Тема Компютърна система ibm pc/xt i8086 Процесорите 8086



страница1/3
Дата22.07.2016
Размер440.58 Kb.
  1   2   3
Тема 2.Компютърна система IBM PC/XT I8086

1. Процесорите 8086.

Процесорът 8086 е един от първите 16-битови процесори на пазара, който не само има вътрешни 16-битови регистри, но е и с 16-битова шина за данни, за разлика от 8088, който е с 8-битова шина за данни. Процесорът 8086 е в състояние да изпълнява нов клас софтуер, използвайки 16-битови инструкции. Външната му шина за данни също е 16-битова, така че той може да прехвърля данни от паметта по 16 бита наведнъж. Адресната шина на 8086 и 8088 е 20-битова, което позволява на процесора да адресира един цял мегабайт (220 байта) памет. По тези характеристики 8086 превъзхожда значително повечето чипове от онова време, които имат 8-битови вътрешни регистри, 8-битова външна шина за данни и 16-битова адресна шина, позволяваща максимално 64KB RAM (216 байта).

Паметта 1 МВ е разпределена на две части – горните 384 КВ се използват от адаптерните карти и системния BIOS, а долните 640 КВ са наречени конвенционална памет и в нея се изпълняват операционната система DOS и софтуерните приложения.

Процесорите 8086 работят в т.нар. реален режим. Всякакъв софтуер, работещ в реален режим, трябва да използва само 16-битови инструкции и да използва единствено 20-битовата (1MB) адресна архитектура. Такъв тип софтуер обикновено е еднозадачен - в даден момент може да работи само една програма. Не съществува вградена защита, която да предпазва отделните програми да се презаписват една върху друга (или дори върху операционната система) в паметта, така че ако работят повече от една програми, всяка от тях може да доведе цялата система до срив и забиване.



2. Режим на мултиплексиране на данните и адресите

При процесорите 8086 и 8088 данните се предават по обща шина за данни и адреси чрез мултилексиране, като за разделянето им се използва тригер, който се превключва със сигнала ALE (Address Latch Enable – разрешаване на тригера на адреса) от контролера на шината 8288. Мултиплексирането представлява споделяне (съвместно използване) на капацитета на една предавателна линия между две или повече комуникиращи станции.

Конфигурацията на системата се задава с мостчета (джъмпери) и микропревключватели.

3. Компоненти на IBM PC:


  • Микропроцесор 8088, 8086. CPU на системата. Изработват се с корпуси DIP (Dual in-line package) с 40 извода

  • Копроцесор 8087- Математически копроцесор за ускоряване на изчислителните операции.

  • RAM- Памет с произволен достъп, оперативна памет с обем максимално 1 MByte

  • ROM-BIOS.-Памет само за четене. Съдържа базовата входно-изходна система, програмите за основните системни операции. BIOS поема управлението на връзката между апаратната част и операционната система на вашия компютър.

  • Контролер на шината:8288- Декодиране на сигналите на процесора и генериране на сигналите на шината (ALE, /AEN,..)

  • Тактов генератор:8284 Генериране на системния такт. Логика за хардуерно начално установяване, генериране на сигнала Ready (чрез него процесорът получава информация дали периферията е готова за обработка на данните).

  • Контролер за прекъсванията:8259 Управление на логиката за прекъсвания. Прекъсванията се използват от различни хардуерни устройства, за да сигнализират (уведомят) дънната платка и микропроцесора, че трябва да бъде изпълнена някаква заявка.

  • DMA-контролер- Директен достъп до паметта. Предаване на данни, например от твърдия диск към паметта, без директното участие на микропроцесора.

  • Таймер:8253- Системен часовник, брояч. Генериране на цикъл за опресняване на паметта. Работи с честоти до 2,6 MHz.

  • PIO:8255- Паралелен вход/изход, прочитане на настройките на DIP-превключвателите, управление на високоговорителя, комуникация с клавиатурата

  • Процесор в клавиатурата: 8048 – Четене на клавиатурната матрица и преобразуване на данните в сериен формат.

4. Характеристики на IBM PC

Оригиналният PC има следните основни характеристики:



  • Микропроцесор INTEL 8088/8086 с тактова честота 4,7 MHz

  • 20-битова адресна шина - може да се адресира максимално 1 MByte (1024 KByte) памет

  • за 8088 - 8-битов вход/изход; за 8086 – 16-битов вход/изход

  • 256 KByte динамична RAM памет (запоена на дънната платка)

  • Интерпретатор на BASIC, съхранен в памет ROM

  • Цокъл за математически копроцесор 8087

  • 5 разширителни слота (РС- слот), 2 от слотовете са заети от графична карта и флопидисков контролер

  • Един паралелен интерфейс (принтер)

  • Максимално две 5,25” флопидискови устройства с капацитет 360 KByte

  • Графична карта CGA

  • Извод за касетъчен магнетофон за използване като запомнящо устройство с голям обем (масова памет)

  • Захранващо устройство 63,5 W

Графичната карта CGA (Color Graphics Adapter – цветен графичен адаптер) поддържа максимална разделителна способност 640х 200 пиксела и 16-цветна палитра. Може да работи в два текстови режима: 40х25 и 80х25 с 16 цвята и два графични режима: 320х200 с 4 цвята (достъпни са само две предварително определени комбинации) и 640х200 с два цвята (основният бял цвят може да се замени с някой от останалите).

5. Блокова схема на дънна платка на IBM PC/XT

В оригиналния РС процесорът, паметта и входно-изходните устройства са свързани към една и съща шина и всички процеси протичат синхронизирано при една и съща скорост (фиг. 1). Процесорът определя с каква тактова честота да работят другите компоненти. Проблемът при тази система е, че компонентите са заключени един за друг, т.е. принудени са да работят с тактовата честота на най-бавния от тях.


Фиг.1 В първоначалната архитектура на РС има една шина с една скорост за всички компоненти


На фиг.2 е представена по-подробна блокова схема на компютъра PC. Шината, към която се свързват компонентите, е 8-битова и работи на честота 4.77 MHz. Тази шина впоследствие получава наименованието ISA и по-точно ISA-8, за да се различава от 16-битовата версия на шината ISA-16. Към шината са свързани 5 слота за разширителни карти, като 2 от слотовете са заети от графична карта и флопидисков контролер.

Фиг.2 Блокова схема на компютъра PC.

Конфигурирането на системата се задава с мостчета (джъмпери) и микропревключватели.

Особености на тази система са наличието на само един контролер за прекъсванията IRQ, който поддържа 8 прекъсвания и само 1 контролер за директен достъп до паметта DMA, който е с 4 канала. Няма вграден часовник за реално време, което означава, че при всяко зареждане на операционната система е необходимо ръчно сверяване на часа и датата. Този недостатък може да се преодолее чрез поставяне на специална разширителна карта.

Като външно запомнящо устройство се използват максимално две 5,25-инчови флопидискови устройства с капацитет 360 КВ, а като запомнящо устройство с голям обем първоначално се използва касетофон, за който е предвиден специален извод.

6. Характеристики на IBM-XT

През 1983 г. е представен  компютър IBM-XT. По отношение на работата той е идентичен с компютър 8088. Основната разлика се състои във възможността да се включва към конфигурацията един твърд диск (10 MByte) и да се разширява оперативната памет върху дънната платка до 640 KByte. Чиповете на паметта са поставени в цокли, за да могат да се подменят. Захранващият блок е по-мощен (135 W), което позволява поставянето на повече разширителни карти в слотовете, чийто брой е увеличен от 5 на 8. С течение на времето IBM-XT се появява в множество различни версии: разширена клавиатура, 20 MByte твърд диск, сериен интерфейс.



7. 8-битова ISA шина.

ISA e съкращение от Industry Standard Architecture (стандартна за индустрията архитектура) и е шинната архитектура, която e представена под формата на 8-битова шина заедно с появата на IBM PC през 1981 година. По-късно с появата на IBM PC/AT през 1984 година тя е разширена до 16 бита.

Към ISA шината се свързват периферни устройства, като например серийни портове, паралелни портове, контролери за флопидискови устройства, клавиатурни контролери и т.н.

Оригиналната 8-битова версия в PC и XT машините работи на 4,77 MHz. По-късно индустрията като цяло се споразумява за максимум 8,33 MHz стандартна честота за 8/16-битовите версии на ISA шината с цел обратна съвместимост. Прехвърлянето на данните по тази шина изисква между два и осем такта. Ето защо теоретичната максимална скорост на прехвърляне на данните по 16-битовата ISA шина е около 8МВ/сек., както се вижда от следната формула:

8,33MHz х 2 байта (16 бита) / 2 такта за прехвърляне = 8,ЗЗМВ/сек.

Пропускателната способност на 8-битовата шина би трябвало да е два пъти по-ниска (4,17 МВ/сек.), но това са теоретични максимуми. Заради протоколите на входно/изходната шина ефективната пропускателна способност е доста по-ниска - обикновено около половината на максимума.

От физическа гледна точка 8-битовият разширителен ISA слот представлява гнездо с жлеб, в който се поставя подходящо оформен край на печатната платка, на който са оформени печатни изводи (наричат се също пера) (фиг. 3). 8-битовият ISA слот разполага с 62 контакта. Една адаптерна карта, предназначена за такъв слот, се пъха в него посредством долния си край, върху който са разположени също 62 контакта, но печатни. Слотът предоставя 8 линии за данни и 20 адресни линии, които му позволяват да адресира до 1MB памет.

фиг. 3. 8-битов РС слот и РС карта (ISA-8)


Размерите на 8-битовите ISA адаптерни карти са следните: 4,2 инча (106,68 мм) височина, 13,13 инча (333,5мм) дължина, 0,5 инча (12,7 мм) шир.

Системни ресурси на дънната платка

Системните ресурси са комуникационните канали, адреси и други сигнали, използвани от хардуерните устройства за комуникиране по шината. На най-ниско ниво тези ресурси обикновено включват следното:



    • адреси от паметта;

    • IRQ линии;

    • DMA канали;

    • адреси на входно/изходни портове.

Ресурсите са подредени в реда, в който евентуално може да се очакват проблеми с тях. Конфликтите с паметта вероятно са най-неприятните и определено са най-трудни­те за пълно обяснение и преодоляване.

Прекъсванията причиняват повече проблеми от DMA, защото се използват много пове­че; на практика всички карти използват IRQ линии. С DMA каналите възникват по-мал­ко проблеми, тъй като те се използват от по-малко карти и обикновено техният брой е напълно достатъчен. Входно/изходните портове (I/O портовете) се използват от всички хардуерни устройства, свързани към шината, но техният брой е над 65 хиляди, кое­то означава, че от тях има в изобилие, въпреки че повечето устройства използват до 8 порта. При наличието на всички тези ресурси трябва да гарантирате, че всяка отделна карта или хардуерна функция използва отделни ресурси; в повечето случаи тези ресурси не могат и не трябва да се споделят. Гореспоменатите ресурси се изискват и се използват от множество компоненти на компютърната система. Адаптерните карти се нуждаят от тях, за да комуникират със системата и да из­пълняват своите задачи. Не всички адаптерни карти имат едни и същи изисквания за ресур­си. Например един сериен комуникационен порт се нуждае от IRQ линия и адрес на вход­но/изходен порт, докато на една звукова карта са й необходими три ресурса и обикновено най-малко един DMA канал. Повечето мрежови карти използват IRQ линия и адрес на входно/изходен порт, а някои могат да използват и 16KB блок от адреси от паметта.



Предназначение на системния таймер в състава на ПК.

Освен часовника за реално време, всеки компютър съдържа устройство, наречено системен таймер, на англ. PIT - съкращение от Programmable Interval Timer.

При оригиналните модели PC схемата се използва за системен часовник, генератор на звук и за коректно протичане на процеса за опресняване на динамичната памет RAM.

Кратка историческа справка.

На първите компютри се е използвала микросхема Intel 8253. В PC с процесор 286 или по-добър се вгражда схемата 8254, която може да работи с честоти до 10 MHz, но е напълно съвместима със схемата 8253, която работи с честоти до 2,6 MHz. По отношение на вътрешната си структура 8253 и 8254 са идентични. 8254 за разлика от предшественика си разполага и с допълнителна команда (Read Back Command), чрез която е възможно да се прочете актуалното състояние на схемата. Това се оказва особено практично, както ще бъде пояснено по-нататък. Рядко в АТ се вграждат две схеми 8284. В тези случаи първата схема работи както в компютрите PC. От втората схема се използва само един брояч за програмиране на немаскируемото прекъсване (NMI), а двата останали брояча не се използват.

По-късно таймерът, заедно с други компоненти влиза в състава на чипсета, напр. в PIIX4.

Наред с използването в по-старите дънни платки таймерът 8253/54 може да се намери в редица разширителни карти на PC, особено в карти за измервателни системи (карти АЦП – аналогово-цифрово преобразуване, ЦАП цифрово-аналогово преобразуване, таймери), и се смята за стандартна схема за реализиране на функции, свързани с броене и измерване на време.



Блокова схема и принцип на работа

Микросхемите 8253 и 8254 представляват триканални програмируеми броячи-таймери. Вътрешните броячи на микросхемите имат разрядност 16 бита, но връзката с тях е 8-битова. При това може да се задава стойност само на младшия байт на брояча (LSB), само на старшия (MSB) или двата (LSB/MSB), при което отначало се предава младшия, а след това старшия байт.

Схемата на PIT включва три независими един от друг 16-битови броячи (канала), всеки от които има различно предназначение и може да се програмира в един от шестте възможни режима. Броячите разполагат със собствени тактови CLOCK и управляващи (разрешаващи) GATE входове и съответни изходи (OUT).

Входната честота на всички канали е 1,19318 MHz. Таймерът е включен към линия на прекъсване IRQ0 и изработва прекъсване INT 8h приблизительно 18,2 пъти в секунда (точната стойност е 1193180/65536).

На фиг. 4 е показана вътрешната структура на схемата.


фиг .4 Програмируемият таймер разполага с 3 независими брояча
Броячът 0 се използва за подаване на прекъсване от таймера (IRQ 0), което е необходимо за софтуерния часовник на PC 8088/8086.

Броячът 1 управлява опресняването на дина­мичната RAM памет, като подава стробиращ сигнал на брояча 0 на всеки 15 микросекунди.

Броячът 2 се използва за генериране на звук от вградения говорител и за раз­лика от останалите два брояча може да поема и други задачи, напр. генератор на случайни числа.

За всеки таймер се запазват 4 порта. В табл. 1 е показано разпределението на портовете за основния таймер.




Функция

Приложение

Входно-изходен адрес (порт)

Брояч 0

Подаване на прекъсване IRQ 0

40h

Брояч 1

Управление опресняването на динамичната RAM памет

41h

Брояч 2

Генериране на звук

42h

Управляващ регистър

Избор на брояч и управление на режима

43h

Табл .1 Функции и адреси на таймера
Всеки брояч (канал) съдържа регистрите:

  • RS - състояние на канала (8 разряда).

  • RSW – управляваща дума (8 разряда) – Служи за задаване режима на работа на брояча.

  • OL – буферен регистър (16 разряда) – Служи за запомняне на текущото съдържание на регистъра CE без спиране на процеса на броене. След запомняне буферният регистър е достъпен за програмата за четене.

  • CE – регистър на брояча (16 разряда) – Работи в режим на изваждане, като неговото съдържание се намалява при задния фронт на сигнала CLOCK.

  • CR - регистър на константите на преброяването

Резултатите от броенето се записват на първите 3 адреса. За адресиране се използват линиите АО и А1. Четене или запис се задават чрез линиите /WR и /RD.

Схемата се активира с ниско ниво на сигнала /CS. Този сигнал се генерира от схема за декодиране на адресите.

Линиите за данни DO - D8 са свързани директно към шината за данни, защото буферът за данни (Data Bus Buffer) може да се включва във високоомно състояние (Tri-State) чрез сигнала /CS. Чрез съответния разрешаващ вход (GATE) броячът може да се стартира, да се спре или да се установи в на­чално състояние. Тактът се подава на входа CLK. Състоянието 0 на брояча може да се определи по изхода (OUT).



Чрез управляващия регистър (Control Word Register) се определят режимът на работа и активният брояч, както и начинът за запис и четене на съдържанието на броячите и форматът за преброяване (двоичен или BCD -двоично-десетичен1), с който трябва да работят. На фиг. 5 е показана организацията на регистрите на управляващия регистър и режимите, в зависимост от стойностите на клетките.


D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

SC1

SC0

RL1

RL0

M2

M1

M0

BCD




























стойност на BCD

режим на брояча

0

двоично-десетичен (BCD) брояч – числа до 9999

1

двоичен брояч – числа до 65536




M2

M1

M0

Режим на брояча

0

0

0

Режим 0 – Прекъсване IRQ 0 при достигане на нула от брояча

0

0

1

Режим 1 – Чакащ мултивибратор

х

1

0

Режим 2 - Генератор на импулси. Каналът изпълнява функция на програмируем делител на входната честота

х

1

1

Режим 3 – Генератор на правоъгълни импулси – тип „меандър” (основен режим) – използва се в канали 0 и 2

1

0

0

Режим 4 – Програмно стартиран моновибратор (софтуерно управляван стробиращ импулс)

1

0

1

Режим 5 – Апаратно стартиран моновибратор (хардуерно управляван стробиращ импулс)




RL1

RL0

Функция

0

0

Съхраняване състоянието на брояча

0

1

Четене/запис на старшия бит

1

0

Четене/запис на младшия бит

1

1

Четене/запис първо на младшия, а после на старшия бит




SC1

SC0

Задаване на активен брояч

0

0

Брояч 0

0

1

Брояч 1

1

0

Брояч 2

1

1

Забранено

фиг. 5 Управляващ регистър

  • Характеристика на RAM.Видове.

Оперативната памет (Random Access Memory/RAM) влияе на производителността на компютъра. Тя съхранява програми и данни по време на работа с тях. Паметта служи като буфер между централния процесор и останалите компютърни компоненти. Достъпът до данните в нея е много бърз, тъй като тя не съдържа механични части. RAM паметта е енергозависима и губи съдържанието си при изключване на компютъра.

Основните предназначения на RAM паметта са следните:

• Да съхранява копие от системните софтуеърни програми, които контролират базовите функции на компютъра. Това копие се зарежда в RAM – паметта, когато компютърът се включи и остава там през цялото време докато той е включен;

• Временно съхранение на копие от приложни програми, чиито инструкции се извикват и изпълняват от централния процесор;

• Временно съхранение на данни, които се въвеждат от клавиатурата или други входни устройства, докато те бъдат съхранени за по-дълго време на устройствата за съхранение на данни или бъдат прехвърлени към централния процесор за обработка;

• Временно съхранение на данни, които са резултат от обработка, докато бъдат извикани от друг процес за обработка или бъдат прехвърлени към изходните устройства като екран, принтер или диск.

Паметта обикновено се измерва в мегабайти (МВ) или гигабайти (GB). По принцип, колкото повече памет има компютърът, толкова по-добре, защото ще може да:

• Изпълнява по-големи програми;

• Съхранява копие на две или повече програми, които да се изпълняват едновременно;

• Работи по-бързо и по-ефективно;

• Съхранява изображения за създаване на графики и анимация;

• Може да обработва повече данни едновременно.

Най-важните характеристики, които трябва да се знаят при паметта, са следните:

• Физически пакет, в който се произвежда;

• Тип използвана технология за памет;

• Бързина, с която работи;

• Дали поддържа някакъв тип корекция за грешки.

Бързодействие на паметта RAM

Бързодействието на RAM паметта се задава обикновено в наносекунди (ns). Това бързодействие се отнася за времето, необходимо, за да се изпрати искания блок от данни от паметта към системната шина и по пътя до процесора. Колкото е по-малко това време, толкова по-бързо могат да се движат данните в компютъра.

Видове RAM памет

Статична RAM памет (SRAM – Static RAM) – използва се в свръхбързодействащи буферни подсистеми (например като кеш-памет L2). Опакована е в DIL чипове или е вградена в CPU. Запомнящата клетка се състои от flip-flop тригери (електронни компоненти, които имат две състояния с възможност за бързо превключване от едното в другото). Тя може да запазва своето съдържание благодарение на малък заряд от обикновена батерия. Тази памет се използва и при преносими компютри и други малки електронни устройства, които се включват и изключват непрекъснато. Паметта от типа Flash RAM, която също се използва в преносими компютри, е спецална форма на SRAM. Паметта от типа SRAM е много по-скъпа от DRAM и това е причина, поради която тя не се използва като основна памет в обикновените персонални компютри. Тя е много по-бърза, отколкото DRAM и затова се използваза кеш-памет.

Динамична RAM памет (DRAM - DynamicRAM) – основна системна памет, пакетирана като SIMM-ове или като DIMM-ове. За запомнящата клетка се използва кондензатор, който съхранява електрически заряд. За осигуряване на стабилност на съхранената информация се прави презареждане на паметта, т.н. опресняване. Варианти на динамична памет са:

w FPM (Fast Page Mode) RAM;

w EDO (Extended Data Out) RAM;

w BEDO (Burst Extended Data Out);

w SDRAM (Synchronous) DRAM;

w DDR (Double Data Rate) RAM;

w RDRAM (Rumbus) DRAM.



Външни запомнящи устройства и видове според принципа на запис и четене на информацията. Флопи дисково устройство (FDD), стандарти, физическа организация на паметта.

Външните запомнящи устройства се използват за дълготрайно съхраняване на програми и данни и за архивиране на информация. Информацията се записва върху носители. Различните носители се ползват от точно определени устройства. Първите носители на данни са перфо-картите и перфо-лентите. Днес най-разпространени са електронни дискове, флаш памети, магнитни дискове(HDD), оптични дискове(CD, DVD) и магнитни ленти. Те са енергонезависими и се използват като разширение на оперативната памет.



  1. Методи за запис и четене на информация

Съществуват 3 метода за запис на данни върху носителя и те са: магнитен запис, оптичен запис и магнитно-оптичен запис. Магнитен запис се използва само при магнитните ленти. Докато при дисковете се прилагат и трите метода, съответно съществуват: магнитен диск, оптичен диск и магнито-оптичен диск.

  1. Начини на достъп

Според начина на достъп ВЗУ се делят на устройства с последователен достъп и устройства с пряк достъп. Магнитните ленти са с последователен достъп, което означава, че за да стигнем до информацията намираща се в края на лентата трябва да минем през цялата останала информация, за да стигнем до нея, това води до забавяне на времето за достъп. Дисковете са с пряк достъп до информацията. Основното им предимство е, че можем да прочетем файл с данни, намиращ се на произволно място върху диска по всяко време. Това прави работата с дисковите устройства много по-удобрен и бърз в сравнение с лентовите.



Регистри на CPU




Кеш памет CPU




Оперативна памет (RAM)




Електронни дискове




Магнтни дискове




Оптични дискове




Магнитни ленти

Време за цена за

дотъп 1 бит

С намаляването на времето за достъп до информацията, се увеличава цената за 1 бит информация.

Данните съхранени в памет от по-високо ниво се съхраняват и в паметите от по-ниски нива. Ако процесора не намери информацията на дадено ниво. Той я търси на по-долните нива и когато я намери я пренася в по-горните нива.

Дискетата е направена от специална пластмаса с магнитно покритие. Тя е затворена в защитна пластмасова опаковка, покрита отвътре с мека материя, която намалява триенето и статичното електричество, предизвикано от въртенето.

Дискетата има две повърхности с магнитно покриъютие, върху които могат да се записват данни. Всяка повърхност има зона за запис, малко по тясна от един инч, която е разделена на пътеки, представляващи концентрични окръжности. Броят на пътеките, които могат да се запишат на един инч, се нарича радиална, пътечкова или напречна плътност на записа и се измерва в пътечки за инч (Tracks Per Inch-tpi). Пътеките се номерират от нула (0), като най-външната е нулевата. Всяка пътека е разделена на сектори. Независимо, че дължината на обиколката на по-вътрешните пътеки е по-малка от тази на по-външните, на тях се записва същото количество данни.

Когато се записват или четат данни, дискетата се върти с постоянна скорост от шпиндел, който я захваща в централния отвор. По двете повърхности, в посока към центара и обратно се движат от стъпков двигател главите за запис/четене – по една за всяка повърхност.

Главите за четене/запис превръщат информацията в електромагнитни импулси, когато записват на дискетата и обратното, когато четат. Главите на флопидисковото устройство са по-големи от това на харддисковото и не са толкова прецизни. Това е така, защото плътността на пътеките при флопито (135/inch) е много по-малка от това на хард диска (1000+/inch).


Флопито е технология, която между главите и намагнитената повърхност се осъществява контакт. Но тази технология има своя недостатък: замърсяване на главите, което значи, че често трябва да се почистват. Въртенето на флопито е със сравнително ниска скорост 300 до 360 RPM, което значи, че износване на магнитната лента е почти невъзможно.

Означения

Капацитет

Страни

Пътеки на страна

Сектори на пътека

Байтове в сектор

5,25”, DS/DD, 2S/2D, 48tpi Double-sided/Double-density

360 KB

2

40

9

512

5.25”, DS/HD, 96tpi Double-Sided/ High-density

1.2 MB

2

80

15

512

3.5”, 2DD, 135tpi Double-sided/Double-density

720 KB

2

80

9

512

3.5”, 2HD, 135tpi Double-sided/ High-density

1.44 MB

2

80

18

512

3.5”, EHD, 135tpi Double-sided/Enhanced-density

2.88 MB

2

80

36

512




  • Видеосистема. CRT монитори, принципно устройство на електронно-лъчевата тръба, видове развивки, характеристики. Видеокарти, функционални блокове. Стандарти МА (Monochrom Adapter) и CGA (Color Graphics Adapter).

Видеосистема. CRT монитори, принципно устройство на електронно-лъчева тръба, видове развивки, характеристики. (Функция на блок ТХО...?!) Разделителна способност и параметър „сходимост” при мониторите. Параметър „Редова честота”

CRT (Cathode – Ray Tube) – монитор с електронно-лъчева тръба.

       Всяко изображение на екрана – текст, рисунка снимка, чертеж – се формира от малки елементи, наречени пиксели (pixel – picture element). Изображението може да бъде монохроматично (едноцветно) или цветно. При монохроматичното изображение някои от пикселите са светли точки, а други тъмни. Светлите точки най-често са бели, но могат да бъдат още жълти, зелени или сини. Понякога те могат да светят с различна интензивност, като по този начин се получават няколко полутона (8, 16, 256). Ако изображението е цветно, всеки пиксел има различен цвят. Цветовете могат да бъдат от 2 до над 16 000 000. За да разберем как се получават пикселите върху екрана, ще се спрем на принципа на работа на електронно-лъчевата тръба.

    Електронно-лъчевата тръба е стъклена колба, в единия край на която се намира катодът. Той съдържа една отоплителна нишка, подобна на тази на осветителните лампи, която се загрява с електически ток. Отделената от нишката топлина загрява повърхността на катода, която е покрита с излъчващ електрони окисен слой и по този начин предизвиква тяхното отделяне.





  Електроните, излъчени от катода, се формират в лъч и се насочват с висока скорост към екрана на електронно-лъчевата тръба. Задната стена на екрана е покрита с тънак слой полупрозрачно вещество, наречено луминофор. Когато една точка от този слой бъде “бомбандирана” с електрони, тя светва за кратко време. Именно светенето на точки от екрана, бомбандирани от електронния лъч, създава желаното изображение. Обаче излъчените от катода електрони се движат хаотично, а за да се получи смислено изображение, те трябва да се удрят в луминофорния слой точно на определени места и сопределена сила. 
       Яркостта на точките, в които се насочва електонния лъч зависи от броя на електроните в лъча и от тяхната скорост. Колкото повече са те и колкото по-силно се удрят в екрана, толкова по-ярко светят точките, в които това става. Електроните, откъснали се от катода, небиха стигнали далеч, ако по своя път срещнат въздушни молекули. Ето защо, за да им се осигури свободно движение в тръбата, е осигурен необходимия вакуум. 

      Управляващият електрод представлява цилиндър, обгръщащ катода, на който се подава отрицателно спрямо катода напрежение, което спира движението на излъчените от него електрони. Ако това отрицателно напрежение има голяма стойност, управляващият електрод отблъсква повечето електрони обратно към катода и пропуска само малка част от тях. Обратно, ако управляващият електрод не е много отрицателен, голяма част от електроните преминават през него и продължават по-нататък. По този начин, променяйки напрежението между управляващия електрод и катода може да се променя броя на електроните, пропуснати към екрана, а следователно и яркостта на точката, в която те попаднат.

След управляващия електрод се намира ускоряващият електрод. Той представлява метален диск с отвор в центъра. На него се подава положително спрямо катода напражение от порядъка на няколко стотици волта. Благодарение на това положително напрежение електроните, пропуснати от управляващия електрод , се привличат с голяма сила, вследствие на което скоростта им рязко се увеличава.        След като преминат през отвора на ускоряващия електрод, електроните допълнително се ускоряват от фокусиращия електрод, на който също се подава положително спрямо катода нарпежение. Електрическото поле между ускоряващия и фокусиращия електрод променя траекторията на електроните, като ги насочва към оста на електронно-лъчевата тръба, с което ги фокусира. По този начин те продължават пътя си към екрана във вид на много тесен лъч.
       Разгледаната дотук част от електронно-лъчвата тръба, която произвежда и формира електронния лъч, се нарича електронна пушка или електронен прожектор. Електроните, “изтрелвани” от електронна пушка, имат висока скорост, която надвишава 60 000км/сек. След удара си в екрана те трябва да се отведат извън електронно-лъчевата тръба, защото в противен случай ще се натрупат в зоната на екрана и ще отблъскват идващите нови електрони. За целта върешната стена на електронно-лъчевата тръба между фокусиращия електрод и екрана е покрита с проводящ графитен слой , наречен анод. На анода се подава положитекюлно спрямо катода напрежение с голяма стойност – над 1 000 волта – и в резултат неговото поле привлича електроните, попаднали на екрана, след което ги отвежда към токоизточника.
       Върху цокъла се намират изводите на всички електрически части на електронно-лъчевата тръба, с изключение на анода. Тъй като към анода се подава много високо напрежение е необходимо той да се отдели от другите електроди и затова неговият извод се намира на конусната част на тръбата. 

 Описаният дотук електронен лъч се насочва винаги в центъра на екрана. За да могат всички точки от екрана да бъдат осветявани е необходимо електрическият лъч да бъде отклоняван от отва му стационарно положение. За тази цел в края на електронния прожектор се намира отклонителната система, състояща се от две двойки бобини. Първата двойка създава вертикално магнитно поле, което позволява електронния лъч да се движи в ляво или в дясно. Втората двойка създава хоризонтално магнитно поле, с което електронния лъч може да се управлява нагоре и надолу. Чрез подаване на променливи напрежения към двете двойки бобини електронния лъч бива заставян да обхожда последователно всички точки от екрана. Обхождането на екрана се извършва ред по ред, отгоре надолу с точно определена честота.


       Казано накратко, отклонителната система позволява трайно светене на всички точки от екрана, а селектронната пушка определя колко да свети всяка една от тях. Това е достатъчно за получаването на трайно екранно изображение. Отклонителната система и електродите на електронно-лъчевата тръба се управляват от електричски сигнали подавани от видеоконтролера. Тези сигнали съставляват така наречения комплексен видеосигнал. Скоростта, с която електронния лъч обхожда екрана на монитора за една секунда, се нарича кадрова скорост. Обикновено кадровата скорост е от 70 до 100 Hz, тъй като човешкото око не може да възприема езображенията по-бързо.
       Ако изображението е цветно, всеки пиксел на изображението се получава като комбинация от три съседни светещи точки, съответно с червен, зелен и син цвят, наречена триада. Получаването на цветно видеоизображение се основава на оптичния принцип, че всички цветове, включително и белият, се получават чрез смесване в определени съотношения на светлина с три основни цвята: червен (Red), зелен (Green) и син (Blue). Цветните монитори се наричат още RGB монитори. Черното се получава при отсъствие на всякаква светлина, а бялото се получава при максимален интензитет и на трите основни цвята. Всеки един от трите основни цвята се получава при отсъствието на другите два. Комбинациите могат да бъдат безкрайно много, като при това далеч не всичките цветове имат свое име. Цветовете могат да бъдат от два до над 16 000 000. 

 По външен вид и принцип на действие електронно-лъчевата тръба за цветно изображение е подобна на тази за монохроматично изображение, но се различава по конструкцията си. В цветната електронно-лъчевата тръба екрана е покрит с точки от три различни по своя химичски състав луминофори, които при попадане на електронния лъч върхиу тях светят съответно с червена, зелена и синя светлина. Освен това тръбата има три електронни пушки – по една за трите основни цвята. Отклонителната система на тези електронно-лъчеви тръби и специални маски и решетки, поставени на пътя на електронните лъчи, непосредствено преди луминофорния слой, позволява трите електронни лъча да бъдат насочвани в съответните точки във всяка триада. В зависимост от съотношението на яркостите на точките с основните цветове могат да се получат много голям брой комбинации.


      

Основни характеристики


  • Големина на екрана - измерва в инчове – 14”, 15”, 17”, 19”, 21”




  • Развивка : Interlaced/ Non - Interlaced




  • LR(Low Radiation) - намаленото излъчване




  • Multi –Sync - възможността за адаптиране на видеоизображението




  • Разпределителна способност - Измерва в милиметри. По – висока разпределителна способност означава повече точки (dot pitch). Колкото са по – малки точките толкова е по – висока хоризонталната разделителна способност, при която изображението на монитора се вижда ясно и отчетливо. Ако използвате SVGA монитор, изберете 0,28мм при разделителна способност 800х600 и 0,26мм при 1024х768. Разделителна способност (или често се употребява английската дума резолюция) на монитор или телевизионен приемник е броят точки (пиксели), които могат да се изобразят в хоризонтална и вертикална посока. За термина разделителна способност в оптиката определението е малко по-различно. Резолюцията е основна характеристика на монитора, от която зависи детайлността, гладкостта (зърнистостта) на картината, а оттам и общото качество на излъчвания образ. Отношението, броят на пикселите по хоризонтала и вертикала определят вида на монитора. Най-често те са в пропорция 4:3 или 16:9. Примерно 640:480, 1024:768 и 1600:1200, 2048:1536 са резолюции на монитори с нормален формат 4:3. При широкоформатните монитори (16:9) отношението често е 852:480 (Standard Definition), 1366:768 (HD Ready) или 1920:1080 (Full HD). Съкращението HD идва от High Definition TV (HDTV). Резолюцията 1920:1080 е максималната специфицирана в стандарта за HDTV.


Видове CRT монитори
Обикновена маска в триади


Trinitron маска по колони



Имат същия принцип на действие, но вместо обикновената метална решетка, използват решетка от ситно наредени една до друга вертикални ивици всяка от , които отговаря на опрределен цвят. 


 Предимства : 
                      По- голям контраст 
                      Премахва се вертикалното изкривяване на кинескопа 
Недостатък : 
                      Нестабилност - при вибрации или продължителна работа може да се измести. 
                      Появява се ореол около образите







Видове развивки


  • Презредова развивка (interlaced) - Режим с редуване

Аналоговият NTSC видеосигнал (използван в телевизията) се състои от два полукадъра, които се комбинират в един за да се получи цялостно изображение. 
 Мониторът с редуване чертае всеки втори ред на изображението след , което се връща за да допълни следващите редове. 

  • Поредова развивка (non interlaced) -   Режим без редуване

  Мониторът без редуване изчертава всички редиве последователно.Резултатът е висококачествено изображение.


Параметър сходимост
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница