Курсовая работа: Анализ и оценка аппаратных средств современных ПЭВМ

Видеоконтроллеры, акселераторы, видеоускорители

Традиционно основные усилия разработчиков  графических адаптеров были направлены на повышение разрешений, достигаемых при большой глубине цвета (True Color, т. е. 24 bit или  16.7 млн. цветов), и на ускорение выполнения  возможно большего количества графических  операций. Все это требуется в первую очередь для профессиональной работы в области графики, анимации, САПР. Некоторые принципиальные  моменты, и прежде всего стоимостные, не позволяют продукции, рассчитанной на массового  потребителя, развиваться по этому же пути. Да  это на данном этапе и не нужно, так как режимы с самыми высокими разрешениями не доступны для большинства находящихся в эксплуатации мониторов. Гораздо важнее обеспечить возможность качественного воспроизведения "живого" видео, которое остается практически единственной областью, пока еще не освоенной основной массой современных компьютеров. До последнего времени сделать это можно было только с  помощью дополнительного multimedia оборудования — видео платы или MPEG-проигрывателя.  Сейчас появился и другой подход, ставший возможным благодаря возросшей производительности процессоров. Он основан на применении для декодирования изображений не аппаратных, а программных средств в сочетании с некоторыми элементами аппаратной поддержки, встраиваемыми в графические адаптеры. То есть сами адаптеры приобретают функции видео ускорителя (в дополнение к Windows ускорителю).

Большинство новых моделей графических адаптеров использует спецификацию DCI-1.0 и относится к разряду Windows и видео-ускорителей.  Они на аппаратном уровне реализуют такие операции, как преобразование цветовых пространств, масштабирование, декодирование сжатых изображений. Возможно воспроизведение изображения с дисков Video CD с помощью чисто программных MPEG-1 декодеров (хорошие результаты получаются для процессоров Pentium 90 и выше).

Новым моментом является также интеграция графического адаптера с другими устройствами, например, с платой для захвата изображений, аппаратным MPEG-проигрывателем или звуковой платой.

Chipset

Ведущие изготовители chipset для графических адаптеров — фирмы S3, ATI, Cirrus Logic, Trident и другие — предусмотрели в новом поколении своих изделий кроме стандартной Windows акселерации также и ускорение видео операций, причем для последних хорошие результаты получаются даже при использовании стандартной динамической памяти и EDO DRAM. Однако по-прежнему достичь одновременно высоких значений для скорости регенерации, разрешения и глубины цвета удается только при применении двух портовой памяти типа VRAM и WRAM.

Особого внимания заслуживают chipset фирмы S3 - Vision 868 (для DRAM и EDO DRAM) и Vision 968 (для VRAM). Они имеют 64-разрядную архитектуру и ускоряют многие графические и видео операции (DCI-1.0): bitbit, рисование линий, заполнение прямоугольников, растровые операции, конвертацию цветового пространства (YUV 4:1:1 и 4:2:2, 16-bit, 16.7 млн. цветов — в RGB), билинейное масштабирование, растрирование dithering), сжатие изображения и некоторые другие. Поддерживаются популярные видео кодеки — CinePak, MPEG, Indeo, Motion JPEG.  Имеется программное обеспечение для Windows U, Windows 95, Windows NT, OS/2 Warp, Video for Windows, Quicktime for Windows, для декодирования MPEG.

64-разрядные chipset ATI Mach264CT фирмы ATI TGU19680 фирмы Trident также ускоряют выполнение видео операций и рассчитаны на разные типы памяти — они поддерживают DRAM и EDO RАМ, VRAM (ATI) и WRAM (Trident).

Новые графические адаптеры

В большинстве новых моделей применяется chipset с функциями ускорения видео в соответствии с DCI-1.0 и скоростной цифроаналоговый преобразователь RAMDAC (иногда встроенный в Chipset), обеспечивающий полосу пропускания, достаточную для высоких скоростей регенерации. Предусматривается поддержка режима Plug&Play для монитора с помощью VESA Display Data Channel (DDC 1/2), а также управления энергосбережением VESA Display Power Management Signaling (DPMS). Устанавливаются разъемы VESA Advanced Feature Connector (VAFC). Свойственные системам с DRAM ограничения по скорости регенерации при больших разрешениях и глубине цвета можно преодолеть с помощью оригинальной 192-разрядной архитектуры самого графического адаптера.

МАГНИТООПТИКА

Магнитооптические накопители, использующие сменные носители для записи и хранения информации, несмотря на довольно короткий срок своего существования, приобрели широкую популярность. Этому в немалой степени способствуют те уникальные свойства, которыми обладает магнитооптика, и те универсальные возможности, которые она предлагает.

Поскольку магнитооптика ориентирована на работу с данными большого объема, то особую важность приобретают время их обработки и стоимость хранения.

Объем производства магнитооптических накопителей в 1995 году оценивается в 1.1 млн. шт. для 3.5" и 0.5 млн. для 5.25" устройств, в следующем году прогнозируется значительный рост рынка. Магнитооптика является сравнительно новой и бурно развивающейся технологией, поэтому на рынке, наряду с крупнейшими производителями устройств массовой памяти, достойно представлены и некоторые специализированные фирмы, способные воплощать новаторские решения в продукцию высочайшего качества.

Накопители 5,2’’

Для этих устройств используется одинаковы. В то же время реальное быстродействие в большинстве случаев определяется еще и объемом и эффективностью встроенной кэш-памяти, а также временем поиска. Большинство накопителей на 1.3 GB имеет кэш-память 1 MB, и очень немного моделей — 4 MB. Судить можно по величине максимального времени поиска. Появление следующего поколения накопителей, использующих диски емкостью 2.6 GB, ожидается в ближайшее время, как только будут приняты соответствующие стандарты, которые необходимы, чтобы продукция разных фирм была совместима.

Похоже, что довольно скоро появятся накопители с еще большей емкостью и быстродействием. Основной недостаток существующей магнитооптической технологии заключается в том, что для записи необходимы два прохода, т. е. она в 2 раза медленнее чтения. Однопроходная запись была сначала реализована в относительно медленных магнитооптических накопителях системы Mini Disk фирмы Sony (2.5", 140 MB). Сейчас уже созданы первые скоростные устройства, использующие подобную технологию.

Накопители 3.5"

Магнитооптические накопители на 3.5" дисках емкостью 230 MB, лидером в производстве которых является Fujitsu, получают все большее распространение. Кроме традиционных вариантов использования их для хранения больших объемов информации и обмена данными в издательском деле, графических приложениях и т. д., они находят широкое применение и в медицине — для хранения истории болезни (для каждого пациента — свой диск, емкости которого хватит на многие годы, даже если записывать на него графические данные, получаемые при томографических и других современных методах исследования). Сфера применения магнитооптики расширилась и до компьютеров типа notebook.

Магнитооптические библиотеки

Хотя емкость магнитооптических библиотек, использующих 5.25" диски, быстро растет и превышает уже 1000 GB, главное — это не увеличение емкости (оно достигается довольно легко), а новые решения, способствующие более широкому применению этих перспективных устройств. В первую очередь это касается их использования для резервного копирования и обеспечения доступа в режиме on-line в сетевых средах. Соответствующие решения на базе магнитооптических библиотек MaxLyb, использующих быстродействующие накопителей T3-1300 и роботизированные приводы для автоматической смены дисков, предлагает фирма Maxoptix. Скорость резервного копирования составляет от 3 GB в час и более, скорость восстановления в два раза выше. Кроме того, магнитооптические устройства обладают гораздо более высокой надежностью, чем ленточные (в 5 раз), сами диски имеют большой гарантированный срок хранения (50 лет) и невысокую цену — 10 центов в расчете на 1 MB.

ПРИВОДЫ CD-ROM

Вопрос о переходе на приводы CD-ROM с высокой скоростью (шестискоростные и выше), судя по всему, в ближайшее время будет окончательно решен просто прекращением производства четырёхскоростных. Таким же образом уже решен и вопрос о применении proprietary IDE интерфейсов (Panasonic, Sony, Mitsumi) — используются только IDE/ATAPI и SCSI. Для качественного (с разрешением 320х240, которое уже доступно современным графическим адаптерам — видео ускорителям) проигрывания AVI файлов с дисков CD-ROM, нужен привод с четверной или даже более высокой скоростью. Да и обычная работа с файлами, особенно с учетом очень больших объемов программного обеспечения, поставляемого на CD-ROM, значительно убыстряется при использовании четырех и шестискоростных моделей.

Приводы с четверной скоростью, ставшие уже стандартом комплектации современных компьютеров (ими оснащают свои компьютеры большинство фирм Brand-Name), продолжают совершенствоваться. Реализуется поддержка режима Plug&Play, улучшаются скоростные характеристики. Это ASPI-совместимый CD-ROM драйвер, который улучшает передачу непрерывных потоков данных и уменьшает загрузку процессора на 12-35% (в случае SCSI контроллера, использующего обмен через DMA). Это очень важно для воспроизведения видео с использованием чисто программных декодеров (QuickTime, Video for Windows, MPEG), так как позволяет уменьшить число выпадений кадров.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8