Видеокарты и стандарты
Видеокарты воспринимают цифровую информацию, поступающую от ЦП, и вырабатывают сигналы, управляющие работой монитора. Ядром видеокарты является специализированный микропроцессор, выполняющий все необходимые функции. От него зависят такие технические характеристики, как производительность (или быстродействие), предельно допустимый объем памяти, конкретные особенности программирования. Кроме того, на любой видеокарте расположена оперативная память (RAM), предназначенная для хранения цифрового образа, выводимого на экран изображения. Наконец, на видеокарте находится постоянная память (ком), содержащая фрагмент базовой системы ввода-вывода (BIOS).
Системные шины
Конструктивное исполнение видеокарт соответствует определенным техническим стандартам. Каждая из них способна взаимодействовать только с конкретным типом системной шины. Внешним признаком этого является форма разъема (гнезда) материнской платы, в которое устанавливается видеокарта. Системная шина расположена на материнской плате и представляет собой совокупность проводящих линий, по которым передаются данные, адреса и управляющие сигналы. От нее зависит такая важная характеристика, как скорость передачи данных, а следовательно, и время, затрачиваемое на построение изображения на экране.
На материнских платах компьютеров, собранных на базе процессоров Intel 80286 и Intel 80386 применялась шина ISA (industry standard Architecture), при использовании которой обмен данными между видеокартой и процессором производится словами или байтами. Для процессора Intel 486 была разработана новая системная шина VLB (VESA Local BUS), но ее очень скоро вытеснила шина PCI (Peripheral Component Interconnect). Обе шины позволяли передавать данные двойными словами. Большинство имеющихся в продаже современных видеокарт выполнено в стандарте PCI. С выпуском процессоров Pentium ll на системной плате появилась специальная 128-разрядная шина для обмена данными с видеокартой. Она заканчивается гнездом AGP (Accelerated Graphics Port). В Настоящее Время видеокарты, выполненные в стандарте AGP, преобладают на компьютерном рынке.
Для каждого типа шин выпускались и продолжают выпускаться не только видеокарты, но и платы различного назначения. Поэтому на материнских платах обычно имеются разъемы для установки карт, выполненных в стандартах ISA и PCI. Например, одна из современных материнских плат фирмы Intel (ее тип AL 440 LX) содержит 2 разъема ISA, 4 разъема PCI и 1 разъем AGP. Вполне возможно, что на современном ПК с процессором Pentium вы обнаружите видеокарту, выполненную в стандарте PCI и даже в устаревшем стандарте ISA.
Описанные различия видеокарт учитываются при их программировании лишь в особых случаях, когда требуется максимальная производительность видеосистемы. Большинство прикладных задач в этом не нуждается. Поэтому для нас более важно знать тип монитора, для обслуживания которого предназначена видеокарта, поскольку от этого зависят основные особенности ее программирования и структура графических задач.
Стандарты IBM
Свой первый персональный компьютер американская фирма IBM (International Business Machines) выпустила в 1981 году. В то время основным производителем персональных компьютеров была другая американская фирма DEC (Digital Equipment Corporation). IBM не входила даже в тройку лидеров, но за короткий отрезок времени она стала "законодателем мод" в сфере производства ПК. Этому, в немалой степени, способствовало то, что IBM публиковала подробную информацию о своих новых разработках, и ее могли использовать другие фирмы, занимающиеся производством компьютеров, совместимых с IBM PC, дополнительных плат различного назначения и разработкой программного обеспечения.
Впервые за всю историю существования IBM применила в своем изделии компоненты, изготовленные другими фирмами. В частности, в IBM PC использовался микропроцессор Intel 8086. С тех пор все семейство IBM PC базируется на микропроцессорах фирмы Intel. Кроме них могут применяться совместимые микропроцессоры фирм AMD и Cyrix.
Первая модель ПК выпускалась недолго, на смену ей пришел компьютер второго поколения PC хт, аббревиатура хт расшифровывается как extended Technology (расширенная технология). В нем по-прежнему использовался микропроцессор Intel 8086, но пространство оперативной памяти было увеличено до 640 Кбайт. Кроме того, были разработаны новые видеокарты, предназначенные для работы с монитором CGA и позволявшие отобразить 8 цветов. Объем видеопамяти у них достигал 4 Кбайт, а разрешающая способность составляла 320x200 точек.
Следующая модель компьютера была создана на базе микропроцессора Intel 80286, она называлась PC AT, аббревиатура AT расшифровывается как Advanced Technology (прогрессивная технология). При разработке PC AT в качестве стандарта был принят монитор EGA. На видеокартах появился новый разъем для подключения монитора. Количество разных цветов точки возросло до 16-ти, а объем видеопамяти до 64 Кбайт. Такой объем видеопамяти и разрешающая способность монитора позволяли создавать на экране изображение размером 640x350 точек.
К этому времени производство видеокарт и мониторов освоили разные фирмы, и их продукция существенно различалась по техническим характеристикам. Выпускались карты, которые позволяли использовать 64 цвета и имели объем видеопамяти больше, чем 64 Кбайт. Однако для использования таких карт требовалось описание способов их программирования, которое в большинстве случаев недоступно для программистов.
Для стандартов CGA и EGA характерна сложная организация видеопамяти. Простая запись кода точки в видеопамять или чтение кода из нее невозможны, для этого требуется около десятка команд и приходится работать с портами видеокарты.
Стандарт на монитор VGA был опубликован при выпуске новой серии IBM PS (персональные системы) на базе процессора Intel 80386. Эта серия компьютеров не получила широкого распространения. Стандарт был принят, но в стремлении вырваться вперед IBM выпустила недоработанный продукт, чем и не замедлили воспользоваться конкуренты.