В персональных компьютерах видео платы (VideoCard), прежде всего, предназначались для согласования с монитором (видеоадаптеры), затем вывода на экран графики понадобились ускорители (видео акселераторы).
РС начинают загрузку с режима VGA - Video Graphic Array (640x480 пикселей - picture element, pixel). Режим SuperVGA, формат 800 х 600 пикселей нужен, чтобы при оформлении одиночного документа было доступно все богатство шрифтов системы Windows. Для верстки журналов и газет требуется, хотя бы 1024 х 768, а лучше - 1280 х 1024 пикселей. Иначе не разглядишь, как стыкуются отдельные фрагменты. Рисование идет быстро на экране с разрешением 1280 х 1024 - 1600 х 1200, с меньшим форматом придется постоянно переключаться на крупномасштабный просмотр фрагментов и т.д.
Если умножить шаг (расстояние между центрами пикселей) на требуемое число пикселей в строке, а затем помножить на 1,25 (отношение длины диагонали экрана к длине его строки), то получится длина в миллиметрах диагонали нужного монитора. (В дюймах - поделите на 25,4). Так, что для современных персональных компьютеров требуется монитор с размером по диагонали не менее 15 (лучше 17) дюймов (рис. 1-9).
Поскольку в компьютере видеоадаптер непосредственно управляет работой монитора, формируя кадры, их смену, цветопередачу и т.п., эти два устройства лучше рассматривать вместе, тем более что именно работа монитора существенно влияет на здоровье пользователя компьютера.
Монитор, как любой телевизор, излучает электромагнитные волны во всех диапазонах - от частоты развертки кадров (50-160 Гц), до рентгеновского диапазона. Самый жесткий стандарт на уровень излучений монитора приняла Швеция (MPRII). Этому стандарту старались удовлетворить изготовители мониторов во всем мире. Еще более жесткие ограничения выдвигает стандарт ТСО95 и ТСО99.
Немаловажное значение имеет наличие специального покрытия экрана монитора. Яркий пример - покрытие типа AGARAS (Anti- Glare, Anti-Reflection, Anti-Static) компании Panasonic, исключающее возникновение бликов, отражение и накапливание статического электричества. Покрытие представляет собой нанесенный с внутренней стороны экрана многослойный металлизированный полимер, обладающий высокой поглощающей способностью, так что дополнительных навесных защитных экранов не требуется. Особенностью данного покрытия является отсутствие снижения яркости, присущего аналогичным покрытиям других фирм.
Видеоадаптер также управляет цветовой гаммой изображения. Режим VGA использует 16-цветные изображения (полбайта на пиксель), СуперVGA начинается с 256-цветных (1 байт) изображений. Вполне телевизионное качество обеспечивают 65536 цветов (16 бит или 2 байта на пиксел), обозначаемое HighColor, а 16777216 цветов (24 бита или 3 байта), обозначаемое TrueColor - это все, что способен различить наш глаз. В режиме TrueColor идет отдельное управление градациями яркости каждого из трех лучей электронной трубки: красным (Red) - 1 байт (256 градаций), зеленым (Green) - 1 байт (256 градаций) и синим (Blue) - 1 байт (256 градаций), что и дает указанное 16,7 М сочетаний.
Теперь определим необходимый объем встроенной видеопамяти. Чтобы узнать объем памяти видеоадаптера для обеспечения требуемого режима, достаточно умножить общее число точек на экране на число байт, обеспечивающих цвет одной точки, например: 640 х 480 х 3 байта = 921600 байт или с округлением до стандартного значения - 1 Мбайт.
Большая часть изображений строится из простейших стандартных элементов - прямая, прямоугольник, эллипс и т. п. Для их рисования созданы специализированные сопроцессоры - видеоускорители (Video Accelerator). Из наиболее распространенных моделей, Cirrus Logic - самые медленные, Trident - быстрее, а Western Digital (Paradize) - самые быстрые.
Ускорители обычно входит в состав видеоадаптера, и различаются по своим параметрам, но все они обеспечивают вывод фрагментов, характерных для Windows, которые ей необходимы. Большинство нынешних видеоадаптеров содержат аппаратно реализованные ускорители (встроенные процессоры, иногда 2 на плате с собственным охлаждением) и поэтому стоят заметно дороже: несколько сотен долларов.
Клавиатура. За время, прошедшее с выпуска первого РС, фирма IBM разработала 3 типа клавиатур (рис. 2-1):
- 83-клавишная клавиатура РС ХТ;
- 84-клавишная клавиатура АТ;
- 101-клавишная улучшенная клавиатура.
Улучшенная 101-клавишная клавиатура была выпущена в 1986 году, она разработана в соответствии с международными правилами и требованиями и превратилась в стандарт.
Клавиатура может быть условно разделена на четыре области:
- область печати (алфавитно-цифровая клавиатура);
- дополнительная цифровая клавиатура;
- клавиши управлением курсором и экраном;
- функциональные клавиши.
В двух язычных вариантах клавиатура содержит 102 клавиши и раскладка в ней отличается от американской. Клавиатура состоит из набора переключателей, объединенных в матрицу. При нажатии на клавишу процессор, установленный в самой клавиатуре, определяет координаты нажатой клавиши в матрице. В клавиатуре установлен собственный буфер емкостью 16 байт, в который заносятся данные при слишком быстром нажатии клавиш.
Клавиатура сама представляет собой небольшой компьютер. Связь с системным блоком осуществляется через последовательную линию связи, данные по которой передаются «кадрами» по 11 бит, 8 из которых - данные, а остальные - синхронизирующие и управляющие. Эта связь - двунаправленная: клавиатура может, как передавать, так и принимать данные. «Кадр» данных содержит скан-код нажатой клавиши. Фирма IBM назначила каждой клавише уникальный номер и в соответствии с этими номерами для 102 клавишной клавиатуры убрана клавиша 29, расположенная над клавишей Enter, которая из-за этого стала занимать два ряда, и приняла форму угла, и добавлены клавиши 42 и 45. Так, что различить 101 - и 102 - клавишные клавиатуры легко по виду Enter.
При переходе от операционной системы MS-DOS к Windows95, для удобства работы с ней, выпустили клавиатуру, отмеченную логотипом Windows и снабженную дополнительными клавишами (с двух сторон между Ctrl и Alt и также с данным логотипом). С помощью них можно вызвать главное меню программ, а также дополнительной клавишей - меню для работы с выделенным фрагментом текста.
Мышь изобрел в 1964 году Дуглас Энглбарт в Стэндвордском исследовательском институте. Официально это устройство было названо “указателем XY-координат для дисплея”. Впервые мышь была использована в компьютере в 1973 году фирмой Xerox для графического интерфейса. В 1979 году эту идею заимствовала фирма Apple, применив ее в последствии в компьютере Lisa (1983 г.) и Macintosh (1984 г.). Дальнейшее широкое распространение мыши вызвано переходом на операционные оболочки, а затем операционные системы с графическим пользовательским интерфейсом (Windows, OS/2 и т. п.).
Не смотря на теперешнее разнообразие этих устройств, все они работают практически одинаково. Рука двигает маленькую коробочку. В ней - шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота роликов передают сигналы в компьютер. Хвост из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству прозвище «мышь». Впрочем, можно обойтись и без проводов (рис. 2-2). Нынешние радиопередатчики достаточно малы, чтобы спрятать их в мышку, и достаточно слабы, чтобы не мешать окружающим. Такая «бесхвостая» мышь в работе удобнее, но стоит дороже обычной.
В первых мышах датчики поворота были электромеханические. С роликом связан диск, скользящий по контактной щетке. На диске чередуются проводящие и изоляционные штрихи. И в электрической цепи возникают импульсы тока. Но контакты быстро изнашиваются, а еще быстрее загрязняются. Чтобы не терять импульсы, используют оптический датчик, состоящий из пары «светодиод - фотодиод», между которыми расположен зубчатый диск.
Оптика позволяет вообще отказаться от дисков и шарика. Под коробочку с фотоэлементами подкладывают пластину с перекрещенными линиями. При движении мыши каждая такая линия дает импульс. Однако разрешающая способность оптики ограничена нарисованными на подкладке линиями, да и саму подкладку надо всегда иметь вместе с мышью, поэтому оптические мыши пока не вытеснили обычные (роликовые).
Число импульсов на единицу пройденного мышкой пути зависит от ее конструкции. Но программа (драйвер), следящая за этими импульсами, может в зависимости от настройки какие-то из них пропускать. Так регулируется зависимость перемещений указателя от движений мыши. Сложные драйверы меняют чувствительность в зависимости от частоты импульсов. Благодаря этому можно коротким, но быстрым движением перебросить указатель через весь экран, а затем плавно привести его точно в нужное место.
Кнопки на мыши позволяют отмечать места, в которых оказывается ее указатель. В мышках фирмы Apple кнопка всего одна - программы построены так, что ее хватает. Мышки Microsoft (в соответствии с особенностями программ этой фирмы) двухкнопочные. Lagitech выпускает трехкнопочные мыши. Но средняя (третья) кнопка нужна очень редко, и в двухкнопочных вместо нее используют одновременное нажатие двух имеющихся.
Для перемещения мыши нужно место, хотя бы размером с обычную книгу. Причем гладкое (иначе указатель будет двигаться рывками), но не слишком (чтобы шарик не проскальзывал). Если на столе не хватает места для подкладки под мышь или стола нет вообще, как при работе Laptop или Noutbook, то мышку можно перевернуть и двигать ее шарик непосредственно пальцем. Можно перенести и кнопки на новый верх - получится Track Ball – «следящий шар». (Хотя, это название обычно не переводят). Трекбол не требует места. Большинство переносных компьютеров (ноутбуков) имеют трекбол, встроенный прямо в клавиатуру. Управлять трекболом (при должном навыке) можно гораздо точнее, чем мышью - если, конечно, шар достаточно велик. И надежность лучше: провода не перегибаются постоянно, поэтому не ломаются.