Geum.ru

Фигурнов В. Э. Ф49 ibm pc для пользователя. Изд. 7-е, перераб и доп

Вид материалаКнига
Подобный материал:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   87

обходим достаточно мощный микропроцессор и высокопроизводительный видеокон-

троллер. На IBM PC-совместимых компьютерах начала и середины 80-х годов ничего

этого не было, поэтому в них (как и практически во всех других компьютерах того

времени) использовался другой режим работы с экраном - текстовый.


В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки -

знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо

может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов

входят буквы, цифры, знаки препинания и различные специальные символы. Для каж-

дого знакоместа на экране работающая с экраном программа сообщает видеоконтрол-

леру всего два байта - байт с кодом символа и байт с кодом цвета символа и цвета

фона. А видеоконтроллер по этим данным формирует изображение на экране.


Для формирования изображения каждого символа видеоконтроллер использует матри-

цу точек фиксированного размера (например, 8х16 точек), в которой отмечено, какие

точки соответствуют символу, а какие фону (см. рисунок слева). Совокупность этих

матриц для каждого из 256 возможных символов и составляет шрифт (font). В главе

15 приведены таблицы, описывающие соответствие между кодами символов и их изо-

бражениями (то есть кодировки символов).


EGA, VGA и др.


т


Текстовый режим работает быстро даже на самых медленных компьютерах, поскольку

при его использовании для вывода изображения надо сообщить видеоконтроллеру в

сотни и даже в тысячи раз меньше данных, чем в графических режимах. Однако изо-

бразительные возможности текстового режима крайне ограничены: всего 256 симво-

лов, не более 16 вариантов для цвета символа и цвета фона, невозможность выводить

на экран картинки и т.д. Поэтому сейчас текстовый режим применяют лишь операци-

онная система DOS и многие (не все) рассчитанные на нее программы.


Замечания. 1 Кроме текстового режима с 25 строками по 80 символов (25х80), иногда

используются режимы с 43 и 50 строками по 80 символов (43х80 и 50х80). Другие тексто-

вые режимы распространения не получили.


2. В старых видеоконтроллерах (MDA, CGA, Hercules и др.) шрифты символов, выводимых

в текстовом режиме, записывались в видеоконтроллер при изготовлении и не могли менять-

ся. В более новых видеоконтроллерах (EGA, VGA и SuperVGA) эти шрифты можно загру-

жать и программным путем, поэтому для данных видеоконтроллеров проблем с отображе-

нием символов русского алфавита в текстовом режиме не возникает - надо только устано-

вить соответствующую программу-русификатор.


Поскольку в компьютерной литературе Вы наверняка встретитесь с терминами: VGA,

EGA, SuperVGA и т.д., стоит объяснить, что они значат. MDA, CGA, EGA и VGA -

это видеостандарты, созданные фирмой IBM. Они использовались в подавляющем

большинстве производимых в начале и середине 80-х годов видеоконтроллеров и мони-

торов. Характеристики этих стандартов приведены в таблице.


Цвет/моно Текстовые режимы Графические режимы

MDA Моно 80х25,2 цвета -

CGA Цветной 80х25,16 цветов . 640х200, 2 цвета; 320х200, 4 цвета

EGA Цветной 80х25 и 80х43, 16 цветов 640х350, 16 цветов + режимы CGA

VGA Цветной 80х25 и 80х50, 16 цветов 640х480, 16 цветов; 320х200, 256 цветов + режимы CGA и EGA


Количество цветов


Объем видеопамяти


В конце 80-х годов, в связи с распространением работающих в графическом режиме

программ, разрешение 640х480 точек стало казаться явно недостаточным. Поэтому

многие фирмы стали разрабатывать более совершенные видеоконтроллеры, сохраняю-

щие совместимость с VGA, но обеспечивающие также работу в графических режимах с

большим разрешением (800х600 точек и более). Такие видеоконтроллеры стали назы-

вать SuperVGA или SVGA. Иногда термин SuperVGA или SVGA применяется и к мо-

ниторам, это значит, что монитор поддерживает работу с видеорежимами с большим

разрешением (800х600 точек и более).


Замечание. Многие современные программы уже не поддерживают видеоконтроллеры и

мониторы, существовавшие до VGA, то есть считают, что у пользователя должна быть ви-

деосистема <не хуже, чем VGA>. Например, так себя ведут операционные системы Windows

95, Windows NT, OS/2 и др.


Хотя монитор может отображать любые цвета, общее количество цветов, воспроизво-

димых на экране, ограничено, поскольку видеоконтроллер может запомнить для каж-

дой точки лишь ограниченный объем данных о ее цвете. Например, если видеокон-

троллер запоминает для каждой точки изображения один байт (= 8 бит) информации о

ее цвете, то всего на экране может отображаться 256 (=2^) цветов. Чаще всего приме-

няются режимы с 16, 2b6, 32768, 65536 и 16,8 млн. (точнее, 16777216) цветами, в них

для запоминания информации о цвете каждой точки видеоконтроллер использует 4, 8,

15, 16 и 24 бита видеопамяти соответственно.


Для офисных применений, как правило, достаточно 256 цветов, а 16 цветов может ока-

заться мало. Однако при воспроизведении многоцветных рисунков, для компьютерных

игр и многих других нужд гораздо привлекательнее режимы с 32768 или 65536 цвета-

ми. А режим с 16,8 млн. цветами используется для профессиональной работы с цветом,

например в издательском деле.


Чем больше разрешающая способность и чем больше может одновременно изобра-

жаться цветов на экране, тем больший размер видеопамяти должен иметь видекон-

троллер. Например, для режима с разрешением 1024х768 точек и 256 цветами (1 байт

информации о цвете на каждую точку) требуется 1024х768х1=768 Кбайт видеопамяти.

Поскольку видеопамять обычно формируется блоками по 512 Кбайт и по 1, 2, и 4

Мбайта, значит, данный режим достижим лишь на видеоконтроллерах с объемом ви-

деопамяти не менее 1 Мбайта. Вот минимальный объем видеопамяти, необходимый для

реализации различных видеорежимов.


Выбор объема

видеопамяти


Выбор

видеоконтроллера


m


Разрешение Количество цветов

2 16 256 65536 16,8 млн.

640х480 64 К 256 К 512K 1 M IM

800х600 64 К 256 К 512K 1 M 1,5 M

1024х768 128 К 512 К 1 M 1,5 M 2,5 M

1280х1024 256 К 1 M 1,5 M 2,5 M 4M

1600х1200 256 К 1 M 2M 4M 5,5 M

Современные видеоконтроллеры, предназначенные для массового пользователя, обыч-

но оснащаются 1-2 Мбайтами видеопамяти. По-видимому, для большинства пользова-

телей 2 Мбайта видеопамяти - наиболее рациональное решение, оно предоставляет

достаточно большие возможности при приемлемой цене (около 80-150 дол.). Видео-

контроллеры с объемом видеопамяти 256 и 512 Кбайт уже давно устарели, обычно они

рассчитаны на медленную шину ISA, часто несовместимы с современным программным

обеспечением. Так что их покупать не следует. Видеоконтроллеры с 4, а тем более с 6-

8 Мбайтами видеопамяти стоят в несколько раз дороже (350-1500 дол.), что не удиви-

тельно - они должны работать в несколько раз быстрее. В них даже используются

специализированные весьма дорогие микросхемы видеопамяти (VRAM или WRAM),

так как обычные микросхемы памяти (DRAM) не обеспечивают необходимого быстро-

действия. Впрочем, такие видеоконтроллеры имеет смысл применять только с монито-

рами размером 17-21 дюйм, которые сами по себе не дешевы.


При выборе видеоконтроллера надо учитывать также следующие обстоятельства:


если Ваш компьютер оснащен высокопроизводительной шиной - PCI, VESA или,

на худой конец, EISA, - то следует выбирать видеоконтроллер, рассчитанный на

эту шину. Контроллеры для шины ISA работают слишком медленно;


тот видеорежим, который Вы собираетесь использовать в качестве основного, дол-

жен обеспечиваться с частотой кадров (частотой вертикальной развертки) не менее

75 Гц, в крайне случае 70-72 Гц. При этом развертка должна быть построчной

(non-interlaced), а ни в коем случае не чересстрочной (interlaced). Этот видеорежим

(разрешение + частоты горизонтальной и вертикальной развертки) должен поддер-

живаться монитором;


к видеоконтроллеру должны прилагаться (обычно на дискетах) драйверы для его

поддержки в операционных системах, используемых Вами сейчас или планируемых

Вами к использованию в обозримом будущем: Windows, Windows 95, OS/2 и др.

Могут быть полезны и драйверы для поддержки режимом высокого разрешения в

используемых Вами DOS-программах (AUTOCAD, Microsoft Word и др.);


желательно обратить внимание и на фирму-производителя видеоконтроллера. Так,

заслуженно пользуются хорошей репутацией видеоконтроллеры фирм Matrox, Dia-

mond Multimedia (марки Diamond Stealth и др.), ATI (марки ATI Mach 64), Number

Nine и др. А вот на дешевых китайских видеоплатах (марок Cirrus Logic, Trident,

SIS и др.) можно здорово <наколоться> - часто они работают со сбоями или не

работают в нужных видеорежимах вовсе, иногда работают, но медленно и т.д.

Впрочем, иногда и с такими видеоконтроллерами все бывает в порядке;


стоит обратить внимание и на дополнительные возможности, обеспечиваемые ви-

деоконтроллером. Так, многие видеоконтроллеры включают в себя функции под-

держки вывода видеороликов (тогда в их названии обычно имеется слово Video),

работы с трехмерными изображениями (тогда в их названии обычно имеется обо-

значение 3D) и т.д.;


бывают видеоконтроллеры, предоставляющие такие возможности, как вывод теле-

визионного изображения или иного видеосигнала в окне на экране монитора, вывод

компьютерного изображения на экран телевизора, оцифровка и запись на диск от-

дельных кадров видеосигнала (получаемого от видеомагнитофона, видеокамеры и

т.д.). Некоторые видеоконтроллеры сами не поддерживают эти возможности, но по-

зволяют подключать соответствующие дополнительные платы.


13.6. Контроллеры для подключения накопителей


Перед тем, как обсуждать жесткие диски и другие устройства для хранения информа-

ции, необходимо рассказать о контроллерах, к которым они подключаются. Поскольку


диски, другие устройства и контроллеры для их подключения изготавливаются незави-

симыми друг от друга фирмами, типы контроллеров в значительной степени унифици-

рованы. Наиболее широко используются контроллеры типа IDE, EIDE и различные

варианты SCSI - Fast SCSI-2, Fast Wide SCSI-2, Ultra SCSI-2 и Ultra Wide SCSI-2.

Основные характеристики этих видов контроллеров приведены в таблице.


IDE EIDE Fast SCSI-2 UUia SCSI-2 F~.'i^{ Wnif' SCSI-2 Uiii-'-i Wi
Максимальное количество подсоединяемых устройств 2 4 7 4 15 7 или 15

Максимальная емкость жесткого диска 528 Мбайт 9,1 Гбайт 9,1 Гбайт 9,1 Гбайт 9,1 Гбайт 9,1 Гбайт

Номинальная пропускная способность (Мбайт/с) 10 16 10 20 20 40

Фактическая пропускная способность (Мбайт/с) 3-4 12-14 8-9 17-18 17-18 35-37

Поддержка не только жестких дисков - + + + + +

Поддерживаются также и внешние устройства - - + + + +

Одновременная работа с несколькими устройствами - - + + + +

Могут подключаться также устройства типа: - IDE SCSI-1 SCSI-1, Fast SCSI-2 - Fast Wide SCSI-2

Число проводов в кабеле 40 40 50 50 68 68


IDE-контроллеры


EIDE-контроллеры


SCSI-контроллеры


Замечания. В очень старых компьютерах можно найти контроллеры жестких дисков типа

ST-506/412 (модификации - MFM, RLL и ARLL) и ESDI, но выпуск их был прекращен

еще в конце 80-х годов.


Контроллеры типа IDE (или АТА) уже сильно устарели. Они довольно медленные и

позволяют подключать только один или два жестких диска емкостью не более 528

Мбайт (точнее, 528482304 байт) каждый. Хотя с помощью программных драйверов к

IDE-контроллеру можно подключить жесткий диск емкостью более 528 Мбайт или не

жесткий диск, а, скажем, дисковод для компакт-дисков, этого делать не рекомендуется

- такие конструкции работают ненадежно, их применение чревато самыми неприят-

ными последствиями типа затирания информации на жестком диске. Гораздо лучше

приобрести за 20-30 дол. контроллер EIDE и заменить им контроллер IDE.


Большинство выпускаемых сейчас компьютеров оснащаются контроллерами типа

EIDE. Интерфейс EIDE был разработан как усовершенствование IDE, так что к EIDE-

контроллерам подходят и жесткие диски типа IDE. Поэтому часто EIDE-контроллеры

называют просто IDE, забывая букву <Е>, которая означает

(улучшенный). По сравнению с IDE-контроллерами, EIDE-контроллеры могут работать

не с двумя, а с четырьмя устройствами, поддерживают жесткие диск емкостью до 9,1

Гбайт (а не до 528 Гбайт) и обеспечивают большую скорость обмена данными (до 12-

14 Мбайт/с). К EIDE-контроллерам можно подключать жесткие диски, дисководы

компакт-дисков, стримеры и магнитооптические диски (правда, если только внутрен-

ние, если не <химичить> с кабелями).


Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface, читается <скази>) был разработан

еще в конце 70-х годов для мини-ЭВМ, и вскоре стал одним из наиболее распростра-

ненных стандартов для подключения периферийных устройств. Долгое время он был

дорог в реализации, поэтому на IBM PC-совместимых компьютерах использовался

лишь на серверах локальных сетей и в мощных рабочих станциях (в издательском де-

ле, автоматизированном проектировании и т.д.). Но в последнее время стоимость

SCSI-контроллеров и устройств значительно снизилась, а к тому же приобрели попу-

лярность многие устройства, для подключения которых используется, в основном,

именно интерфейс SCSI: магнитооптические диски, высокопроизводительные стриме-

ры, сканеры и т.д. Поэтому SCSI-контроллеры стали использоваться гораздо шире.


Их преимущества


SCSI-контроллеры

контроллерами:


имеют существенные преимущества


сравнению


Варианты SCSI-

интерфейса


Выбор контроллера


EIDE - для систем

начального уровня


Wide SCSI-2 или Ultra

Wide SCSI-2 - для

серверов


они позволяет подключать самые разные устройства, как внутренние, так и внеш-

ние: жесткие диски, стримеры, лазерные и магнитооптические диски, дисководы

для компакт-дисков, принтеры и даже другие компьютеры;


к одному SCSI-контроллеру можно подключать до 7 устройств, а некоторые SCSI-

контроллеры позволяют подключать 15 и даже 31 устройство. Возможно использо-

вание нескольких SCSI-контроллеров (обычно до четырех), что позволяет еще

больше увеличить число подключаемых устройств:


операции ввода-вывода с различными SCSI-устройствами могут осуществляться

параллельно: чтобы начать операцию ввода-вывода с одним SCSI-устройством, во-

все не требуется ожидать завершения ввода-вывода с другими SCSI-устройствами.


Первоначальный вариант интерфейса SCSI (SCSI-1) поддерживал скорость обмена до

5 Мбайт/с, при этом для подключения устройств использовался кабель из 50 прово-

дов. Затем был принят вариант интерфейса SCSI-2, он же Fast SCSI-2, который те-

перь применяется наиболее широко. В нем скорость обмена данными была повышена

вдвое - до 10 Мбайт/с. К контроллерам SCSI-2 можно подключать как SCSI-2 уст-

ройства, так и SCSI-1 устройства. Спектр SCSI-2 устройств очень широк - жесткие

диски, стримеры, лазерные и магнитооптические диски, дисководы для компакт-дисков,

сканеры, принтеры и т.д.


Однако сейчас появились быстродействующие жесткие диски и другие устройства со

скоростью обмена 5 Мбайт/с и более, так что скорость Fast SCSI-2 контроллеров (до

10 Мбайт/с) уже во многих случаях тормозит работу. Поэтому был разработан вари-

ант интерфейса Ultra SCSI-2, в котором скорость обмена данными была еще раз по-

вышена вдвое - до 20 Мбайт/с. Сейчас контроллеры и устройства (жесткие диски)

типа Ultra SCSI-2 начали появляться в продаже. Опять-таки, совместимость со стары-

ми устройствами в Ultra SCSI-2 была сохранена - к контроллерам Ultra SCSI-2

можно подключать Fast SCSI-2 и SCSI-1 устройства.


В серверах локальных сетей, работающих иногда с десятками жестких дисков, ско-

рость контроллеров типа Fast SCSI-2 (10 Мбайт/с) была недостаточной уже давно.

Поэтому был разработан вариант интерфейса Wide SCSI-2 (он же Fast Wide SCSI-2),

в котором используется не 8-битовый, а 16-битовый обмен данными. За счет этого

обеспечивается вдвое большая скорость обмена - до 20 Мбайт/с. Устройства Wide

SCSI-2 подключаются с помощью 68-проводного кабеля. С интерфейсом Wide SCSI-2

выпускаются жесткие диски и высокопроизводительные стримеры.


Однако и скорость обмена 20 Мбайт/с не всегда является достаточной. Поэтому одно-

временно с Ultra SCSI-2 (усовершенствованием Fast SCSI-2) был разработан и ин-

терфейс Ultra Wide SCSI-2 - усовершенствование Fast Wide SCSI-2 со скоростью

обмена данными до 40 Мбайт/с. Сейчас контроллеры и устройства (жесткие диски)

типа Ultra Wide SCSI-2 начали появляться в продаже. К контроллерам Ultra Wide

SCSI-2 можно подключать Fast Wide SCSI-2 устройства.


Замечание. Многие Wide SCSI-2 (Ultra Wide SCSI-2) контроллеры имеют не только два

68-проводных разъема для подключения внутренних и внешних устройств, но и 50-

проводной разъем для обычных Fast SCSI-2 и SUSI-1 устройств (например, дисководов для

компакт-дисков, магнитооптических дисков и т.д.). Однако одновременно можно использо-

вать не более двух их этих трех разъемов.


При выборе контроллера для подключения накопителей имеет смысл рассматривать

два варианта - EIDE и SCSI (той или иной разновидности). Разумеется, если Ваш

компьютер оснащен высокопроизводительной шиной - PCI, VESA или, на худой ко-

нец, EISA, - то следует выбирать контроллер, рассчитанный на эту шину. Контролле-

ры для шины ISA работают слишком медленно.


Контроллеры EIDE весьма дешевы (около 20-30 дол. и менее), а часто они уже вклю-

чены в состав материнской платы, так что достаются пользователям бесплатно. Конеч-

но, EIDE-контроллеры имеют определенные ограничения - невозможность подключе-

ния внешних устройств, поддержка только жестких дисков, дисководов компакт-

дисков, стримеров и некоторых магнитооптических дисков, подключение не более че-

тырех устройств и т.д. Кроме того, сейчас жесткие диски типа EIDE имеют емкость не

более 2,5 Гбайт (диски большего объема имеют интерфейс SCSI). Однако для боль-

шинства пользователей возможностей EIDE-контроллеров вполне достаточно и их ог-

раничения не являются сколько-либо чувствительными.


В компьютерах, используемых как серверы локальной сети, SCSI-контроллеры стали

фактическим стандартом. Во-первых, здесь требуется подключать не четыре устройст-

ва, а гораздо больше. Во-вторых, ввод-вывод с различными SCSI-устройствами может

осуществляться параллельно, что существенно увеличивает быстродействие ввода-


Fast SCSI-2 или

Ultra SCSI-2 - для

продвинутых систем


Стоимость SCSI-

контроллеров


Кэшированные

контроллеры


вывода в многозадачной среде. Для серверов, имеющих существенную нагрузку, целе-

сообразно использование контроллеров и дисков Wide SCSI-2 или даже еще более

быстрых Ultra Wide SCSI-2.


Тем пользователям, которые собираются применять разнообразные внешние устройст-

ва: магнитооптические диски, CD-рекордеры, дисководы со сменными дисками типа

lonnega или SyQuest, быстродействующие стримеры и сканеры и т.д., также необходи-

мо использовать SCSI-контроллер. Да и производительность компьютеров при исполь-

зовании SCSI-контроллеров несколько выше, чем при использовании EIDE-

контроллеров. Поэтому этим пользователям желательно приобрести контроллер типа

Fast SCSI-2 или Ultra SCSI-2.


Стоимость типичных SCSI-контроллеров для шин PCI, VESA и EISA - от 70 (Fast

SCSI-2 контроллеры фирмы Tek'ram) до 270 дол. (Ultra Wide SCSI-2 контроллеры

фирмы Adaptec). Некоторые устаревшие модели SCSI-контроллеров стоят около 30-40