Меню

План на тему видеокарты



Видеокарта. Принцип действия

Понятие видеокарт как устройств, выводящих на экран все действия и процессы, совершаемые на компьютере. Описание их видов (интегрированные, дискретные) и основных технических характеристик: интерфейс, тактовая частота видеопроцессора, видеопамять.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 15.03.2017
Размер файла 16,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ «БелГУ»)

по дисциплине «Компьютерные основы инфокоммуникационных технологий»

на тему «Видеокарта. Принцип действия»

Видеокарта — это устройство, выводящее на экран все действия и процессы, совершаемые на компьютере. При помощи видеокарты данные, передаваемые компьютером, преобразовываются в видеосигнал и передаются на монитор. Чтобы подключить к компьютеру монитор, необходим специальный видеоадаптер, именуемый видеокартой. Задача видеокарты — сформировать сигнал, отображающий на мониторе определенную область памяти, в которой хранятся данные об изображении, а также сигналы синхронизации — горизонтальную (строчную) и вертикальную (кадровую) развертки. Видеокарты прошли долгий путь совершенствования от первых персональных компьютеров, где в качестве монитора использовались бытовые телевизоры, до современных, превращающих компьютер в мощную графическую станцию. За это время сменилось несколько поколений плат и стандартов. видеокарта интерфейс интегрированный дискретный

1. Виды видеокарт

Существуют два основных типа видеокарт: интегрированные и дискретные.

Интегрированные (встроенные) — являются неотъемлемой частью центрального процессора или материнской платы, так как встроены в них. Наличие интегрированного видео снижает стоимость и энергопотребление компьютера, однако такие видеокарты обладают ограниченной производительностью. У них зачастую отсутствует собственная видеопамять, поэтому они используют ОЗУ компьютера. Кроме этого, у интегрированной видеокарты нет отдельной системы охлаждения, что позволяет сэкономить пространство внутри системного блока или ноутбука. Такой тип видеокарт в основном используется в офисных и простых домашних компьютерах, где не требуется высокая мощность и производительность.

Дискретная видеокарта — это отдельная плата, устанавливаемая в специальный слот (PCI Expressx16) и содержащая в себе всё необходимое для полноценной работы. Это позволяет увеличить компьютеру производительность и использовать его для игр с высоким уровнем графики или работы с мощными графическими приложениями. У дискретных видеокарт имеется собственная видеопамять. Их главными недостатками являются дороговизна и потребление большого количества энергии, что играет важную роль для ноутбуков

2. Основные характеристики видеокарт

1.Интерфейс — служит для передачи данных между 3D-ускорителем и центральным процессором. В настоящее время стандартом де факто является шина PCI Express (PCI-E) разных версий, хотя пока еще можно встретить устаревший интерфейс AGP. Физически реализован в виде слота на материнской плате компьютера, куда устанавливается дискретный видеоадаптер. Видеокарты AGP и PCI-E несовместимы друг с другом, поэтому слоты для их установки расположенные на материнской плате имеют разные физические размеры, исключающие случайную установку «чужой» видеокарты. В свою очередь разные версии интерфейса PCI Express совместимы между собой, но каждая следующая версия интерфейса имеет вдвое большую пропускную способность. Если видеоадаптер имеет интерфейс PCI- E 2.0, а установлен в слот PCI-E 1.0, то работать он будет как PCI-E 1.0. Последняя на данный момент версия PCI-E 3.0, но в будущем ожидается появление PCI-E 4.0.

2.Тактовая частота видеопроцессора — сильно влияет на производительность видеоадаптера, чем она выше, тем быстрее он работает и тем больше его тепловыделение. Именно поэтому, увеличение рабочей частоты GPU является одним из способов разгона видеокарты. Однако надо иметь в виду, что сравнивать в лоб разные модели видеокарт по данному параметру не совсем правильно, поскольку это будет справедливо только для моделей, построенных на одинаковом чипе, в противном случае в дело вмешивается архитектура чипа. Измеряется частота в мегагерцах.

3.Частота видеопамяти — измеряется в мегагерцах, и чем она выше, тем быстрее работает подсистема памяти. Так же является одним из способов ускорить работу видеокарты.

5.Объем видеопамяти — сколько памяти установлено на плате и доступно для хранения данных. В настоящее время измеряется в мегабайтах или гигабайтах и чем ее больше, тем лучше. Однако на самом деле не все так просто, поскольку есть определенный предел, после которого дальнейшее наращивание объема памяти не приводит к увеличению скорости работы. Объясняется это довольно просто, всегда есть определенный объем данных, требуемый для работы. Он разный в каждый момент времени и зависит от используемых программ и настроек. Когда объем памяти установленный в 3D-ускорителе превышает объем данных требуемых для работы, то дальнейшее увеличения объема видеопамяти не приводит к ускорению работы.

6.Тип видеопамяти — сейчас используется несколько типов оперативной памяти применяющиеся в видеокартах. В современных видеокартах может применяться как DDR так и специально разработанная для использования в видеокартах память типа GDDR. Мы не будем вдаваться в технические моменты, отметим только, что чем более современный тип памяти, тем выше скорость ее работы. Самая быстрая на сегодняшний день это GDDR5, но она и самая дорогая, поэтому применяется в видеокартах верхнего ценового сегмента. Наиболее массовой является GDDR3.

7.Ширина шины памяти — имеет большое влияние на пропускную способность памяти и следовательно на общую производительность видеокарты. Определяется числом бит данных передаваемых за один цикл. Чем ширина шины памяти больше, тем выше скорость работы. В очень дешевых видеокартах ширина шины обычно 64 или 128 бит, а в топовых 256 бит и выше.

Читайте также:  Не удалось определить модель вашей видеокарты скайрим

8.Версия DirectX — интерфейс программирования приложений, обеспечивающий взаимодействие программ с железом компьютера и активно используется при создании компьютерных игр. В зависимости от версии DirectX поддерживаемой видеокартой, будут доступны различные режимы

3. Принцип работы видеокарты

Центральный процессор, работающий в связке с программным обеспечением, посылает информацию об изображении на видеокарту. Видеокарта решает, как расположить пиксели на экране, чтобы создать правильное изображение. После чего она посылает подготовленную информацию на монитор через соединительный кабель.

Создание изображения из двоичных данных является достаточно требовательным процессом. Например, чтобы сделать 3-х мерное изображение, графическая карта в первую очередь создает структуру изображения из прямых линий, затем проводит растрирование (заполнение пикселями), изображения, добавляет освещение, структуру и цвет. Для быстро изменяющихся видеоигр компьютер должен пройти этот процесс приблизительно шестьдесят раз в секунду. Без графической карты, чтобы выполнить необходимые вычисления, нагрузка на процессор была бы слишком большой, что бы приводило к зависанию картинки на мониторе, или другим системным сбоям.

Для выполнения своей функции графическая карта, использует четыре основных составляющих её компонента:

1.Порт соединения с материнской платой (AGP, PCI-E) для передачи данных и управления.

2.Процессор (GPU), чтобы решить, что сделать с каждым пикселем на экране.

3.Память (VRAM), чтобы держать информацию о каждом пикселе и временно хранить сформированные изображения.

4.Вывод на монитор (VGA, DVI), чтобы видеть окончательный результат.

Видеосистема не всегда была неотъемлемой частью компьютеров. Последние существовали уже тогда, когда еще не было телевидения в его сегодняшнем понимании. Первые процессоры в качестве выходных устройств использовали принтеры, которые позволяли получить твердую копию выходного результата, что тоже очень важно в нашем переменчивом мире.

Стандартными средствами для отображения текста являются дисплеи, работающие с картами символов. Специальная область памяти зарезервирована для хранения символа, который предстоит изобразить на экране. И программы пишут текст на экран, заполняя символами эту область памяти. Экран чаще всего представляется матрицей 80 на 25 символов.

Образ каждого символа, который появляется на экране, хранится в специальной микросхеме ПЗУ. Эта память относится к видеоцепям компьютера.

Каждый символ на экране формируется множеством точек. Несколько видеостандартов, используемых IBM и другими фирмами, отличаются количеством точек, используемых при формировании символов.

Программы, заносящие информацию на экран, должны знать, какую память они должны использовать для этого. Нужную информацию можно получить, прочтя информацию из специального байта памяти — флага видеорежима. Он предназначается для указания: какого вида адаптер дисплея установлен внутри компьютера и используется в настоящее время. Он позволяет компьютеру знать, с каким дисплеем — монохромным или цветным он имеет дело.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Мониторы на электронно-лучевых трубках. Типы матриц жидкокристаллического монитора. Проекторы на основе DLP- технологии. Принцип действия лазерных проекторов. Типы видеокарт компьютера. Интерфейсы программирования приложений. Виды видео интерфейсов.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.03.2015

История PC-совместимых персональных компьютеров с адаптером Monochrome Display Adapter. Устройство и основные характеристики видеокарты. Разъёмы для подключения устройств вывода. Описание видеокарт 3DMark, Metro 2033 Benchmark, Unigine Tropics Demo.

курсовая работа [7,9 M], добавлен 11.12.2014

История видеокарт, их назначение и устройство. Принципы обеспечения работы графического адаптера. Характеристики и интерфейс видеокарт. Сравнительный анализ аналогов производства компаний NVIDIA GeForce и AMD Radeon. Направления их совершенствования.

контрольная работа [295,6 K], добавлен 04.12.2014

Факторы, влияющие на производительность графической подсистемы. Пропускная способность видеоконтроллера. Шины PCI и AGP, их основные преимущества и недостатки. Характеристики наиболее распространенных видеокарт. Графические адаптеры будущего.

реферат [27,0 K], добавлен 12.06.2009

Принцип работы и пользовательские характеристики клавиатуры. Взаимосвязь размера экрана, размера зерна и разрешения экрана. Основные виды видеокарт. Принцип работы мыши. Программная поддержка сканеров. Назначение джойстика, светового пера и дигитайзера.

реферат [941,8 K], добавлен 18.10.2009

Роль компьютера в жизни человека. Критерии выбора компьютера для игр и для работы с документами: корпус системного блока, процессоры и их количество, тактовая частота ядра, оперативная память, видеокарта, жесткий диск. Исследование школьных компьютеров.

курсовая работа [37,3 K], добавлен 17.12.2014

Характеристика работы видеокарты — устройства, преобразующего графический образ в форму, предназначенную для вывода на экран монитора. Понятие контроллера, буфера кадра и памяти текстур. Проведение тестов синтетических испытаний и на производительность.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.07.2011

Средства обеспечения информационной безопасности. Возможные каналы утечки информации. Защита данных с помощью шифрования. Обзор видов технических устройств, защищающих системы, и принцип их действия. Программно-аппаратный комплекс средств защиты.

курсовая работа [475,7 K], добавлен 01.03.2015

Вопросы усовершенствования видеокарт, их недостатки, виды охлаждения ПК. Выбор вентилятора и его установка на видеокарту. Сравнительные характеристики видеокарт до усовершенствования и после. Расчеты вентиляции, природного и искусственного освещения.

дипломная работа [4,4 M], добавлен 18.07.2010

Отличительные особенности программы для создания каталога видеокарт на Visual Basic с ее занесением, изменением и удалением. Расчет максимальной и минимальной стоимости видеоносителя в порядке увеличения его стоимости и выбор параметров сортировки.

Читайте также:  Как подобрать видеокарту под железо
Источник

Видеока́рта (известна также как графи́ческий ускори́тель, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер) устройство, преобразующее. — презентация

Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемikt.moy.su

Похожие презентации

Презентация на тему: » Видеока́рта (известна также как графи́ческий ускори́тель, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер) устройство, преобразующее.» — Транскрипт:

2 Видеока́рта (известна также как графи́ческий ускори́тель, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер) устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора.

3 Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ). В этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.PCI-ExpressPCIISAVLBEISAMCAAGPсистемную платусеверного мостачипсетаЦПУ Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне.центрального процессораNvidiaAMDATiрендерингOpenGLDirectX

5 Классический процесс построения изображения выглядит примерно следующим образом: 1) Графический процессор получает от игры подробную информацию о сцене. 2) После процессор приступает к построению трёхмерных моделей в кадре, вычисляя какие элементы будут скрытыми относительно точки наблюдения. Построение происходит по вершинам, соединяемые гранями, тем самым получая каркасный вид ( Wireframe), состоящий из множества полигонов. На этом этапе применяются вершинные шейдеры. 3) Расчёт освещения, затенения сцены. 4) Текстурирование, на все видимые полигоны накладываются предусмотренные игрой текстуры. Также применяются Эффекты пиксельных шейдеров. 5) Готовая картинка передаётся в кадровый буфер Весь этот процесс называется 3D рендрингом. Процесс построения изображения зависит от архитектуры GPU, которая имеет свойство быть разной у различных моделей и меняться со временем

6 Графический процессор (GPU) — является главным элементом видеокарты. На него возложены такие задачи как расчёт трёхмерной графики. Видеопамять — Второй важный элемент, служит для хранения текстур, шейдеров и прочих данных связанных с графикой. Тесно связан с графическим процессором. Интерфейс — разъём ( протокол ) для подключения к материнской плате. SLI — технология для совместной работы двух видеокарт. Разъёмы вывода на мониторы — интерфейсы для подключения ЖК-мониторов. Система охлаждения. Если видеокарта мощная, на ней присутствуют дополнительные разьёмы для подкючения к блоку питания

7 Весь существующий на сегодня рынок видеокарт можно примерно разделить на несколько категорий: 1) Бюджетные видеокарты.( офисные ). Эта категория определёна главным образом для Пк, в задачи которого входит просмотр стандартного видео, работа с текстом, интернет, офисная работа и прочие не требующие сложных графических вычислений приложений. Как правило такие видеокарты интегрированы в материнскую плату ( видеопрцессор расположен на «материнке» ). 2) Игровые ( геймерские ) — ориентация главным образом на мощные игровые приложения. Конкретно на игры в высоких разрешениях и с высокой степенью реалистичности. По конструкции они представляют собой отдельный блок на котором расположены все необходимые компоненты. Вставляется видеокарта в материнскую плату через специальный разъём. 3) Профессиональные — предназначены для специалистов в области анимации, графики, видеопроизводства. Компьютер на базе такой видеокарты представляет собой уже графическую станцию

8 Современная видеокарта состоит из следующих частей: графический процессорграфический процессор (Graphics processing unit графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако, архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.центральный процессор видеоконтроллервидеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый. RAMDAC

9 видеопамятьвидеопамять выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случае использования архитектуры Uniform Memory Access в качестве видеопамяти используется часть системной памяти компьютера.буфераDDRGDDR2GDDR3GDDR4GDDR5Uniform Memory Access

Читайте также:  Радиатор на мосфеты видеокарты

10 цифро-аналоговый преобразовательцифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC Random Access Memory Digital- to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий — RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.ЦАПDVI

11 видео-ПЗУвидео-ПЗУ (Video ROM) постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео- BIOS самим пользователем при помощи специальной программы.EEPROMFlash ROM система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах. Правильная и полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечивается с помощью видеодрайвера специального программного обеспечения, поставляемого производителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущенными в ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайвер организует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера через специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.драйвераBIOS

12 Характеристики ширина шины памяти, измеряется в битах количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.битах объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.мегабайтахоперативной памяти Видеокарты, интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиеся частью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нужд часть оперативной памяти компьютера (UMA Unified Memory Access). частоты ядра и памяти измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию. текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.текстурнаяпиксельная выводы карты видеоадаптеры MDA, Hercules, CGA и EGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъём Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разъём предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера. В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трех. Некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью видеовыходами. Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Порт DVI бывает двух разновидностей. DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на разъём D-SUB. DVI-D не позволяет этого сделать. Display Port позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы, USB-концентраторы и иные устройства ввода- вывода. На видеокарте также возможно размещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов (обозначаются, как ViVo)D-SubVGAD-SubDVIHDMIDisplay PortUSBS-VideoViVo 9-контактный разъём S-Video TV-Out, DVI и D-Sub.TV-OutDVID-Sub (Нажатие на изображение какого-либо разъёма вызовет переход на соответствующую статью.)

13 Видеокарта 1.TV-выход 2.Разъем DVI (можно преобразовать в аналоговый сигнал) 3.Выход VGA 4.Разъем питания вентилятора охлаждения 5.Графический процессор RADEON с интегрированной DAC и теплоотводом/вентилятором 6.Разъем AGP 8х 7.Модули памяти DDR (128 Мбайт) 8. Микросхема регулировки напряжения Для работы видеокарты необходимы следующие основные компоненты: -BIOS (Basic Input/Output System базовая система ввода-вывода); -графический процессор, иногда называемый набором микросхем системной логики видеокарты; -видеопамять; -цифроаналоговый преобразователь, он же DAC (Digital to Analog Converter)

Источник