видеосигналами видеокарты можно поделить на группы: TV-тюнеры (TV-tuner), фрейм-грабберы (frame grabber), преобразователи VGA-TV, MPEG-плееры (MPEG player) и др.

TV-тюнер – это устройство для преобразования аналогового сигнала, поступающего от сети кабельного телевидения, антенны, видеомагнитофона, камкодера. TV-тюнеры устанавливаются на шину PCI. Они обеспечивают просмотр телепередач и захват видеофрагментов или кадров, сопровождаются специальным программным обеспечением.

Фрейм-граббер позволяет дискретизировать видеосигнал, сохранить отдельный кадр в собственной памяти, вывести его для просмотра и записать на диск. При просмотре видео до захвата кадра используется режим «псевдореальное видео» с частотой обычно 2—10 кадров/с. Захват отдельного кадра обеспечивается с разрешением до 1600 х 1200, поддерживающим до 16,7 млн цветов. Плата сопровождается программным обеспечением. Возможны встроенные операции над кадром (редактирование кадра). Сохранение кадра обеспечивается в стандартных форматах растровой графики.

Преобразователь VGA-TV транслирует цифровой сигнал VGA-изображения в аналоговый сигнал для вывода на телевизор. Поддерживает распространенные стандарты телесигнала. Допускает одновременный вывод изображения на телевизор и монитор. Возможна регулировка изображения и монтаж (наложение компьютерной графики на внешний видеосигнал).

MPEG-плеер – это устройство для воспроизведения фильмов, записанных на Video-CD с качеством VHS. MPEG (Motion Picture Expert Group) – это стандарт сжатия цифрового видео и звука. Стандарт определяет методы компрессии, позволяющие увеличить скорость поступления аудио– и видеоданных. Коэффициент сжатия данных – 8—10. При чтении скорость потока данных не превышает 150 Кб/с. Альтернатива аппаратным декодерам – программные декомпрессоры в реальном масштабе времени.

Диапазон цен на самые популярные видеокарты – 30—120 долларов. Для обычной работы с офисными приложениями и двумерной графикой, программирования или обучения, работы в Интернете, будет достаточно самой простой 16 Мб видеокарты любого производителя. Для чего же тогда выпускают все остальные видеокарты? В 95% случаев – для компьютерных игр. Нигде не требуется такого быстродействия и производительности, кроме как в играх и некоторых программах разработки и редактирования трехмерных объектов, сцен и анимации, видеоредактирования.

В качестве примера ниже даны параметры конкретной видеокарты ASUS V7100 Pro, изображенной на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Видеокарта ASUS V7100 Pro на чипсете GeForce2 МХ-400

Использование видеокарт на чипе GeForce2 МХ-400 с видеопамятью 32 Мб является сегодня популярным решением. В табл. 2.1 показаны характеристики данного устройства.

Таблица 2.1. Характеристики видеокарты ASUS V7100 Pro

Плюсы такой карты: высокое качество изображения; хорошее качество изготовления; память 4,8 не, работает на частоте 200 МГц; отличная комплектация. Минус: высокая цена.

Современные карты для шин AGP не имеют жестко заданных адресов ввода/вывода, поэтому при инициализации система автоматически разносит их по разным областям адресов. Это позволяет совмещать в компьютере две и более видеокарт при наличии поддержки со стороны ОС. Так, например, Windows 98 две видеокарты поддерживает. При этом основной (размещаемой по стандартным адресам ввода/вывода) будет карта, расположенная в разъеме с наименьшим номером.

Периферийные устройства являются необязательными в базовой конфигурации ПК и служат для расширения функциональных возможностей персонального компьютера, удобства управления им и представления информации в различных формах в процессе ее обработки, хранения и отображения. К ним относятся: принтеры, модемы, сканеры, CD-ROM, стримеры, графические планшеты, плоттеры, устройства мультимедиа и другие желательные, но не обязательные устройства. Подсоединение периферийных устройств к компьютеру производится через устройства сопряжения (адаптеры), на которых реализованы стандартные или специальные интерфейсы. Последовательный и параллельный интерфейсы называют также портами ввода/вывода. Последовательные порты (СОМ) обычно используются для подключения мыши, внешнего модема. Параллельные порты (LPT) чаще всего используются для подключения принтера, сканера, плоттера. В настоящее время наиболее перспективным считается интерфейс US В.

Кроме мониторов, к устройствам вывода графических данных относятся и принтеры. Принтер (printer), или печатающее устройство, предназначен для вывода информации на бумагу. Все современные принтеры могут выводить текстовую информацию, а также рисунки и другие изображения. В настоящее время известно несколько тысяч моделей принтеров, которые могут быть разделены на три основных типа – матричные, струйные, лазерные.

Матричный принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенная точка. Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Так как напечатанные знаки внешне представляют собой матрицу, а воспроизводит эту матрицу игольчатый принтер, то часто его называют матричным принтером. Среди матричных принтеров существуют 9-игольчатые и 24-игольчатые. В головке 9-игольчатого принтера находятся 9 иголок, которые, как правило, располагаются вертикально в один ряд.

В настоящее время матричные (игольчатые) принтеры применяются все реже. Достоинства этих принтеров: удовлетворительная скорость печати и универсальность, заключающаяся в способности работать с любой бумагой, а также низкая стоимость оттисков. Недостаток: низкое качество печатной продукции, особенно графической. Другой недостаток: игольчатый принтер – механическое устройство, а работа механических узлов всегда сопровождается шумом.

В струйных принтерах изображение формируется микроскопическими каплями специальных чернил, вылетающих на бумагу через маленькие отверстия. В качестве элементов, выталкивающих струи чернил, используются пьезокристаллы. В основе их работы лежит эффект расширения под действием электричества. По сравнению с матричными принтерами, этот способ печати обеспечивает лучшее качество и более высокую производительность. К тому же он очень удобен для реализации цветной печати. Цветное изображение формируется с помощью использования (наложения друг на друга) четырех основных цветов. Уровень шума струйных принтеров значительно ниже, чем игольчатых, поскольку его источником является только двигатель, управляющий перемещением печатающей головки. При черновой печати (LQ) скорость струйного принтера значительно выше, чем игольчатого, и составляет 3—4 (до 10) страницы в минуту.

Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке – чем их больше, тем выше качество. Большое значение имеет качество и толщина бумаги. Для струйных принтеров выпускается специальная бумага, но можно печатать и на обычной бумаге плотностью от 60 до 135 г/м². В некоторых моделях для быстрого высыхания чернил применяется подогрев бумаги. Разрешение струйных принтеров при печати графики составляет от 300 х 300 до 720 х 720 dpi (точек на дюйм).

Основные недостатки струйного принтера – большая стоимость расходных материалов (картриджи стоят дорого – от 10 до 30$) и возможность засыхания чернил внутри сопла, что приводит к необходимости замены печатающей головки. В среднем одного черного картриджа хватает на 200—500 страниц, в зависимости от принтера, режима печати и степени заполнения страниц. Цветного картриджа хватает на 50—100 страниц при печати фотографий.

Если вы планируете серьезно заниматься фотопечатью, то вам лучше подойдут принтеры, использующие шестицветные картриджи. Они позволяют получить лучшую цветопередачу. Разумной альтернативой может быть покупка дорогого 4-цветного принтера с разрешением 1200 dpi и более. Печать полностраничной фотографии с высшим качеством может занимать от 2 до 15 минут. Если вам важна скорость и надежность, то покупайте более дорогие модели принтеров – они и быстрее и рассчитаны на больший ресурс печатного механизма. Полноцветная фотография 10 х 15, распечатанная на фотопринтере, обойдется примерно в 10 рублей против 5 рублей в обычном фотоателье. Качество печати струйных принтеров очень сильно зависит от типа используемой бумаги. Хорошее фотоизображение достижимо только на специальной фотобумаге, выпускаемой производителями принтеров.

В качестве примера на рис. 2.19 показан полупрофессиональный струйный принтер Epson Stylus Photo 2100, который может печатать на листовой бумаге форматом до A3, на рулонах шириной до 329 мм и длиной до 10 метров. Оба вида носителей загружаются каждый в свой подающий тракт, т. е. можно установить сразу и рулон, и листовую бумагу. Помимо этих двух трактов, у Epson Stylus Photo 2100 есть еще и третий, предназначенный для печати на толстых листовых материалах (до полутора миллиметров). Принтер способен печатать на бумаге плотностью до 1100 г/м² (фотокартоне). На печать полноцветного листа форматом А4 с разрешением 1440 dpi уходит три-четыре минуты. Помимо параллельного LPT-порта и USB 2.0, принтер оборудован портом FireWire. Сочетание всех возможностей вкупе с привлекательной ценой делают эту модель хорошим выбором для профессионалов-фотографов и небольших дизайн-студий.

Рис. 2.19. Струйный принтер Epson Stylus Photo 2100

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее качество печати. Цветные лазерные принтеры стоят около нескольких тысяч долларов. В черно-белых лазерных принтерах для печати используется лазерный луч, управляемый компьютером. В лазерном принтере имеется валик, покрытый полупроводниковым веществом, которое электризуется от попадания лазерного света. Луч при помощи поворотного зеркала направляется в то место валика, где должно быть изображение. Это место электризуется, и к нему «прилипают» мельчайшие частицы сухой краски, которая находится в контейнере под валиком. После этого валик прокатывается по листу бумаги и краска переходит на бумагу. Для закрепления на бумаге красящего порошка ее пропускают через нагревательный элемент, что приводит к спеканию краски. Внешний вид лазерного принтера показан на рис. 2.20.

Рис. 2.20. а) лазерный принтер фирмы HP; б) лазерный принтер фирмы Samsung; в) лазерный принтер фирмы Minolta

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

□ разрешающая способность, dpi (dots per inch – точек на дюйм). Разрешение по вертикали соответствует шагу барабана и составляет от 1/300 до 1/600 дюйма. Разрешение по горизонтали определяется точностью наведения лазерного луча и количеством точек в строке и составляет, как правило, от 1/300 до 1/1200 дюйма;

□ производительность (страниц в минуту). Лазерные принтеры со средними возможностями печатают 6—10 страниц в минуту. Высокопроизводительные сетевые лазерные принтеры могут печатать до 20 и более страниц в минуту. Конечно, это условные цифры, так как на одном и том же принтере печать сложных графических изображений займет много больше времени, чем печать текста;

□ формат используемой бумаги. Большинство лазерных принтеров могут печатать на бумаге формата А4, реже – A3;

□ объем собственной оперативной памяти. Лазерный принтер обрабатывает целые страницы, что связано с большим количеством вычислений. Наиболее часто в черно-белых лазерных принтерах используется память от 2 до 16 Мб.

Лазерная печать, по сравнению со струйной, имеет ряд неоспоримых преимуществ:

□ высокая скорость (8—12 страниц в минуту) и качество печати;

□ высокая надежность, большой ресурс принтера (100—200 тыс. страниц) и картриджа (1000—10000 страниц);

□ отпечаток не размывается водой;

□ долговечность документов (они не выцветают, хотя тут многое зависит от бумаги);

□ экономичность (стоимость отпечатка в несколько раз ниже, чем у струйного принтера);

□ относительно низкий уровень шума.

Есть, конечно, у лазерных принтеров и недостатки:

□ высокая стоимость самих принтеров – от $220 и выше (для ч/б);

□ отсутствие возможности дешевой цветной печати;

□ высокое энергопотребление (по сравнению со струйными принтерами).

Современные принтеры общаются с компьютером либо через параллельный порт (LPT), либо через USB. Последний вариант является более современным, но имеет ограничение: USB-принтеры работают только в ОС Windows и MacOS, а в MS-DOS они работать не будут.

Модем — устройство, позволяющее связывать компьютеры через телефонную сеть, а также работать в Интернете. «Внутри» модем представляет собой микрокомпьютер с достаточно мощным процессором, постоянной и оперативной памятью и аналоговой частью, ответственной за сопряжение модема с телефонной сетью. Другими словами, модем состоит из двух частей – передатчика (модулятора) и приемника (демодулятора). Модулятор передает в низкочастотную телефонную сеть цифровую информацию от компьютера в виде аналоговых сигналов звукового диапазона частот. Демодулятор преобразует эти аналоговые сигналы в цифровые значения, которые может интерпретировать компьютер. Таким образом, модем преобразует аналоговый телефонный сигнал в цифровой компьютерный и наоборот.

Для подключения к телефонной сети модем содержит два стандартных телефонных разъема RJ-11. Один такой разъем (с надписью LINE) используется для подключения к телефонной сети, а в другой (с надписью PHONE) можно подсоединить обычный телефонный аппарат.

По конструктивному исполнению модемы бывают:

□ внешними — в виде отдельного устройства, обычно подключаемого к компьютеру через порт COM, LPT или USB (рис. 2.21, о);

□ внутренними — в виде электронной платы, подключаемой к системной шине компьютера (рис. 2.21, б).

Рис. 2.21. Внешний (а) и внутренний (б) модемы

Внутренние модемы дешевле, так как не нуждаются в отдельном блоке питания и не занимают разъемы портов на задней стенке компьютера. Однако они не так удобны, поскольку не содержат световых индикаторов, по которым можно узнать состояние модема, а при их «зависании» (что иногда бывает) приходится выключать и включать компьютер, тратя время на его перезагрузку, в то время как для внешнего модема было бы достаточно выключить и снова включить модем. Кроме того, в наших телефонных сетях иногда проходят импульсы (удары) повышенного напряжения до 220 В.

При получении такого электрического удара для внешнего модема в худшем случае "сгорит" модем, а для внутреннего – может прийти в полную непригодность весь компьютер. Поэтому, как правило, применение внешних модемов является более предпочтительным.

Следует заметить, что скорость работы модема, обозначенная на его упаковке, например 56 Кбит/с (килобит в секунду), не означает, что в ваших конкретных условиях он будет работать с этой скоростью. Цифру 56 ООО бит/с можно воспринимать лишь как максимально достижимую на идеальной линии. В реальности скорость будет зависеть от качества вашей телефонной линии, типа АТС, к которой вы подключены, расстояния до АТС, от оборудования, которое провайдер (фирма, обеспечивающая доступ в Интернет) установил со своей стороны, многих других причин, даже от погоды. Обычно скорость работы на средней линии составляет примерно 33,6 Кбит/с, а на плохих линиях и того меньше – 28 Кбит/с (к тому же, могут быть разрывы связи).

Некоторые модемы обладают голосовыми возможностями, то есть могут принимать из телефонной сети звуковые сообщения, записывая их в файл, и воспроизводить звуковые файлы в телефонную сеть. Такой модем в сочетании с соответствующим программным обеспечением может, например, использоваться в качестве автоответчика, осуществлять рассылку голосовых сообщений или рассылку факсов с выдачей просьбы переключиться на факс и т. д.

Для воспроизведения звуковой информации – музыки, речи и т. д., в компьютере должны быть установлены звуковые карты и акустические системы. Без звуковой карты, возможности которой крайне ограничены, компьютер может издавать звуки лишь с помощью встроенного динамика. С помощью звуковой карты можно не только воспроизводить, но и записывать звук, а также выполнять некоторые другие действия (например, накладывать один звуковой сигнал на другой).

Звуковой адаптер (звуковая карта) является типичным устройством мультимедиа, предназначенным не только для воспроизведения или записи звука, но и для обработки (редактирования) звуковых файлов. Звуковая карта, подобно модему, преобразует цифровые данные компьютера в аналоговый звуковой сигнал и обратно. Звуковая карта вставляется в слот расширения ISA или PCI компьютера, а к самой карте можно подключить микрофон, колонки, наушники, джойстик и привод компакт-диска. Первыми удачными звуковыми картами, обеспечивающими воспроизведение естественного звука, стали карты фирмы Sound Blaster. Из-за их широкого распространения так стали называть все звуковые карты. Огромное количество фирм выпускает звуковые карты, «совместимые» с Sound Blaster.

Качество воспроизведения цифрового звука определяется двумя основными параметрами: разрядностью (количеством фрагментов, на которые разбивается звук при его оцифровке, определяющим точность представления звука в цифровом виде) и частотой дискретизации (частотой обновления данных, определяющей длительность каждого оцифровываемого фрагмента).

Разрядность карты может составлять 8 или 16 бит, а частота дискретизации – от 4 до 44 кГц (не путайте с максимальной частотой воспроизводимого звука, которая, как минимум, вдвое меньше). Чем выше тот и другой показатель, тем лучше карта. Стандартный проигрыватель компакт-дисков имеет 16-разрядный цифро-аналоговый преобразователь, работающий на частоте 44,1 кГц. Соответственно, звуковые карты позволяют достичь того же качества звука.

Рис. 2.22. Внешний вид Sound Blaster 4.1 Digital

В качестве примера можно привести технические характеристики звуковой карты Sound Blaster 4.1 Digital (рис. 2.22). Это простая и дешевая карта для массового использования, обладающая базовым набором функций. В комплект с картой входит компакт-диск со стандартным комплектом программ. Стандартный комплект программ содержит драйверы, руководства пользователя в формате PDF на 14 языках (включая русский), установочный пакет DirectX 7.0, банки инструментов MIDI, демонстрационные звуковые ролики в формате MIDI, WAV и МРЗ, программы Acrobat Reader 5.0, Creative Play Center, MiniDisc Center, KeyTar, WaveStudio, AcidXpress, Oozic Player.

Требования к системе:

□ процессор Pentium 133 или более мощный;

□ 32 Мб системной памяти;

□ ОС Windows 95, 98, ME или 2000 (драйверы для Windows XP доступны на www.creative.com);

□ свободный разъем PCI;

□ привод CD-ROM для установки программного обеспечения. Основные возможности карты:

□ разрядность отсчетов цифрового сигнала – 16 бит;

□ максимальная частота дискретизации – 48 кГц;

□ поддержка полного дуплекса;

□ количество звукоизлучателей – 2 или 4 (передние/задние);

□ наличие цифрового выхода S/PDIF (сигнал выводится на разъем Out 1 вместо аналогового сигнала фронтальных громкоговорителей, переключение программное);

□ таблично-волновой MIDI-синтезатор с наборами инструментов формата Ensoniq AudioPCI;

□ стандартные наборы инструментов – объемом 2, 4 и 8 Мб, инструменты General MIDI, 10 наборов ударных, совместимых с МТ-32;

□ полифония – 128 голосов;

□ эффекты – reverb, chorus.

Можно сказать, что карта SB 4.1 Digital – подходящий выбор для непритязательного пользователя или музыканта-любителя, которому недостаточно простейших игровых карт с высоким уровнем шума и синтезатором, ориентированным на формат DLS. При цене в $40 она удачно занимает нишу между самыми дешевыми и простыми РС1-картами ($10) и более сложными и дорогими типа Live! ($50 и выше).