Системные блоки – корпуса персональных компьютеров

коды символов (0-255) из символьной таблицы знакогенератора и их цветовые атрибуты (коды цвета символа и его фона) – по одному байту на код символа и код цветового атрибута – текстовый режим

коды цвета пикселов – отдельных элементов экрана графический режим.

Различные по набору символов и их расположению таблицы знакогенераторов имеют собственные стандарты (ANSI, IBM, Microsoft и др.). Все современные видеоадаптеры допускают изменение (переопределение или перегрузку) программным путем наборов символов. Так как, исходно, знакогенераторы видеокарт производимых для стран романо-германской языковой группы, обычно, не имеют в своем составе символов кириллицы (что связано со стандартами на реализуемые знакогенераторы, фирмами-производителями и их заказчиками), для их использования в других странах (например, для получения возможности изображения символов кириллицы) необходимо производить установку и/или настройку специфического программного обеспечения (операционных систем или их драйверов) которое будет переопределять часть символов стандартных таблиц знакогенератора на символы кириллицы или другие, изначально не присутствующие, символы национальных алфавитов. В текстовых режимах работы видеосистемы – дисплея (монитор + видеокарта) режимы отображения символов на экране монитора могут быть черно-белыми (двухцветными, двухтоновыми), монохромными (двухцветными многотоновыми – градации одного цвета, до 16 градаций) и цветными – 16 (цветов символов и 8 цветов фона с возможностью переключения между четырьмя палитрами – наборами по 16 различных цветов, отображаемых одновременно). В большинстве случаев, текстовые режимы представляют собой режимы с самой высокой скоростью регенерации изображения, однако они не дают возможности отображать произвольные изображения и их область применения ограничивается примитивным использованием в качестве режимов простых пользовательских интерфейсов типа командной строки или оконноориентированных приложений с меню и текстовыми окнами. Различают различные текстовые режимы в связи с числом строк и столбцов символов на которые разбивается экран (различные видеокарты имеют различное число текстовых видеорежимов – 80х25, 80х41, 80х50, 40х25…). Текстовый режим 25 строк 80 столбцов является режимом в который переключается компьютер его базовой системой ввода вывода во время загрузки.

Графические режимы более  разнообразны, чем текстовые и  допускают отрисовку на экране монитора объектов произвольной формы и сложности. Общим принципом графических  режимов является кодирования изображения  как набора элементарных точек –  пикселов, определяющих максимальное разрешение экрана. Выпускаются видеокарты с самыми различными графическими режимами (320х200, 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200…) В зависимости от числа бит на пиксел различают монохромные и цветные графические режимы с числом цветов 16 (4 бита на пиксел), 256 (8 бит на пиксел), 32К (12 бит на пиксел), 64К (16 бит на пиксел), 16млн (32 бита на пиксел) – режим True color. В зависимости от используемого графического режима и типа адаптера дисплея, цвета пикселей могут кодироваться разным количеством бит, что в конечном итоге, определяет число одновременно отображаемых на экране цветов – цветовую палитру и объем видеопамяти необходимый для хранения картинки изображения. Современные видеокарты персональных компьютеров могут иметь до 4 Мбайт видеопамяти и более, что дает им возможность использовать графические видеорежимы с 16 млн цветов – true color и разрешением экрана до 1024х768 пикселов. Скорость работы видеоадаптера – скорость отрисовки пикселов на экране весьма разнообразна и зависит от его типа, видеорежима, используемой в адаптере видеопамяти и скорости работы и типа всей системы в целом (видеоадаптер – системная шина – центральный процессор).

Современные видеоадаптеры  в своем составе имеют, как  правило, контроллер и процессор  – графический сопроцессор системы. Разрядность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью может составлять 32 и 64 бита, что  в первую очередь влияет на производительность устройства. Однако, необходимо учитывать  тот факт, что разрядность –  признак, характеризующий четыре компоненты видеосистемы – процессора, контроллера  микросхем памяти и соединяющей  их шины данных. Теоретически, конечно, наивысшая производительность достигается  при 64-х разрядности всех четырех  компонент, однако, практическая реализация показывает, что, поскольку, производительность всей системы оценивается как  суммарный конечный качественно-количественный показатель, то от частной реализации (например 64-х или 32-х разрядности  шины данных) зависит далеко не все. Так, устройства, имеющие 64-х разрядные  компоненты начинают существенно выигрывать в скорости работы, по сравнению  со своими 32-х разрядными аналогами, только при наличии 4-х Мбайт видеопамяти.

Кважнейшим характеристикам  видеоадаптера относят его тип, вид, поддерживаемые видеорежимы (допустимые разрешения экрана, максимально возможное  количество цветов, строк и столбцов текста в текстовых режимах), поддерживаемые режимы энергетического сохранения и управления монитором, мультичастотность  и автосинхронизацию изображения, поддержку режимов нечерезстрочной (non-interlaced – NI) и черезстрочной (interlaced – I) регенерации изображения, поддержку аппаратных систем ускорения и акселерации вывода в текстовых и графических режимах, акселерации отрисовки двухмерных 2D и трехмерных 3D изображений, заполнения фоном (текстурой) графических примитивов, буферизации вывода растровых и др. шрифтов, разрядность контроллера и шины данных между контроллером и видеопамятью и др. Большинство указанных параметров зависят от типа и вида устройства.

Благодаря бурной и витиеватой истории развития, видеоадаптеры  персональных компьютеров имеют  большое число видов и типов, каждый из которых отличается от других аппаратными возможностями и  частностями реализации. Стандарты на поддерживаемые видеокартами функции и режимы не успевают за появлением новых решений в технологии их производства. Многие типы указываемых ниже устройств рассматриваются с ретроспективной точки зрения. Однако, практически, все сложные модели видеоадаптеров поддерживают, в целях совместимости, видеорежимы и функции адаптеров ранних образцов. Рассмотрим основные типы и характеристики видеоадаптеров в хронологическом порядке их развития:

MDA (Monochrome Display Adapter) – видеоадаптер, которым комплектовались первые компьютеры IBM PC с 1980-го года. Адаптер предназначен для вывода только текстовой информации и работает лишь в текстовом монохромном режиме. Адаптер рассчитан на подключение специального монохроматического монитора и способен генерировать изображение 25 строк 80 символов в строке (25x80). Каждая символьная позиция состоит из матрицы 9x14 точек – пикселов. Также, данный видеоадаптер способен генерировать такие атрибуты символов на экране как негативный, повышенной яркости, подчеркнутый и мерцающий. Разрешающая способность данного адаптера составляет 720 пикселов по ширине и 350 по высоте (720x350). В настоящее время, адаптер данного типа используется довольно редко в удаленных терминалах и как адаптер управления текстовыми терминалами.

^#CGA (Color Graphic Adapter) – улучшенный многорежимный цветной графический адаптер, обладающий, в отличие от MDA, графическими режимами и способностью генерировать цветной сигнал. Адаптер допускает подключение RGB монитора, монохроматического или цветного композитного монитора и бытового телевизора. Набор цветов CGA достаточно ограничен – 16 цветов в текстовых режимах и 1 или 4 разных цвета в графических (с возможность переключения между четырьмя наборами – палитрами из четырех различных цветов в четырехцветном графическом режиме). Качество текстового режима в адаптерах CGA хуже такового в MDA, т.к. он имеет матрицу символа 8x8 пикселов, а собственно символ занимает позицию 7? 7. Максимальная разрешающая способность составляет 640x320 пикселов в двухцветном графическом режиме и 320x200 – в четырехцветном. Адаптер CGA предусматривает работу с устройством световое перо !LitPens>about. Знакогенератор не перегружается. В настоящее время адаптер устарел и не используется.

HGC (Hercules Graphic Card) – адаптер поддерживает все текстовые режимы MDA, а также, и имеет 16-ти цветные текстовые и монохромные графические режимы с разрешением 720x350. Знакогенератор не перегружается. В настоящее время адаптер устарел и не используется.

HGC+ (Hercules Graphic Card Plus) – улучшенный вариант HGC, имеющий перегружаемые матрицы символов (знакогенератор), 16-ти цветовые видеорежимы с палитрой 64 цвета подобные режимам адаптера EGA. Адаптер не получил широкого распространения, в настоящее время устарел и не используется.

EGA (Enhanced Graphic Adapter) – улучшенный, по сравнению с CGA, графический адаптер, поддерживающий более качественные и многоцветные графические режимы. Текстовые символы могут иметь несколько различных таблиц знакогенераторов, соответственно режимам адаптера CGA и EGA. Адаптер имеет 64-х цветную палитру и набор видеорежимов экрана с разрешениями 320x200, 640x320, 640x350, 640х480. В настоящее время адаптер устарел и не используется.

MCGA (Modified Color Graphic Adapter) – данным адаптером, в основном, комплектовались ранние модели компьютеров семейства PS/2. Адаптер представляет улучшенную, с точки зрения качества изображения, модель адаптера CGA, поддерживает более высокие режимы разрешения. Максимальное разрешение данного адаптера 640x480 пикселов, адаптер использует только аналоговый цветной или монохромный (64 градации серого) монитор, имеет возможность в графическом режиме отображать одновременно 256 цветов из 16 возможных 256-ти цветных палитр. В настоящее время адаптер устарел и редко используется.

VGA (Video Gate Array) – еще более улучшенный, в сравнении с адаптерами MDA, CGA, HERCULES и EGA, благодаря использованию микросхемы gate array – вентильная матрица адаптер. Максимальная разрешающая способность стандартных адаптеров данного типа составляет 640x480 пикселов, однако многие фирмы реализовали нестандартные расширения системы ввода/вывода данного адаптера, повысив тем самым разрешающую способность до 800x600 и 1024x728 пикселов, например, в режимах VESA, которые стали стандартом только для адаптеров SVGA. Адаптер способен воспроизводить 256 цветов одновременно из 256К цветовой палитры. В настоящее время адаптер устарел и редко используется.

IBM8514 – Улучшенный, по сравнению с VGA графический адаптер, который способен работать только с соответствующим типом монитора. Впервые содержит процедуры оптимизации вывода простых графических примитивов – линий, закрашенных прямоугольников, оптимизирует работу с палитрами и со знакогенератором. Является более производительным, чем адаптер VGA, но и более дорогим. По общим возможностям соответствует улучшенной модели VGA.

В настоящее время адаптер  устарел и редко используется.

PGA (Professional Graphic Adapter) – адаптер, аналогичный VGA, поддерживающий, в качестве собственных стандартов, многие нестандартные, но присутствующие в адаптере VGA графические режимы (800x600 и 1024x728 пикселов и др.). Адаптер не получил широкого распространения, в настоящее время устарел и редко используется.

SVGA (Supper Video Gate Array) – видеокарты данного типа в настоящее время являются самыми распространенными. Их комплектующие элементы и характеристики настолько различны, что производительность и возможности отдельных видов отличаются в несколько раз. В общем, они имеют еще более высокую производительность, поддерживают еще более многоцветные (до 16 млн цветов – true color) и более высокого разрешения (до 1600х1200) видеорежимы, имеют в составе собственной базовой системы ввода/вывода акселерированные механизмы отрисовки графических примитивов, заполнения фоном, двумерных и трехмерных объектов, поддерживают стандарты сохранения энергии, полностью программируются для формирования видеосигнала любого вида. Условно, видеокарты данного типа можно разделить на четыре группы:

1. Карты с кадровым буфером ввода/вывода – отличительная особенность состоит в том, что устройства данного вида всю работу по прорисовке (передача/прием байтов изображения в/из видеобуфера) возлагают на центральный процессор компьютера. Адаптеры данного вида достаточно распространены, в силу своей малой конечной стоимости, выпускаются практически всеми производителями видеокарт.

2. Карты с графической 2D акселерацией – имеют оптимизированные встроенные возможности отрисовки двумерных графических примитивов – точек, линий, многоугольников, заполнения фоном и текстурой, переноса части изображения, аппаратный графический курсор, кэширование растровых шрифтов и другую акселерацию. Драйвер данной видеокарты способен мощно и гибко управлять ее функциями в графическом режиме и существенно увеличивает производительность всей системы в целом.

3. Карты с графическим сопроцессором – адаптеры данного вида имеют собственный процессор – графический сопроцессор. Он служит не только для операций пересылки данных, освобождая от этого занятия центральный процессор, но и для расчета сложных объектов в задачах проектирования трехмерной графики. Производительность таких устройств в системах проектирования достаточно высока.

4. Карты с графической 3D акселерацией – такие адаптеры подобно адаптерам с 2D акселерацией имеют собственные возможности отрисовки трехмерных графических объектов, расчета их расположения в пространстве, освещенности и др.. В комбинации с наличием графического сопроцессора, такие устройства дают наивысшую производительность среди видеокарт персональных компьютеров.

Графический акселератор (Graphic Accelerator, Video blaster) – данные устройства, практически, не являются видеокартами или видеоадаптерами в прямом смысле, так как эта функция поддерживается в них второстепенно, как функции совместимости. Это сложные устройства, позволяющие вести покадровую обработку и акселерированный вывод в реальном режиме цифрового звука и видео, производить студийные спецэффекты над видеоизображением, активно работать с видеозаписывающей и звукозаписывающей техникой. Но, и второстепенные функции видеокарт обеспечиваются данными устройствами в диапазоне акселерированных 2D и 3D карт с графическим сопроцессором. Данные устройства дороги и применяются в профессиональных мини студиях и лабораториях компьютерного видео и анимации в комплекте с многопроцессорными компьютерными системами, которые с трудом попадают (по возможностям и стоимости) в категорию персональных.

Как видно, множество характеристик  устройств видеокарт влияют на их способности и определяют конечные возможности компьютера формировать  изображения определенного вида на экране, делать это с определенной скоростью и качеством. Общая  характеристика современной видеокарты, независимо от типа, может быть описана  следующим образом: