Московский государственный университет печати

Иванько А.Ф., Иванько М.А.


         

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОМ ДЕЛЕ

Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 035000 «Издательское дело»


Иванько А.Ф., Иванько М.А.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОМ ДЕЛЕ
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1.

Применение информационных технологий в издательском деле и полиграфии

1.2.

Основные понятия информационных технологий

1.3.

История развития информационных технологий и технических средств автоматизации. Роль аппаратных средств

2.

АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЕ КОМПЛЕКСЫ

3.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИЗДАТЕЛЬСКОГО И ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

3.1.

Системные платы. Виды системных плат

3.2.

Процессор. Параметры процессора. Типы архитектур

3.3.

Шины

3.4.

Виды интерфейсов устройств хранения данных

3.5.

Мониторы

3.6.

Устройства вывода на печать - принтеры. Технологии цветной печати

3.6.1.

Dot Matrix

3.6.2.

Liquid ink-jet

3.6.3.

Thermal transfer

3.6.4.

Dye sublimation

3.6.5.

Phase change ink-jet

3.7.

Ксеро-копировальный аппарат

3.8.

Лазерные принтеры

3.9.

Сканеры

3.9.1.

Классификация сканеров по прозрачности оригинала

3.9.2.

Классификация сканеров по механизму движения

3.9.3.

Классификация сканеров по типу вводимого изображения

4.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

4.1.

Операционные системы

4.1.1.

Сетевые операционные системы

4.1.2.

Архитектура операционных систем

4.2.

Прикладное программное обеспечение

4.2.1.

Базы данных

4.2.2.

Программные средства обработки иллюстраций и графики

5.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

5.1.

Классификация компьютерных сетей и их функции

5.2.

Виды каналов передачи данных

5.3.

Модель взаимодействия открытых систем

5.4.

Сетевой протокол и интерфейс

5.5.

Адресация в Интернете

5.6.

Протокол передачи данных TCP/IP

5.7.

Специальное коммуникационное оборудование

6.

Библиографический список

Указатели
32   указатель иллюстраций
Рис. 3.1. Системная плата Baby AT Рис. 3.2. Системная плата АТХ Рис. 3.3. Магистрально-модульный принцип построения компьютера Рис. 3.4. Ксеро-копировальный аппарат: 1 - ракель; 2 - каротрон заряда; 3 - фоторецептор; 4 - магнитный вал с тонером; 5 - нагреваемый элемент; 6 - пружинный вал; 7 - бумага или пленка; 8 - источник света; 9 - вал переноса; 10 - фьюзер (печка)

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля):

профессиональные (ПК):

  • использовать информационные технологии и программное обеспечение при разработке издательских проектов (ПК-14);
  • формировать структуру и контент электронных изданий, применять программные средства их разработки (ПК-23);

управление издательскими процессами:

  • использовать цифровые активы и базы данных (ПК-26);
  • уметь распространять издательскую продукцию;
  • знать принципы функционирования и методы построения современных глобальных книгораспространительных систем;
  • использовать электронные форматы передачи информации (ПК-34);
  • владеть методами распространения цифровых изданий (ПК-35).

Основой современных полиграфических и издательских комплексов являются ПК, которые могут объединяться в многопроцессорные системы, в локальные вычислительные сети, глобальные вычислительные сети.

В составе вычислительной системы, построенной на базе ПК, могут присутствовать несколько устройств, составляющих стандартную конфигурацию ПК.

Основу ПК составляет системный блок, в составе которого присутствуют: блок питания, материнская плата, а также несколько внешних запоминающих устройств: накопитель на твердом диске, накопитель на гибком диске (флоппи), устройство для хранения-чтения на оптических дисках.

Материнская плата представляет панель, на которой установлены различные типы разъемов, соединенных системными шинами. Размеры системных плат являются стандартизированными, они выпускаются в нескольких вариантах, что обусловливается размером и типом корпусов, в которые эти платы можно установить.

Системная, или материнская плата персонального компьютера (System board или Motherboard) является основой системного блока, определяющей архитектуру и производительность компьютера. На ней устанавливаются следующие обязательные компоненты:

  • процессор(ы) и сопроцессор;
  • память: постоянная, оперативная, кэш-память;
  • обязательные системные средства ввода-вывода: контроллеры клавиатуры, прерываний, DMA, таймеры, CMOS RTC, средства управления динамиком;
  • интерфейсные схемы и разъемы шин расширения;
  • кварцевый генератор синхронизации;
  • схема формирования сброса системы по сигналу Power Good от блока питания или кнопки Reset;
  • схема управления блоком питания (для плат и блоков АТХ);
  • регуляторы напряжения питания - VRM (Voltage Regulation Module). Как правило, это управляемые преобразователи напряжения +5В в более низкое, требуемое для современных низковольтных процессоров и интерфейсов;
  • средства мониторинга состояния системного блока: измерители скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других высокотемпературных компонентов; измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа и т.п. Эти средства позволяют программно (через загружаемое ПО или меню CMOS Setup) снимать показания измерителей и датчиков, а также при должной настройке вырабатывать прерывание, сигнализирующее о критических событиях, и даже предпринимать экстренные меры (вплоть до выключения питания при перегреве). Средства мониторинга присутствуют не на всех системных платах.

Кроме этих, сугубо обязательных средств, на большинстве современных системных плат устанавливают и контроллеры НГМД, интерфейсы СОМ- и LPT-портов, 2-6 портов USB, пару каналов АТА. Этот набор по нынешним меркам является обязательным для «голых» системных плат, иногда к нему добавляют и контроллеры SCSI Fire Wire.

Существуют и системные платы с интегрированными видео- и аудиоустройствами, адаптером локальной сети и прочими устройствами, обеспечивающими полную функциональность компьютера без всяких карт расширения. Размещение на системной плате контроллеров, требующих интенсивного обмена данными (ATA, SCSI, графический адаптер), позволяет использовать преимущества локального подключения к шине памяти и процессора. Какая плата лучше - «голая» или с интегрированной периферией, - зависит от назначения компьютера.

Системные платы первых компьютеров (кроме процессора) содержали несколько периферийных БИС (контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, контроллер шины) и связующую логику на микросхемах малой и средней степени интеграции. Современные платы исполняются на основе чипсетов (Chipset) - наборов из нескольких БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов - процессора, памяти и шин. Чипсет определяет возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти и ряд других характеристик системы. Его тип существенно влияет и на производительность - при одинаковых установленных компонентах производительность компьютеров, собранных на разных системных платах, может отличаться на 30%.

Основные виды системных плат: объединительная; полноразмерная плата AT; плата Baby AT; ATX; LPX; NLX.

Системы с объединительными платами бывают двух типов: пассивные и активные. Пассивные объединительные платы не содержат никакой электроники, а имеют только разъемы шин, несколько различных буферов и драйверных схем, остальные элементы размещаются на платах расширения. Активные объединительные платы содержат схемы управления шиной и многие другие компоненты; на таких платах содержится вся необходимая электроника, за исключением процессорного комплекса. Процессорным комплексом называют часть схемы объединенной платы, которая включает сам процессор и непосредственно связанные с ним компоненты, такие как тактовый генератор, кэш-память и т.д.

Большинство ПК используют активную плату с отдельным процессорным комплексом. Компания IBM применяет такую конструкцию в самых мощных компьютерах серверного класса.

Полноразмерная плата AT - 30,5<?xml version="1.0"?>
33 см. Такая плата помещается в полноразмерный системный блок AT или Tower.

Baby AT. Может быть установлена в полноразмерном комплексе AT, причем для подключения клавиатуры на таких платах используется 5-контактный разъем DIN. Эти платы можно установить практически в любой комплекс (рис. 3.1 Рис. 3.1. Системная плата Baby AT).

Плата LPX. Для корпусов с уменьшенной высотой.

Плата NLX. Эти платы наиболее перспективны, так как на них можно установить новые микропроцессоры с повышенным тепловыделением. Этот тип имеет ряд преимуществ: поддержка современных технологий - это особенно важно для компьютеров последних поколений, так как эти микропроцессоры требуют наличия специальной системы охлаждения; слоты расширения находятся непосредственно на системной плате, что обеспечивает возможность подключения современных видеокарт для высокоэффективных видеомониторов.

Для материнских плат важной характеристикой является форм-фактор - этот параметр определяет поколение микропроцессоров, которые можно устанавливать на материнскую плату (рис. 3.2 Рис. 3.2. Системная плата АТХ).

Для разъема SuperSoket7 - используют процессоры фирм IBM типа К6, К6-2. Для разъема Slot1 - процессоры фирмы Intel, такие как Pentium 2, 3, 4. На сегодняшний день Slot1 используют все процессоры высшего уровня.

Процессор - это главная микросхема материнской платы; устройство, которое предназначено для управления ходом вычислительных процессов и логических операций. В ПК присутствует центральный процессор, который выполняет все основные операции, связанные с обработкой информации, кроме того, ПК может быть оснащен сопроцессором, ориентированным на эффективное выполнение специфических функций, таких как:

  • обработка информационных данных в формате с плавающей точкой (математический сопроцессор);
  • создание графических изображений (графический сопроцессор);
  • выполнение операций взаимодействия с периферийными устройствами (процессор ввода-вывода).

Процессор имеет ряд устройств, среди которых выделяют: УУ - устройство управления, АЛУ - арифметически-логическое устройство.

Основные параметры процессора следующие:

  1. Разрядность.
  2. Рабочее напряжение.
  3. Тактовая частота.
  4. Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты.
  5. Размер кэш-памяти.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, по которой передаются команды для выполнения. У Intel - 32, 64 разряда.

Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой и блоком питания, расположенным в системном блоке (3 вольта).

Тактовая частота определяет количество элементарных операций, выполняемых процессором за единицу времени. Тактовая частота измеряется в Герцах (1 операция/с). Чем выше тактовая частота, тем больше команд может выполнить процессор, тем выше производительность. У современных процессоров 2 ГГц.

Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который необходимо умножить тактовую частоту материнской платы для достижения необходимой частоты рабочего процесса. Процессор получает сигналы от материнской платы, которая работает на частотах более низких, чем процессор. Тактовая частота материнской платы - 100, 133 МГц, коэффициент - 4,5.

Начиная с процессоров 486, процедура модернизации посредством замены процессора на более мощный, стала традиционной. Системные платы начали выпускать с расчетом на различные модификации и тактовые частоты процессоров. Процессоры стали устанавливать в стандартизованные ZIF-сокеты, а затем и в слоты - щелевые двухрядные разъемы.

Кэш-память. Обмен данными внутри процессора производится значительно быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) или кэш-память. Когда процессору нужны данные для обработки информации, он сначала обращается к кэш-памяти, и только при отсутствии там данных, обращается к оперативной памяти. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.

Кэш-память бывает 3-х уровней:

  • 1-го уровня - выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем несколько десятков килобайт;
  • 2-го уровня - выполняется на отдельном кристалле, но располагается в границах процессора с объемом 100 и более килобайт;
  • 3-го уровня - выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах, расположенных на материнской плате, и имеет один и более мегабайт.

Статическая кэш-память на системной плате стала широко применяться с процессорами 386, 486 и Pentium, производительность которых сильно оторвалась от быстродействия динамической памяти. Кэш на системной плате Pentium является вторичным, поскольку первый уровень кэширования реализуется внутри процессора. Для процессоров Р6, Pentium 4 и AMD K7 вторичный кэш с системной платы перекочевал на микросхему (картридж) процессора.

В качестве кэш-памяти применяются следующие типы статической памяти:

  • Anync SRAM, она же A-SRAM или просто SRAM, - традиционная асинхронная память;
  • Sync Burst SRAM, или SB SRAM - пакетная синхронная память;
  • РВ SRAM - пакетно-конвейерная синхронная память.

Типы архитектур процессоров. Во время работы процессор обрабатывает данные, которые находятся в его регистрах, в оперативной памяти и внешних буферных устройствах процессора. Всего существует 3 информационных потока, обрабатываемых процессором.

  1. Команды.
  2. Адреса.
  3. Данные, подлежащие обработке.

Совокупность разнообразных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует систему команд процессора. Чем больше набор команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее запись команд в байтах, тем дольше средняя продолжительность выполнения команд. Процессоры Intel насчитывают более 1 тыс. команд и относятся к процессорам с расширенной системой команд (CISC).

Архитектурный облик IBM PC-совместимого компьютера определяется рядом свойств, обеспечивающих возможность функционирования программного обеспечения, управляющего подключенным оборудованием. Программы могут взаимодействовать с устройствами разными способами:

  • используя вызовы функций операционной системы (прерывания DOS, API Windows и т.д.);
  • используя вызовы функций базовой системы ввода-вывода (BIOS);
  • непосредственно взаимодействуя с известным им «железом» - портами и памятью устройств или контроллеров интерфейсов.

Такое разнообразие существует благодаря изначальной открытости архитектуры первых IBM PC и сохранения имеющихся решений (хотя иногда, и не самых лучших) в последующих моделях, обрастающих новыми узлами.

Облик PC-совместимого компьютера в значительной степени определяется разработчиками из фирм Microsoft и Intel. Для этих фирм стало уже традицией выпускать объемный документ, диктующий разработчикам аппаратуры требования для получения желаемого логотипа Designed for Microsoft Windows.

В спецификациях определяются требования к функциональности и производительности всех подсистем компьютера, включая и периферийные устройства.

В настоящее время выделяют следующие типы архитектур процессора:

  • RISC - возможность выполнения меньшего количества команд, но с большой скоростью. Команды, состоящие из более простых команд, выполняются более производительно и с большой скоростью. Недостатки: сложные алгоритмы не всегда можно разбить на последовательность простых команд;
  • CISC - процессоры универсальны и могут использоваться в любых компьютерных системах;
  • MISC - промежуточный тип архитектуры. Имеет внутреннее ядро микропроцессора, выполненное по RISC-архитектуре и внешнее, выполненное по структуре CISC.

Слоты расширения предназначены для установки карт различного назначения, расширяющих функциональные возможности компьютера. На слоты выводятся стандартные шины расширения ввода-вывода, а также промежуточные интерфейсы, наподобие AMR и CNR. Стандартизованные шины расширения ввода-вывода обеспечивают основу функциональной расширяемости РС-совместимого персонального компьютера, который с самого начала работы не замыкался на выполнении сугубо вычислительных задач.

Шины расширения являются средствами подключения системного уровня: они позволяют адаптерам и контроллерам непосредственно использовать системные ресурсы PC - пространства памяти и ввода-вывода, прерывания, каналы прямого доступа к памяти. Как следствие, изготовителям модулей расширения приходится точно следовать протоколам шины, включая жесткие частотные и нагрузочные параметры, а также временные диаграммы. Отклонения приводят к несовместимости с некоторыми системными платами.

Если при подключении к внешним интерфейсам это ведет к неработоспособности только самого устройства, то некорректное подключение к системной шине может блокировать работу всего компьютера. Следует также учитывать ограниченность ресурсов PC. Самые дефицитные из них - линии запросов прерываний, проблема прерываний, известная по шине ISA, так и не была радикально решена с переходом на PCI. Другой дефицит - каналы прямого доступа шины ISA, используемые и для прямого управления шиной, - в шине PCI исчез. Доступное адресное пространство памяти и портов ввода-вывода, в котором было тесновато абонентам шины ISA, в PCI существенно расширено. Проблемы распределения ресурсов на шинах решаются по-разному.

В современных настольных компьютерах основной шиной расширения является PCI, порт AGP присутствует практически повсеместно, шина ISA, несмотря на рекомендации отойти от нее, сохраняется как средство подключения старых карт расширений. Выделяют 3 вида шин.

  1. Шина данных.
  2. Адресная шина.
  3. Шина команд.

Шина данных - происходит копирование данных из оперативной памяти, в регистре процессора и наоборот (64-разрядная).

Адресная шина - данные, которые передаются, трактуются как адреса ячеек оперативной памяти. С помощью этой шины процессор считывает адреса команд, которые надо выполнить, а также данные, которыми оперируют команды (32-разрядная).

Шина команд (управления) - поставляет команды, которые выполняет процессор. Простые команды укладываются в один байт, более сложные в 2,3 байта (32-разрядная).

Шины на материнской плате используют не только для связи с процессором, все остальные устройства компьютера тоже подключаются с помощью шин (рис. 3.3 Рис. 3.3. Магистрально-модульный принцип построения компьютера).

ISA - позволяет связать между собой все устройства в системном блоке, а также обеспечить подключение новых устройств через стандартные слоты. Пропускная способность составляет 5,5 Мб в секунду. Сейчас эту шину используют только для подключения внешних устройств, которые не требуют большой пропускной способности (звук, модемы).

EISA - 32-битная шина средней производительности, применяемая в основном для подключения контроллеров дисков и адаптеров локальных сетей в серверах. В настоящее время вытеснена шиной PCI. Раньше применялась в серверных платформах, где необходимо устанавливать множество дополнительных плат расширения. В слот EISA можно устанавливать карты ISA (но, не наоборот). Пропускная способность - до 32-х Мб в секунду.

VLB - локальная шина, которая представляет собой соединение процессора с оперативной памятью в обход основной магистральной шины. Эта шина работает на более высокой частоте и позволяет увеличить скорость передачи данных. Эта шина имеет интерфейс для подключения видеоадаптера, необходимого для подключения монитора в состав вычислительного комплекса. Пропускная способность - до 130 Мб в секунду. Рабочая тактовая частота - 50 МГц. Зависит от типа устройств, подключаемых к этой шине.

PCI - стандарт подключения внешних устройств, который введен для Pentium. По своей сути это интерфейс - локальные шины с разъемами для подключения внешних компонентов вычислительных систем. Тактовая частота - до 166 МГц, обеспечивает передачу информации со скоростью 264 Мб/сек, независимо от количества подключенных устройств. С введением этого стандарта появилась возможность для подключения технологии Plug<?xml version="1.0"?>
Play: после физического подключения устройства обеспечивается автоматическая конфигурация в составе вычислительной системы.

FSB - шина, которая используется для связи процессора с оперативной памятью компьютера, эта шина работает на частоте 133 МГц и выше. Пропускная способность до 800 Мб/сек. Частота работы шины FSB является основным параметром, который указывается в спецификации материнской платы.

AGP - специальный шинный интерфейс, предназначенный для подключения видеоадаптера. Этот интерфейс необходим в современных вычислительных устройствах, потому что параметры шины PCI не отвечают требованиям видеоадаптера по быстродействию. Пропускная способность - 1066 Мб/сек. В отличие от шины PCI для порта AGP возникают проблемы совместимости карт акселераторов с типом системной платы (чипсета) и процессора даже при формальном соответствии их параметров.

USB - стандарт универсальной последовательной шины, который определяет способ взаимодействия компьютера с современным периферийным оборудованием. Этот порт разрешает подключать 256 различных устройств с последовательным интерфейсом, причем устройства могут подключаться последовательно (цепочкой). Преимущество этого стандарта в том, что периферийное устройство можно подключать во время текущего сеанса работы без перезагрузки. Этот порт позволяет соединять компьютеры в сеть без использования специальной аппаратуры и программного обеспечения.

Конфигурирование шин расширения предполагает в основном настройку их временных параметров.

Для шины PCI задается частота синхронизации, кроме того, с CMOS Setup для этой шины могут определяться некоторые ее возможные режимы - конкурентные обращения, слежение за палитрами.

Для порта AGP задается частота, поддерживаемые режимы, а также апертуры AGP.

Для шин ISA и PCI иногда настройками CMOS Setup приходится распределять системные ресурсы (главным образом, линии запросов прерываний).

Для шины ISA кроме частоты (которая должна быть порядка 8 МГц) задают время восстановления для 8- и 16-битных обращений к памяти и вводу-выводу. Неустойчивая работа адаптеров может потребовать замедления шины ISA, но в настоящее время понижение ее производительности не сильно отражается на производительности компьютера в целом.

Различные устройства для хранения данных отличаются по своему интерфейсу, т.е. по типу контроллера, к которому они должны подключаться.

IDE (EIDE) - наиболее распространенный вид интерфейсов, который предназначен для подключения жестких дисков.

К IDE можно подключить 2 типа устройства, к ЕIDЕ - 4 типа устройств.

SCSI - контроллеры, применяемые на компьютерах исключительно как серверы локальных сетей, также на компьютерах в издательских системах и в составе автоматизированных рабочих мест. Обеспечивают высокое быстродействие, широкий диапазон подключаемых устройств.

Из всех современных устройств хранения данных наибольшую скорость обмена информации с процессором имеют накопители на твердых дисках. IDE и SCSI используются для подключения магнитно-оптических дисков, сканеров. SCSI имеет преимущество: позволяет подключать различные типы устройств как внутренних, так и внешних (жесткие диски, стримеры, дисководы для компакт-дисков, принтеры). Операции обмена информацией с этим типом контроллеров можно осуществлять параллельно. В серверах локальных сетей, работающих с десятками жестких дисков, скорость контроллеров SCSI может достигать до 20 Мб/сек, за счет подключения устройств к этому контроллеру с помощью 68-проводного кабеля.

В составе одного компьютера может быть использовано до 4-х типов контроллеров.

Накопители на жестком диске отличаются определенными характеристиками.

  1. Емкость, т.е. то количество информации, которое может разместиться непосредственно на жестком диске.
  2. Быстродействие, т.е. время доступа к информации, а также скорость чтения записи.
  3. Интерфейс, т.е. тип контроллера, к которому может подключаться жесткий диск (IDE, EIDE, SCSI).

Спецификация Plug and Play для шины ISA. Решением задачи изоляции карт ISA, программного распределения системных ресурсов, конфигурирования и передачи параметров операционной системе и прикладному ПО явилась спецификация компаний Intel и Microsoft Plug and Рlay ISA Specification, ее версия 1.0 а была опубликована в мае 1994 г. Вышеперечисленные задачи решаются для карт РnР, которые могут работать и в окружении традиционных карт, называемых Legacy Cards. Поскольку описание программной части этой спецификации достаточно объемно и выходит за рамки данной книги, рассмотрим принципы реализации РnР, в основном, с точки зрения аппаратных средств.

Конфигурирование в системе РnР состоит из следующих шагов:

1) производится изоляция одной карты от всех остальных;

2) карте назначается номер CSN (Card Select Number), фигурально выражаясь - «приделывается ручка» (Assign a handle), за которую ее можно «ухватить» дальнейшим командам РnР;

3) с карты считываются данные о сконфигурированных и поддерживаемых ресурсах. Эти шаги повторяются для всех карт, после чего выполняются завершающие шаги;

4) производится распределение (арбитраж) системных ресурсов, выделяемых каждой карте;

5) каждая карта конфигурируется согласно выбранному распределению ресурсов и активируется (переводится в рабочий режим).

Все шаги конфигурирования выполняет процедура POST (если BIOS имеет поддержку РnР) или операционная система при загрузке. РnР Bios может ограничиться конфигурированием и активацией только устройств, участвующих в загрузке, оставляя конфигурирование и активацию дополнительных устройств ОС. BIOS без поддержки РnР может использовать необходимые для загрузки устройства, сконфигурированные с параметрами умолчания, а изоляцией карт, сбором информации и конфигурированием займется операционная система при загрузке. Вариантов много, но все они опираются на единые методы взаимодействия с картами ISA РnР.

Монитор (или дисплей) предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Формирование изображения на экране монитора может выполняться различными способами.

Мониторы бывают цветными и монохромными.

В цветных мониторах изображение формируется светящимися точками зеленого, красного и синего цветов.

В монохромных мониторах изображение формируется точками белого, зеленого или коричневого цветов. Такие мониторы используются в специальных компьютерах (например, кассовых аппаратах).

Мониторы имеют различные размеры. Наиболее распространенные - от 15 до 21 дюймов (по длине диагонали). В издательских системах, как правило, используются мониторы до 21 дюйма.

Цветные мониторы характеризуются зерном, т.е. расстоянием между точками светящегося вещества одного цвета. Размер зерна определяет качество монитора, а также четкость изображения. На качественных мониторах размер зерна не должен превышать 0,25 мм, на мониторах среднего качества - 0,28 мм, на мониторах низкой ценовой планки - 0,31 мм.

Видеорежим монитора характеризуется разрешением, частотами вертикальной и горизонтальной развертки (частотой кадров и строк).

Разрешение монитора зависит от качества видеосигнала, передаваемого от видеоконтроллера в монитор. Этот сигнал описывает изображение как прямоугольную сетку цветных точек. Количество точек по горизонтали и вертикали в передаваемом изображении называется разрешением. Если, например, разрешение 640<?xml version="1.0"?>
480, то это означает, что изображение на экране состоит из 640 точек по горизонтали и из 480 точек по вертикали, т.е. всего 640<?xml version="1.0"?>
480 = 307200 точек.

Чем выше разрешение, тем более качественным будет изображение на экране.

Монитор отображает принимаемый видеосигнал построчно, выводя последовательно один ряд точек за другим. Для перехода от одной строки к другой видеоконтроллер посылает монитору специальные управляющие сигналы. Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перейти к следующему ряду точек, называется частотой горизонтальной развертки (частотой строк).

Частота управляющих сигналов, указывающих на необходимость перейти к изображению верхнего ряда точек, называется частотой вертикальной развертки (частотой кадров).

Если величина частоты горизонтальной развертки существенна для согласования видеоконтроллера и монитора, то частота кадров важна для восприятия информации человеком, поскольку указывает, как часто изображение меняется на экране.

Если частота кадров незначительна, то изображение будет восприниматься как мерцающее. Лишь при частоте кадров выше 70 Гц мерцание пропадает.

В настоящее время, как правило, используются мониторы со следующим разрешением: 800<?xml version="1.0"?>
600; 1024<?xml version="1.0"?>
768; 1280<?xml version="1.0"?>
1024; 1600<?xml version="1.0"?>
1200.

Качественные мониторы имеют почти плоский экран, антибликовое, антиотражающее и антистатическое покрытие, соответствуют нормам экономии электроэнергии (energy star), имеют регуляторы размера и положения изображения, способы коррекции подушкообразных и трапециевидных изображений, настройки цветовой температуры, наклона и поворота изображения.

Одним из требований к качественным мониторам является требование абсолютно правильного отображения цветов. Такие мониторы оснащаются возможностью калибровки, т.е. настройки цветовоспроизведения. Для калибровки цветовоспроизведения мониторов применяется соответствующее программное обеспечение в комплекте со специальным средством - калибратором, которое измеряет цвета, воспроизводимые монитором.

Электронная схема компьютера, обеспечивающая формирование видеосигнала, т.е. определяющая изображение на мониторе, называется видеоконтроллером. Современные видеоконтроллеры обеспечивают представление информации на экране мониторов в двух режимах, а именно в текстовом и графическом.

В графическом режиме программа, которая обеспечивает работу монитора, выводит изображение в виде прямоугольной сетки точек. Цвет каждой из точек может задаваться отдельно. При выводе текстов на экране монитора можно использовать разные шрифты, размеры символов, цвета и расположения символов.

Современные операционные системы поддерживают работу графического режима монитора (Windows, Linux, OS2...). Работа монитора в графическом режиме связана с обработкой больших объемов информации. Чтобы обработка информации осуществлялась с приемлемой скоростью, необходимо иметь мощный микропроцессор, а также высокопроизводительный видеоконтроллер.

В текстовом режиме работы экран монитора разбивается на отдельные места (25 строк по 80 символов, которые называются знакоместами). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее определенных символов. Для каждого знакоместа, на экране монитора, работающая с экраном программа сообщает видеоконтроллеру всего 2 байта информации (1 байт для кода символа, 1 байт для отображения информации о цвете символа или фона). По этим данным видеоконтроллер формирует изображение на экране монитора. Для формирования изображения каждого символа видеоконтроллер использует матрицу точек фиксированного размера (например, 8<?xml version="1.0"?>
16 точек). В этой матрице отмечено, какие точки соответствуют символу, а какие - фону. Совокупность матриц для каждого из 256 возможных символов составляет шрифт.

Существуют таблицы, которые описывают соответствие между кодами символов и их изображением (таблицы кодировки символов). Монитор может отображать любые цвета. Вместе с тем, общее количество цветов, воспроизводимых на экране монитора, ограничено (из-за ограниченности памяти видеоконтроллера). Как правило, существуют режимы, которые позволяют воспроизводить 16, 256, 16800000 цветов.

Для офисных приложений, как правило, достаточно 256 цветов. Однако при воспроизведении многоцветных рисунков гораздо привлекательнее режимы с высокой степенью разрешения, когда может использоваться 16,8 млн цветов. Чем больше цветов одновременно воспроизводится на экране монитора, тем больший объем видеопамяти должен иметь видеоконтроллер. Например, разрешение 1024<?xml version="1.0"?>
768 и 256 цветов требуют 768 Кб информации для видеоконтроллера в каждой точке. Видеопамять формируется блоками по 512 Кб. Данный режим работы достижим лишь на видеоконтроллерах с объемом памяти менее 1 Мб (табл. 3.1).

Разрешение

Таблица 3.1

Требуемый объем памяти видеоконтроллера

Разрешение

Количество цветов

256

65 536

16,8 млн

640 × 480

512 б

1 Мб

1 Мб

800 × 600

512 б

1 Мб

1 Мб

1024 × 768

1 Мб

1,5 Мб

2,5 Мб

1280 × 1024

1,5 Мб

2,5 Мб

4 Мб

1600 × 1200

2 Мб

4 Мб

5,5 Мб

© Центр дистанционного образования МГУП