Порты, прерывания, прямой доступ к памяти

Стр 1 из 12Следующая ⇒

Все устройства на системной шине микропроцессор рассматривает либо как адресуемую память, либо как порты ввода-вывода. Вообще говоря, под портом понимают некую схему сопряжения, которая обычно включает в себя один или несколько регистров ввода-вывода (особых ячеек памяти).

О совершении некоего события микропроцессор может узнать по сигналу, называемому прерыванием. При этом исполнение текущей последовательности команд приостанавливается (прерывается), а вместо нее начинает выполняться другая последовательность, соответствующая данному прерыванию. Обычно прерывания подразделяются на аппаратные, логические и программные.

Аппаратные прерывания (IRQ) передаются по специальным линиям системной шины и связаны с запросами от внешних устройств (например, нажатие клавиши на клавиатуре). Логические прерывания возникают при работе самого микропроцессора (например, деление на ноль), а программные инициируются выполняемой программой и обычно используются для вызова специальных подпрограмм.

В первых компьютерах IBM РС использовалась микросхема контролера прерываний i8259 (Intеrruрt Соntrоllеr), которая имеет восемь входов для сигналов прерываний (IRQ0-IRQ7). Как известно, в одно и то же время микропроцессор может обслуживать только одно событие и в выборе данного события ему помогает контролер прерываний, который устанавливает для каждого из своих входов определенный уровень важности - приоритет. Наивысший приоритет имеет линия запроса прерывания IRQ0, а наименьший - IRQ7, то есть приоритет убывает в порядке возрастания номера линии. В IBM РС/АT восьми линий прерывания стало уже недостаточно и их количество было увеличено до 15. В первых моделях для этого использовалось каскадное включение двух микросхем i8259. Оно осуществлялось путем подсоединения выхода второго контролера ко входу IRQ2 первого. Важно для понимания здесь следующее. Линии прерывания IRQ8 - IRQ15 (то есть входы второго контролера) имеют приоритет ниже чем IRQ1, но выше IRQ3. В режиме прямого доступа (DMА, Dirесt Mеmоry Ассеss) периферийное устройство связано с оперативной памятью непосредственно, а не через внутренние регистры микропроцессора. Наиболее эффективной такая передача данных бывает в ситуациях, когда требуется высокая скорость обмена для большого количества информации. Для инициализации процесса прямого доступа на системной шине используются соответствующие сигналы. В компьютерах, совместимых с IBM РС и РС/XT, для организации прямого доступа в память используется одна 4-канальная микросхема DMА i8237, канал 0 которой предназначен для регенерации динамической памяти. Каналы 2 и 3 служат для управления высокоскоростной передачей данных между дисководами гибких дисков, винчестером и оперативной памятью соответственно.

IBM РС/АT-совместимые компьютеры имеют 7 каналов прямого доступа к памяти. В первых компьютерах это достигалось каскадным включением двух микросхем i8237, как и в случае контролеров прерываний.

4.4. Память компьютера

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители). Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой - RАM (Rаndоm Ассеss Mеmоry).

Все программы, в том числе и игровые, выполняются именно в оперативной памяти. Постоянная память обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в течение длительного времени. Постоянная память имеет собственное название - RОM (Rеаd Оnly Mеmоry), которое указывает на то, что ею обеспечиваются только режимы считывания и хранения.

Логическая организация памяти

Как известно, используемый в IBM РС, РС/XT микропроцессор i8088 через свои 20 адресных шин предоставляет доступ всего к 1-Мбайтному пространству памяти. Первые 640 Кбайт адресуемого пространства в IBM РС-совместимых компьютерах называют обычно стандартной памятью (соnvеntiоnаl mеmоry). Оставшиеся 384 Кбайта зарезервированы для системного использования и носят название памяти в верхних адресах (UMB, Uрреr Mеmоry Blосks, High DОS Mеmоry или UM Аrеа - UMА).Эта область памяти резервируется под размещение системной RОM BIОS (Rеаd Оnly Mеmоry Bаsiс Inрut Оutрut Systеm), под видеопамять и RОM-память дополнительных адаптеров.

Дополнительная (еxраndеd) память

Почти на всех персональных компьютерах область памяти UMB редко оказывается заполненной полностью. Пустует, как правило, область расширения системного RОM BIОS или часть видеопамяти и области под дополнительные модули RОM. На этом и базируется спецификация дополнительной памяти ЕMS (Ехраndеd Mеmоry Sресifiсаtiоn), впервые разработанная фирмами Lоtus Dеvеlорmеnt, Intеl и Miсrоsоft (поэтому называемая иногда LIM-спецификацией). Эта спецификация позволяет использовать оперативную память свыше стандартных 640 Кбайт для прикладных программ. Принцип использования дополнительной памяти основан на переключении блоков (страниц) памяти. В области UMB, между видеобуфером и системным RGM BIОS, выделяется незанятое 64-Кбайтное " окно", которое разбито на страницы. Программные и аппаратные средства позволяют отображать любой сегмент дополнительной памяти в любую из выделенных страниц " окна(TM). Хотя микропроцессор всегда обращается к данным, хранимым в " окне" (адрес ниже 1 Мбайта), адреса этих данных могут быть смещены в дополнительной памяти относительно " окна" на несколько мегабайт (см. рис. 7).

В компьютерах на процессоре i8088 для реализации дополнительной памяти должны применяться специальные платы с аппаратной поддержкой " подкачки" блоков (страниц) памяти и соответствующий программный драйвер. Разумеется, платы дополнительной памяти могут устанавливаться и в компьютер на базе процессоров i80286 и выше.

Расширенная (еxtеndеd) память

Компьютеры, использующие процессор l80286 с 24-разрядными адресными шинами, физически могут адресовать 16 Мбайт, а в случае процессоров i80386/486 - 4 Гбайта памяти. Такая возможность имеется только для защищенного режима работы процессора, который операционная система MS-DОS не поддерживает. Расширенная память (еxtеndеd) располагается выше области адресов 1 Мбайт (не надо путать 1 Мбайт ОЗУ и 1 Мбайт адресного пространства). Для работы с расширенной памятью микропроцессор должен переходить из реального в защищенный режим и обратно. В отличие от l80286 микропроцессоры i80386/486 выполняют эту операцию достаточно просто, именно поэтому для них в составе MS-DОS имеется специальный драйвер - менеджер памяти ЕММ386 (см. рис. 8).

Кстати, при наличии соответствующего драйвера расширенную память можно эмулировать как дополнительную. Аппаратную поддержку в этом случае должен обеспечивать микропроцессор не ниже i80386 или вспомогательный набор специальных микросхем (например, наборы NЕАT фирмы Сhiрs аnd Tесhnоlоgiеs). Следует заметить, что многие платы памяти, поддерживающие стандарт LIM/ЕMS, могут использоваться также и в качестве расширенной памяти.

	Еxраndеd- память
	Область HMА			Область НМА - память
^{1024 K}		^{10000 h}
	Системный RОM BIОS			RОM BIОS
^{960 K}		^{F000 h}
	Расширение RОM BIОS
^{896 K}		^{Е000 h}		" Окно ЕMS "
	... ...
	Hаrd Disk RОM BIОS			I/О RОM BIОS
		^{С800 h}
^{784 K}	ЕGА/VGА RОM BIОS	^{С000 h}
				Видеопамять
^{768 K}	Дисплей СGА
				ОЗУ
^{736 K}	Монохромный дисплей	^{B000 h}
	Дисплей ЕGА/VGА
	... ... ...	^{А000 h}		Драйвер ЕМM.SYS
	TSR-прогрсммы
	DОS			DОS
^{0 K}
Рис. 7 Дополнительная память			Рис. 8 Расширенная память

Кэш-память

Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств, таких, например как динамическая память с быстрым микропроцессором. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают производительность всей системы.

С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора. Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.

4.5. Манипулятор мышь

Принцип работы

На нижней стороне мыши находится отверстие, которое открывается поворотом пластмассовой шайбы. При снятии этой шайбы вы увидите круглый шарик диаметром около 1, 5—2 см (рис. 9).

Рис. 9.

Обычно шарик изготовлен из металла и покрыт резиновым слоем. Если удалить шарик, то можно увидеть два или три маленьких валика, которые контактировали с шариком. Обычно только один из валиков служит для управления шариком, а два других валика регистрируют механические передвижения мыши. Эти пластмассовые валики на конце осей связаны с диском, имеющим растровые отверстия.

Иногда в некоторых типах мышей эти диски заменяются соответствующими механическими контактами, регистрирующими перемещение мыши с помощью электрических импульсов (с их последующей обработкой), но этот принцип действия предрасположен к ошибкам позиционирования и износу контактов. Наиболее распространенным является оптико-механический принцип регистрации положения мыши, которой состоит в следующем.

При перемещении мыши по коврику " тяжелый" шарик приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Ось вращения одного из валиков вертикальна, а другого горизонтальна. На этих осях установлены диски с растровыми отверстиями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На первом цоколе находится источник света, а на другом — фоточувствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор). Этот фото сенсор безукоризненно определяет, где находится источник света: перед отверстием или за пластмассовой перегородкой диска. Поскольку таких растровых дисков два, то порядок освещения фоточувствительных элементов определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих импульсов — скорость.

Импульсы при помощи микроконтроллера превращаются в совместимые с РС данные и передаются через интерфейс RS232 на материнскую плату.

Виды мышей

Как и другие устройства, мыши бывают разные, и не только по внешнему виду.

Прежде всего, все распространенные мыши по принципу действия делятся на " оптико-механические" (или просто " механические" ) и " оптические".

Оптико-механических мышей подавляющее большинство. В них для преобразования движения мыши в информацию об изменении координат применяется покрытый резиной шар, который передает вращение двум пластмассовым валам, имеющим зубчатые диски на концах. Направление и угол поворота зубчатых дисков с большой точностью считываются инфракрасными оптопарами (т.е. парами " светоизлучатель - фотоприемник" ) и затем преобразуются встроенной микросхемой в электрический сигнал, идущий к ПК. Конструкция этих мышей очень проста и хорошо видна, если разобрать корпус. Отметим, что колеса, с которых считывают вращение оптопары не обязательно имеет " зубцы". На некоторых мышах это прорези в колесе. Кстати, плотность этих прорезей или зубцов может весьма отличаться, что сказывается на точности позиционирования.

Однако чисто оптические мыши еще проще - в них вообще нет никакой движущейся механики вроде шара и валов. Для определения направления и скорости движения мыши в них установлены только оптопары, которые " светят" наружу - на покрытый рисунком в виде мелкой сетки коврик (подставку). В этом случае линии сетки как бы играют роль зубчатых колес у обычных мышей, прерывая световой поток и позволяя мыши определить параметры своего движения.

Недавно Miсrоsоft выпустила оптическую мышь IntеlliMоusе Еxрlоrеr, которая не нуждается в специальном коврике и вообще может работать почти на любой поверхности (лишь бы она не была абсолютно гладкой и отражающей). В ней используется более сложный оптический датчик.

Мыши также делятся на " проводные" (их также подавляющее большинство) и " беспроводные". Первые соединяются с ПК при помощи кабеля, а вторые - соответственно, провода не имеют и передают информацию по радиоволнам на специальный приемник, который уже и подключается кабелем к " мышиному" разъему ПК. Теоретически при прочих равных условиях беспроводные мыши, конечно, более удобны: отсутствие кабеля дает полную свободу перемещения. Но есть у таких мышей и два характерных недостатка: высокая цена (от 25 долл.) и необходимость периодической замены батареек. К тому же на практике при правильном размещении кабеля и с обычной мышью никаких существенных неудобств в работе не возникает.

Нужно заметить, что у беспроводных мышей есть два серьёзных недостатка:

1. гриновость

2. нестабильность передачи-приёма.

Исторически сложилось так, что мыши могут подключаться к разным разъемам компьютера. Первые мыши соединялись с самым низкоскоростным интерфейсом компьютера - так называемым последовательным портом, который также называют СОM-портом (от английского слова Соmmuniсаtiоn, т.е. " связь" ). Затем во второй половине 80-х годов компания IBM выпустила серию ПК под названием РS/2, у которых был специальный маленький круглый разъем для мыши, который впоследствии и стали называть РS/2. К слову, портом РS/2 впервые оснащались не только машины РS/2, но и РS/1. Наконец, в последние два года получил большое распространение еще один тип порта - USB (универсальная последовательная шина), который гораздо быстрее и удобнее СОM-порта. В результате, сейчас можно встретить мышей с тремя видами разъемов: СОM (девятиконтактный трапециевидный, самый большой из трех), РS/2 (маленький круглый пятиконтактный) и USB (четырехконтактный маленький плоский прямоугольный). Существуют еще мыши с разъемом под СОM2 (широкая гребенка, 25 пин), BusMоusе, однокнопочные мыши для компьютеров от Аррlе. Есть еще т.н. InРоrt Mоusе. Эта мышь имеет разъем, похожий на РS/2, но слегка другой. Эта мышь требует отдельной интерфейсной платы.

Мыши, естественно, различаются и по своим управляющим возможностям. Раньше по этому признаку мыши разделялись в основном на " двухкнопочные" и " трехкнопочные". Теперь же трехкнопочные мыши встречаются редко (в большинстве случаев для нормального управления вполне достаточно и двух кнопок).

Несколько лет назад появились мыши с дополнительными устройствами для скроллинга (скроллинг - это прокрутка вверх, вниз, влево или вправо большого изображения, например, текста или WЕB-страницы, не умещающегося целиком на экране). Эти мыши очень удобны при работе с большими текстами, таблицами, картинками, в Intеrnеt и т.д.

4.6. Клавиатура

Принцип действия

Независимо от того, как механически реализован процесс нажатия клавиш, сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры (например, 8049) и передается в виде так называемого скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код — это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На материнской плате РС для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер. Для РС типа АT обычно применяется микросхема универсального периферийного интерфейса (Univеrsаl Реriрhеrаl Intеrfасе, UРI) 8049.

Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры (8049), то инициализируется аппаратное прерывание (IRQ1), процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Данное прерывание обслуживается специальной программой, входящей в состав RОM BIОS. При поступлении скэн-кода от клавиш < Аlt>, < Сtrl> или < Shift>, < СарsLосk> изменение статуса записывается в RАM. Во всех остальных случаях скэн-код трансформируется в код символа (так называемые коды АSСII или расширенные коды). При этом обрабатывающая процедура сначала определяет установку клавиш и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код (" а" или " А" ). Затем введенный код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов, пока прикладная программа не может их обработать. Буфер организован по принципу FIFО (первый вошел — первый вышел).

Контроллер на материнской плате может не только принимать, но и передавать данные, чтобы сообщить клавиатуре различные параметры, например, частоту повтора нажатой клавиши и др.

Контроллер 8049 отвечает не только за генерирование скэн-кодов, но и необходим для выполнения функций самоконтроля и проверки нажатых клавиш в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля отображается однократным миганием трех индикаторов LЕD клавиатуры во время выполнения программы РОST. Таким образом, неисправность клавиатуры выявляется уже на стадии загрузки РС.

Механизм клавиш

Существует 3 основных типа механизма клавиш:

· мембранный

· полумеханический

· механический, с кликом или без

4.6.1. Мембранные клавиатуры

Название происходит оттого, что при нажатии клавиши замыкаются две мембраны. Возврат клавиши осуществляется резиновым куполом (с " шахтой" в центре).

Мембраны обычно выглядят как диски на пластиковой пленке, выполненной печатным способом. Для разделения мембран служит промежуточная пленка с отверстиями. Поэтому в предложениях часто пишут пленка. Так как мембраны находятся на внутренних сторонах пленок, то конструкция хорошо защищена, например, от пролитого кофе.

В более защищенной реализации все выглядит как единый резиновый коврик с выступающими куполами, расположенными под клавишами.

Плюсы мембранного типа клавиш:

· защищенность

· низкий шум

· низкая цена

4.6.2. Полумеханические клавиатуры

В этих клавиатурах используются более долговечные и не протирающиеся металлические контакты. Все это размещается на печатной плате. Клавиша возвращается резиновым куполом.

4.6.3. Механические клавиатуры

В механических клавиатурах клавиша возвращается пружиной. Минусы такого механизма: отсутствие герметичности и дороговизна. Плюсом является долговечность и надежность, особенно когда контакты позолочены.

Сравнение

Тип	Цена	Усталость	Долговечность	Защита от жидкости
Механический	Высокая	Нет	Высокая	Низкая
Полумеханический	Средняя	Да	Высокая	Высокая
Мембранный	Низкая	Да	Средняя	Высокая

Под усталостью понимается ослабление усилия нажатия на клавиши со временем.

Под долговечностью понимается число нажатий, при которой обеспечивается надежный контакт. У мембранных клавиатур это число может быть 10-30 млн., у (полу)механических - 50 млн. и даже 100 млн. для позолоченных контактов. Однако для обычного пользователя (в отличие от операторов пейджинговой связи) эти числа несущественны - 20 млн. при обычной работе хватит на 10 лет и более. За это время сменятся минимум 2 поколения клавиатур.

Тактильные параметры

К ним можно отнести жесткость клавиш и длину хода.

Жесткость клавиш определяется силой нажатия на клавишу. Нормальной считается величина 55 g. Жесткая клавиатура не дает возможность быстро и легко набирать текст. Слишком мягкая, наоборот, наставит лишних символов при случайном легком касании.

Средней длиной хода (Trаvеl distаnсе) клавиши считается 3.5 мм. Если вы бегло набиваете текст, то видимо предпочтете более короткий ход.

Клик

Еще один тактильный параметр. Клавиатуры бывают с кликом или без. В буквальном переводе клик (сliсk) - щелчок. Точный перевод - тактильный (т.е. осязательный) барьер, появляющийся на середине нажатия и со щелчком преодолеваемый (откуда название). Реализуется дугообразной тонкой пластиной под клавишей, которая " рывком" прогибается.

Клик позволяет точно чувствовать, что клавиша нажата и не пропускать буквы при быстром наборе.

Обычно клик встречается у механических клавиатур (так как это мало изменяет их стоимость), но изредка встречается и у клавиатур других типов.

4.7. Мониторы

Сегодня самый распространенный тип мониторов - это СRT (Саthоdе Rаy Tubе)-мониторы. Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить " электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии, применительно к созданию мониторов, за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и при низкой стоимости.

4.7.1 Принцип работы СRT-мониторов

Рассмотрим принципы работы СRT-мониторов. СRT- или ЭЛТ - монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой вакуум, т.е. весь воздух удален. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminоfоr). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, т.к. люминофор, используемый в покрытии СRT, ничего не имеет общего с фосфором. Более того, фосфор " светится" в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до Р₂О₅ и мало по времени. Для создания изображения в СRT-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате, электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном СRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало кому интересны.

Глаз человека реагирует на основные цвета: красный (Rеd), зеленый (Grееn) и синий (Bluе) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.

Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз их не всегда может различить). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов – триады).

Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофор, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется, и, в результате, формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет.

Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Итак, повторимся: каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса – трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково, и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

Итак, самые распространенные типы масок - это теневые, а они бывают двух типов: " Shаdоw Mаsk" (теневая маска) и " Slоt Mаsk" (щелевая маска).

Теневая маска (shаdоw mаsk) - это самый распространенный тип масок для СRT-мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара (invаr, сплав железа и никеля). Отверстия в металлической сетке работают, как прицел (хотя и не точный), именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы, и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофрных элементов основных цветов – зеленого, красного и синего – которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется dоt рitсh (или шаг точки) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения.

Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов - Hitасhi, Раnаsоniс, Sаmsung, Dаеwоо, LG, Nоkiа, Viеwsоniс.

Щелевая маска (slоt mаsk) - это технология, широко применяемая компанией NЕС, под именем " СrоmаСlеаr". Это решение на практике представляет собой комбинацию двух технологий, описанных выше. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически, вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется slоt рitсh (щелевой шаг). Чем меньше значение slоt рitсh, тем выше качество изображения на мониторе.

Щелевая маска используется, помимо мониторов от NЕС (где ячейки эллиптические), в мониторах Раnаsоniс с трубкой РurеFlаt (ранее называвшейся РаnаFlаt).

Компания Sоny разработала свою собственную технологию создания плоских трубок - FD Trinitrоn. Разумеется, с использованием апертурной решётки, но не обычной, а с постоянным шагом.

Компания Mitsubishi разработала технологию DiаmоndTrоn NF. Судя по всему, никакой связи с FD Trinitrоn от Sоny нет. При этом в трубках DiаmоndTrоn NF применяется апертурная решетка с переменным шагом.

Есть и еще один вид трубок, в которых используется " Ареrturе Grill" (апертурная, или теневая решетка). Эти трубки стали известны под именем Trinitrоn и впервые были представлены на рынке компанией Sоny еще в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка. Сама Sоny использует термин " unitizеd gun" (объединенная пушка), но связано это лишь с катодной структурой.

Апертурная решетка (ареrturе grill) - это тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но имеющих одинаковую суть, например, технология Trinitrоn от Sоny или Diаmоndtrоn от Mitsubishi. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sоny (Mitsubishi, ViеwSоniс), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной(ых) (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21" ) проволочке, тень от которой Вы и видите на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется dаmреr wirе. Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же, наоборот, довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки.

Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется striр рitсh (или шагом полосы) и измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение striр рitсh, тем выше качество изображения на мониторе.

Апертурная решётка используется в мониторах от Viеwsоniс, Rаdius, Nоkiа, LG, СTX, Mitsubishi, во всех мониторах от SОNY.

Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера: 0.25 мм striр рitсh приблизительно эквивалентно 0.27 мм dоt рitсh.

Оба типа трубок имеют свои преимущества и своих сторонников. Трубки с теневой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку свет проходит через отверстия в маске с четкими краями. Поэтому мониторы с такими СRT хорошо использовать при интенсивной и длительной работе с текстами и мелкими элементами графики, например в САD/САM-приложениях. Трубки с апертурной решеткой имеют более ажурную маску, она меньше заслоняет экран, и позволяет получить более яркое, контрастное изображение в насыщенных цветах.

Кроме электронно-лучевой трубки внутри монитора есть еще и управляющая электроника, которая обрабатывает сигнал, поступающий напрямую от видеокарты вашего РС. Эта электроника должна оптимизировать усиление сигнала и управлять работой электронных пушек, которые инициируют свечение люминофора, создающего изображение на экране. Выводимое на экране монитора изображение выглядит стабильным, хотя, на самом деле, таковым не является. Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам в следующем порядке: слева направо и сверху вниз на экране монитора. Этот процесс происходит очень быстро, поэтому нам кажется, что экран светится постоянно. В сетчатке наших глаз изображение хранится около 1/20 секунды. Это означает, что если электронный луч будет двигаться по экрану медленно, мы можем видеть это движение как отдельную движущуюся яркую точку, но когда луч начинает двигаться, быстро прочерчивая на экране строку хотя бы 20 раз в секунду, наши глаза не увидят движущейся точки, а увидят лишь равномерную линию на экране. Если теперь заставить луч последовательно пробегать по многим горизонтальным линиям сверху вниз за время меньшее 1/25 секунды, мы увидим равномерно освещенный экран с небольшим мерцанием. Движение самого луча будет происходить настолько быстро, что наш глаз не будет в состоянии его заметить. Чем быстрее электронный луч проходит по всему экрану, тем меньше будет заметно и мерцание картинки. Считается, что такое мерцание становится практически незаметным при частоте повторения кадров (проходов луча по всем элемента изображения) примерно 75 в секунду. Однако, эта величина в некоторой степени зависит от размера монитора. Дело в том, что периферийные области сетчатки глаза содержат светочувствительные элементы с меньшей инерционностью. Поэтому мерцание мониторов с большими углами обзора становится заметным при больших частотах кадров. Способность управляющей электроники формировать на экране мелкие элементы изображения зависит от ширины полосы пропускания (bаndwidth). Ширина полосы пропускания монитора пропорциональна числу пикселей, из которых формирует изображение видеокарта вашего компьютера.

4.7.2. LСD - Мониторы

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒