كارت گرافیك در كامپیوتر شخصی دارای جایگاهیخاص است . كارت های فوق اطلاعات دیجیتال تولید شده توسط كامپیوتر را اخذ وآنها را بگونه ای تبدیل می نمایند كه برای انسان قابل مشاهده باشند. دراغلب كامپیوترها ، كارت های گرافیك اطلاعات دیجیتال را برای نمایش توسطنمایشگر ، به اطلاعات آنالوگ تبدیل می كنند. در كامپیوترهایLaptopاطلاعات، همچنان دیجیتال باقی خواهند ماند زیرا این كامپیوترها اطلاعات رابصورت دیجیتال نمایش می دهند.
اگر از فاصله بسیار نزدیك به صفحه نمایشگر یك كامپیوتر شخصی نگاه كنید ،مشاهده خواهید كرد كه تمام چیزهائی كه بر روی نمایشگر نشان داده می شود از"نقاط" تشكیل شده اند . نقاط فوق " پیكسل " نامیده می شوند. هر پیكسلدارای یك رنگ است . در برخی نمایشگرها ( مثلا" صفحه نمایشگر استفاده شدهدر كامپیوترهای اولیه مكینتاش ) هر پكسل صرفا" دارای دو رنگ بود: سفید وسیاه . امروزه در برخی از صفحات نمایشگر ، هر پیكسل می تواند دارای 256رنگ باشد. در اغلب صفحات نمایشگر ، پیكسل ها بصورت " تمام رنگ "(TrueColor) بوده و دارای 16/8 میلیون حالت متفاوت می باشند. با توجه به اینكهچشم انسان قادر به تشخیص ده میلیون رنگ متفاوت است ، 16/8 میلیون رنگبمراتب بیش از آن چیزی است كه چشم انسان قادر به تشخیص آنها بوده و به نظرهمان ده میلیون رنگ كفایت می كند!
هدف یك كارت گرافیك ، ایجاد مجموعه ای از سیگنالها است كه نقاط فوق را بر روی صفحه نمایشگر ، نمایش دهند.
كارت گرافیك چیست ؟
یك كارت گرافیك پیشرفته، یك برد مدار چاپی بهمراه حافظه و یك پردازندهاختصاصی است . پردازنده با هدف انجام محاسبات مورد نیاز گرافیكی ، طراحیشده است . اكثر پردازنده های فوق دارای دستورات اختصاصی بوده كه به كمكآنها می توان عملیات گرافیك را انجام داد. كارت گرافیك دارای اسامیمتفاوتی نظیر : كارت ویدئو ، برد ویدئو ، برد نمایش ویدئوئی ، برد گرافیك، آداپتور گرافیك و آداپتور ویدئو است .
مبانی كارت گرافیك
بمنظور شناخت اهمیت و جایگاه كارت های گرافیك ، یك كارت گرافیك با سادهترین امكانات را در نظر می گیریم . كارت مورد نظر قادر به نمایش پیكسل هایسیاه وسفید بوده و از یك صفحه نمایشگر با وضوح تصویر 480 * 640 پیكسلاستفاده می نماید. كارت گرافیك از سه بخش اساسی زیر تشكیل می شود :
-حافظه . اولین چیزی كه یك كارت گرافیك به آن نیاز دارد ، حافظه است .حافظه رنگ مربوط به هر پیكسل را در خود نگاهداری می نماید. در ساده ترینحالت ( هر پیكسل سیاه و سفید باشد ) به یك بیت برای ذخیره سازی رنگ هرپیكسل نیاز خواهد بود. با توجه به اینكه هر بایت شامل هشت بیت است ، نیازبه هشتاد بایت(حاصل تقسیم 640 بر 8 ) برای ذخیره سازی رنگ مربوط به پیكسلهای موجود در یك سطر بر روی صفحه نمایشگر و 38400 بایت ( حاصلضرب 480 در80 ) حافظه بمنظور نگهداری تمام پیكسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ،خواهد بود .
-اینترفیس كامپیوتر . دومین چیزی كه یك كارت گرافیك به آن نیاز دارد ،روشی بمنظور تغییر محتویات حافظه كارت گرافیك است . امكان فوق با اتصالكارت گرافیك به گذرگاه مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پیدا خواهد كرد.كامپیوتر قادر به ارسال سیگنال از طریق گذرگاه مربوطه برای تغییر محتویاتحافظه خواهد بود.
-اینترفیس ویدئو . سومین چیزی كه یك كارت گرافیك به آن نیاز دارد ، روشیبمنظور تولید سیگنال برای مانیتور است . كارت گرافیك می بایست سیگنال هایرنگی را تولید تا باعث حركت اشعه در CRT گردد. فرض كنید كه صفحه نمایشگردر هر ثانیه شصت فریم را بازخوانی / باز نویسی می نماید ، این بدان معنیاست كه كارت گرافیك تمام حافظه مربوطه را بیت به بیت اسكن و این عمل راشصت مرتبه در ثانیه انجام دهد. سیگنال های مورد نظر برای هر پیكسل موجودبر هر خط ارسال و در ادامه یك پالس افقی sync ، نیز ارسال می گردد.عملیاتفوق برای 480 خط تكرار شده و در نهایت یك پالس عمودی sync ارسال خواهد شد.
پردازنده های كمكی گرافیك
یك كارت گرافیك ساده نظیر آنچه در بخش قبل اشاره گردید ،Frame Bufferنامیده می شود. كارت، یك فریم از اطلاعاتی را نگهداری می نماید كه براینمایشگر ارسال شده است . ریزپردازنده كامپیوتر مسئول بهنگام سازی هر بایتدر حافظه كارت گرافیك است . در صورتیكه عملیات گرافیك پیچیده ای را داشتهباشیم ، ریزپردازنده كامپیوتر مدت زمان زیادی را صرف بهنگام سازی حافظهكارت گرافیك كرده و برای سایر عملیات مربوطه زمانی باقی نخواهد ماند.مثلا" اگر یك تصویر سه بعدی دارای 10000 ضلع باشد ، ریزپردازنده می بایستهر ضلع را رسم و عملیات مربوطه در حافظه كارت گرافیك را نیز انجام دهد.عملیات فوق زمان بسیار زیادی را طلب می كند.
كارت های گرافیك جدید ، بطرز قابل توجه ای ، حجم عملیات مربوط به پردازندهاصلی كامپیوتر را كاهش می دهند. این نوع كارت ها دارای یك پردازنده اصلیپر قدرت بوده كه مختص عملیات گرافیكی طراحی شده است. با توجه به نوع كارتگرافیك ، پردازنده فوق می تواند یك " كمك پردازنده گرافیكی " یا یك " شتابدهنده گرافیكی " باشد. پردازنده كمكی و پردازنده اصلی بصورت همزمان فعالیتنموده و در مواردیكه از شتاب دهنده گرافیكی استفاده می گردد ، دستوراتلازم از طریق پردازنده اصلی برای شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده مسئولیتانجام آنها را برعهده خواهد داشت .
در سیستم های " كمك پردازنده " ، درایور كارت گرافیك عملیات مربوط بهكارهای گرافیكی را مستقیما" برای پردازنده كمكی گرافیكی ارسال می كند.سیستم عامل هر چیز دیگر را برای پردازنده اصلی ارسال خواهد كرد. در سیستمهای " شتاب دهنده گرافیكی " ، درایور كارت گرافیك هر چیز را در ابتدا برایپردازنده اصلی كامپیوتر ارسال می كند. در ادامه پردازنده اصلی كامپیوتر ،شتاب دهنده گرافیك را به منظور انجام عملیات خاصی هدایت می كند. مثلا"پردازنده ممكن است به شتاب دهنده اعلام نماید كه :" یك چند ضلعی رسم كن "در ادامه شتاب دهنده فعالیت تعریف شده فوق را انجام خواهد داد.
عناصر دیگر بر روی كارت گرافیك
یك كارت گرافیك دارای عناصر متفاوتی است :
-پردازنده گرافیك . پردازنده گرافیك بمنزله مغز یك كارت گرافیك است .پردازنده فوق می تواند یكی از سه حالت پیكربندی زیر را داشته باشد :
--Graphic Co-Processor . كارت هائی از این نوع قادر به انجام هر نوععملیات گرافیكی بدون كمك گرفتن از پردازنده اصلی كامپیوتر می باشند.
--Graphics Accelerator. تراشه موجود بر روی این نوع كارت ها ، عملیاتگرافیكی را بر اساس دستورات صادره شده توسط پردازنده اصلی كامپیوتر انجامخواهند داد.
--Frame Buffer . تراشه فوق ، حافظه موجود بر روی كارت را كنترل واطلاعاتی را برای " مبدل دیجیتال به آنالوگ " (DAC) ارسال خواهد كرد .عملا" پردازشی توسط تراشه فوق انجام نخواهد شد.
-حافظه . نوع حافظه استفاده شده بر روی كارت های گرافیك متغیر است .متداولترین نوع ، از پیكربندی dual-ported استفاده می نماید. در كارت هایفوق امكان نوشتن در یك بخش حافظه و امكان خواندن از بخش دیگر حافظه بصورتهمزمان امكان پذیر خواهد بود. بدین ترتیب مدت زمان لازم برای بازخوانی /بازنویسی یك تصویر كاهش خواهد یافت .
-Graphic BIOS . كارت های گرافیك دارای یك تراشه كوچكBIOS می باشند.اطلاعات موجود در تراشه فوق به سایر عناصر كارت نحوه انجام عملیات (مرتبطبه یكدیگر) را تبین خواهد كرد.BIOS همچنین مسئولیت تست كارت گرافیك (حافظه مربوطه و عملیات ورودی و خروجی ) را برعهده خواهد داشت .
-Digital-to-Analog Converter ) DAC) . تبدیل كننده فوق راRAMDAC نیز میگویند. داده های تبدیل شده به دیجیتال مستقیما" از حافظه اخذ خواهند شد.سرعت تبدیل كننده فوق تاثیر مستقیمی را در ارتباط با مشاهده یك تصویر برروی صفحه نمایشگر خواهد داشت .
-Display Connector . كارت های گرافیك از كانكتورهای استاندارد استفاده مینمایند.اغلب كارت ها از یك كانكتور پانزده پین استفاده می كنند.كانكتورهای فوق همزمان با عرضهVGA :Video Graphic Array مطرح گردیدند.
-Computer(Bus) Connector . اغلب گذرگاه فوق از نوعAGP است ..پورت فوقامكان دستیابی مستقیم كارت گرافیك به حافظه را فراهم می آورد.ویژگی فوقباعث می گردد كه سرعت پورت های فوق نسبت بهPCI چهار مرتبه سریعتر باشد.بدین ترتیب پردازنده اصلی سیستم قادر به انجام فعالیت های خود بوده وتراشه موجود بر روی كارت گرافیك امكان دستیابی مستقیم به حافظه را خواهدداشت .
استاندارد های كارت گرافیك
اولین كارت گرافیك در سال 1981 توسط شركتIBM عرضه گردید. كارت فوق بصورتتك رنگ و با نامMonochrome Display Adapters)MDAs) ارائه گردید. صفحاتنمایشگری كه از كارت فوق استفاده می كردند ، متنی بودند. رنگ نوشته سفیدیا سبز و زمینه سیاه بود. در ادامه كارت های چهار رنگHercules GraphicCatd)HGC) ارائه گردیدند. سپس كارت های هشت رنگColor Graphic Adapter)CGA)و كارت های شانزده رنگEnhanced Graphic Adapter)EGA) ارائه گردیدند.تولیدكنندگانی دیگر، نظیر كمودور كامپیوترهائی را معرفی كردند كه دارایكارت های گرافیك از قبل تعبیه شده و ساخته شده در سیستم بودند. كارت هایفوق قادر به نمایش تعداد زیادی رنگ بودند
.
زمانیكه شركتIBM در سال 1987 كارتVideo Graphic Array)VGA) را معرفی كرد،استاندارد جدیدی در این راستا مطرح گردید. نمایشگرهایVGA قادر به ارائه256 رنگ و وضوح تصویر 400 * 720 بودند. یك سال بعد استانداردSuper VideoGraphic Array)SVGA) مطرح گردید. استاندارد فوق قادر به ارائه 16/8 میلیونرنگ با وضوح تصویر 1024 * 1280 است .
كارت های گرافیك از استانداردهای متفاوتی پیروی می نمایند. تولیدكنندگانكارت گرافیك همواره سعی در افزایش تعداد رنگ و وضوح تصویر با توجه بهراهكارهای اختصاصی خود دارند. كارت های گرافیك می بایست قادر به اتصال بهسیستم باشند. كارت های گرافیك قدیمی اغلب از طریق اسلات هایISA و یا PCIبه سیستم متصل می شوند . اغلب كارت های گرافیك جدید از پورتAGP برای اتصالبه كامپیوتر استفاده می نمایند.
در مطلب بعدی به بررسی كامل انواع مختلف كارت های گرافیك می پردازیم .
برگرفته از سایت Srco.Ir
[/TD][TD][/TD][/TR][/TABLE]