مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

کارت گرافيک

کارت گرافيک در کامپيوتر شخصی دارای جايگاهی خاص است . کارت های فوق اطلاعات ديجيتال توليد شده توسط کامپيوتر را اخذ و آنها را بگونه ای تبديل می نمايند که برای انسان قابل مشاهده باشند.در اغلب کامپيوترها ، کارت های گرافيک اطلاعات ديجيتال را برای نمايش توسط نمايشگر ، به اطلاعات آنالوگ تبديل می نمايند. در کامپيوترهای Laptop اطلاعات، همچنان ديجيتال باقی خواهند ماند چون کامپيوترهای فوق اطلاعات را بصورت ديجيتال نمايش می دهند.

اگر از قاصله بسيار نزديک به صفحه نمايشگر يک کامپيوتر شخصی نگاه کنيد ، مشاهده خواهيد کرد که تمام چيزهائی که بر روی نمايشگر نشان داده می شود از "نقاط" تشکيل شده اند . نقاط فوق " پيکسل " ناميده می شوند. هر پيکسل دارای يک رنگ است . در برخی نمايشگرها ( مثلا" صفحه نمايشگر استفاده شده در کامپيوترهای اوليه مکينتاش ) هر پکسل صرفا" دارای دو رنگ بود: سفيد و سياه . امروزه در برخی از صفحات نمايشگر ، هر پيکسل می تواند دارای 256 رنگ باشد. در اغلب صفحات نمايشگر ، پيکسل ها بصورت " تمام رنگ " (True Color) بوده و دارای 16/8 ميليون حالت متفاوت می باشند. با توجه به اينکه چشم انسان قادر به تشخيص ده ميليون رنگ متفاوت می باشد ، 16/8 ميليون رنگ بمراتب بيش از آن چيزی است که چشم انسان قادر به تشخيص آنها بوده و بنظر همان ده ميليون رنگ کفايت می کند!

هدف يک کارت گرافيک ، ايجاد مجموعه ای از سيگنالها است که نقاط فوق را بر روی صفحه نمايشگر ، نمايش دهند.

مبانی کارت گرافيک

بمنظور شناخت اهميت و جايگاه کارت های گرافيک،يک کارت گرافيک با ساده ترين امکانات را در نظر می گيريم . کارت مورد نظر قادر به نمايش پيکسل های سياه وسفيد بوده و از يک صفحه نمايشگر با وضوح تصوير 480 * 640 پيکسل استفاده می نمايد. کارت گرافيک از سه بخش اساسی زير تشکيل می شود :

- حافظه . اولين چيزی که يک کارت گرافيک به آن نياز دارد ، حافظه است . حافظه رنگ مربوط به هر پيکسل را در خود نگاهداری می نمايد. در ساده ترين حالت ( هر پيکسل سياه و سفيد باشد ) به يک بيت برای ذخيره سازی رنگ هر پيکسل نياز خواهد بود. با توجه به اينکه هر بايت شامل هشت بيت است ، نياز به هشتاد بايت (حاصل تقسيم 640 بر 8 ) برای ذخيره سازی رنگ مربوط به پيکسل های موجود در يک سطر بر روی صفحه نمايشگر و 38400 بايت ( حاصلضرب 480 در 80 ) حافظه بمنظور نگهداری تمام پيکسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ، خواهد بود .

- اينترفيس کامپيوتر دومين چيزی که يک کارت گرافيک به آن نياز دارد ، روشی بمنظور تغيير محتويات حافظه کارت گرافيک است امکان فوق با اتصال کارت گرافيک به گذرگاه مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پيدا خواهد کرد. کامپيوتر قادر به ارسال سيگنال از طريق گذرگاه مربوطه برای تغيير محتويات حافظه خواهد بود.

- اينترفيس ويدئو سومين چيزی که يک کارت گرافيک به آن نياز دارد ، روشی بمنظور توليد سيگنال برای مانيتور است . کارت گرافيک می بايست سيگنال های رنگی را توليد تا باعث حرکت اشعه در CRT گردد. فرض کنيد که صفحه نمايشگر در هر ثانيه شصت فريم را بازخوانی / باز نويسی می نمايد ، اين بدان معنی است که کارت گرافيک تمام حافظه مربوطه را بيت به بيت اسکن و اين عمل را شصت مرتبه در ثانيه انجام دهد. سيگنال های مورد نظر برای هر پيکسل موجود برهرخط ارسال و درادامه يک پالس افقیsync، نيز ارسال می گردد.عمليات فوق برای 480 خط تکرار شده و در نهايت يک پالس عمودی sync ارسال خواهد شد.

پردازنده های کمکی گرافيک

يک کارت گرافيک ساده نظير آنچه در بخش قبل اشاره گرديد ، Frame Buffer ناميده می شود. کارت، يک فريم ازاطلاعاتی را نگهداری می نمايد که برای نمايشگر ارسال شده است . ريزپردازنده کامپيوتر مسئول بهنگام سازی هر بايت در حافظه کارت گرافيک است .

در صورتيکه عمليات گرافيک پيچيده ای را داشته باشيم ، ريزپردازنده کامپيوتر مدت زمان زيادی را صرف بهنگام سازی حافظه کارت گرافيک کرده و برای ساير عمليات مربوطه زمانی باقی نخواهد ماند. مثلا" اگر يک تصوير سه بعدی دارای 10000 ضلع باشد ، ريزپردازنده می بايست هر ضلع را رسم و عمليات مربوطه در حافظه کارت گرافيک را نيز انجام دهد. عمليات فوق زمان بسيار زيادی را طلب می کند.

کارت های گرافيک جديد ، بطرز قابل توجه ای ، حجم عمليات مربوط به پردازنده اصلی کامپيوتر را کاهش می دهند. اين نوع کارت ها دارای يک پردازنده اصلی پر قدرت بوده که مختص عمليات گرافيکی طراحی شده است. با توجه به نوع کارت گرافيک ، پردازنده فوق می تواند يک " کمک پردازنده گرافيکی" و يا يک " شتاب دهنده گرافيکی " باشد. پردازنده کمکی و پردازنده اصلی بصورت همزمان فعاليت نموده و در موارديکه از شتاب دهنده گرافيکی استفاده می گردد ، دستورات لازم از طريق پردازنده اصلی برای شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده مسئوليت انجام آنها را برعهده خواهد داشت .

در سيستم های " کمک پردازنده " ، درايور کارت گرافيک عمليات مربوط به کارهای گرافيکی را مستقيما " برای پردازنده کمکی گرافيکی ارسال می دارد. سيستم عامل هر چيز ديگر را برای پردازنده اصلی ارسال خواهد کرد. در سيستم های " شتاب دهنده گرافيکی " ، درايور کارت گرافيک هر چيز را در ابتدا برای پردازنده اصلی کامپيوتر ارسال می دارد. در ادامه پردازنده اصلی کامپيوتر ، شتاب دهنده گرافيک را بمنظور انجام عمليات خاصی هدايت می نمايد. مثلا" پردازنده ممکن است به شتاب دهنده اعلام نمايد که :" يک چند ضلعی رسم کن " در ادامه شتاب دهنده فعاليت تعريف شده فوق را انجام خواهد داد.

عناصر ديگر بر روی کارت گرافيک

يک کارت گرافيک دارای عناصر متفاوتی است :

- پردازنده گرافيک : پردازنده گرافيک به منزله مغز يک کارت گرافيک است . پردازنده فوق می تواند يکی از سه حالت پيکربندی زير را داشته باشد

-- Graphic Co-Processor . کارت هائی از اين نوع قادر به انجام هر نوع عمليات گرافيکی بدون کمک گرفتن از پردازنده اصلی کامپيوتر می باشند.

-- Graphics Accelerator . تراشه موجود بر روی اين نوع کارت ها ، عمليات گرافيکی را بر اساس دستورات صادره شده توسط پردازنده اصلی کامپيوتر انجام خواهند داد.

-- Frame Buffer . تراشه فوق ،حافظه موجود بر روی کارت را کنترل و اطلاعاتی را برای " مبدل ديجيتال به آنالوگ " (DAC) ارسال خواهد کرد . عملا" پردازشی توسط تراشه فوق انجام نخواهد شد.

- حافظه: نوع حافظه استفاده شده بر روی کارت های گرافيک متغير است . متداولترين نوع ، از پيکر بندی dual-ported استفاده می نمايد. در کارت های فوق امکان نوشتن در يک بخش حافظه و امکان خواندن از بخش ديگر حافظه بصورت همزمان امکان پذير خواهد بود. بدين ترتيب مدت زمان لازم برای بازخوانی / بازنويسی يک تصوير کاهش خواهد يافت .

- Graphic BIOS . کارت های گرافيک دارای يک تراشه کوچک BIOS می باشند. اطلاعات موجود در تراشه فوق به ساير عناصر کارت نحوه انجام عمليات (مرتبط به يکديگر) را تبين خواهد کرد. BIOS همچنين مسئوليت تست کارت گرافيک ( حافظه مربوطه و عمليات ورودی و خروجی ) را برعهده خواهد داشت .

- Digital-to-Analog Converter) DAC) . تبديل کننده فوق را RAMDAC نيز می گويند. داده های تبديل شده به ديجيتال مستقيما" از حافظه اخذ خواهند شد. سرعت تبديل کننده فوق تاثير مستقيمی را در ارتباط با مشاهده يک تصوير بر روی صفحه نمايشگر خواهد داشت .

- Display Connector. کارت های گرافيک از کانکتورهای استاندارد استفاده می نمايند.اغلب کارت ها از يک کانکتور پانزده پين استفاده می کنند. کانکتورهای فوق همزمان با عرضه VGA :Video Graphic Array مطرح گرديدند.

- Computer(Bus) Connector . اغلب گذرگاه فوق از نوع AGP است ..پورت فوق امکان دستيابی مستقيم کارت گرافيک به حافظه را فراهم می آورد.ويژگی فوق باعث می گردد که سرعت پورت های فوق نسبت به PCI چهار مرتبه سريعتر باشد. بدين ترتيب پردازنده اصلی سيستم قادربه انجام فعاليت های خود بوده وتراشه موجود برروی کارت گرافيک امکان دستيابی مستقيم به حافظه را خواهد داشت .

جایگاه کارت گرافیک

تولید کنندگان کارت ها و تراشه های ( Chip set ) گرافیک ، سخت افزار خود را هر شش ماه تغییر و بهنگام می نمایند . طراحان و پیاده کنندگان محصولات نرم افزاری با اتکاء به پتانسیل های ارائه شده توسط کارت های گرافیک ، قادر به تولید محصولات متنوعی نظیر بازی های کامپیوتری پیچیده و با گرافیک بالا می باشند .بازی های کامپیوتری تنها دلیل ارائه کارت های گرافیک جدید نبوده و در این راستا دلایل دیگری همچون استفاده از امکانات جانبی ارائه شده توسط آنان نیز مورد نظر می باشد. امکان دسترسی به دو و یا سه تصویر بطور همزمان ، استفاده از پورت DVI ( اینترفیس دیجیتالی ویدئو) ، اینترفیس های S-Video و پورت های ( Fire wire (IEEE 1394 ، نمونه هائی از امکانات ارائه شده در کارت های گرافیک جدید می باشند .

ویژگی ها ی مهم

از مهمترین ویژگی های مرتبط با کارت گرافیک ، می توان به موارد زیر اشاره نمود :

پردازنده

امروزه به برکت وجود پردازنده های استفاده شده در کارت های گرافیک ، امکان مشاهده تصاویر سه بعدی متحرک بطور کامل فراهم شده است . کارت های گرافیک قادر به پشتیبانی از تصاویر ویدئوئی سه بعدی و بازی های کامپیوتری بنحو مطلوب و با بهترین وضعیت نمایش می باشند . زمانیکه بازی های کامپیوتری با سرعت شصت فریم در ثانیه و یا بیشتر نمایش داده شوند ، وضعیت مطلوبی فراهم و تصاویر فاقد هر گونه لرزشی خواهند بود(چشم انسان در این سرعت قادر به تشخیص لرزش تصاویر نمی باشد). کارت های گرافیک ارزان قیمت بخوبی جوابگوی بازیهای قدیمی می باشند . کارت هائی که قادر به تولید فریم ها با سرعت بیشتری باشند ، امکان مشاهده تصاویر و بازی های کامپیوتری در Resolution بالاتررا بخوبی فراهم می نمایند. بمنظور اجرای بازی های کامپیوتری که از تکنولوژی DirectX 8 استفاده می نمایند ، می بایست از کارت هائی که تکنولوژی فوق را حمایت می نمایند ، استفاده گردد.

حافظه

در مواردیکه از کامپیوتر بمنظور انجام عملیات حجیم گرافیکی نظیر بازی های کامپیوتری و یا ویرایش تصاویر ویدئوئی استفاده می گردد ، اطلاعات مورد نیازبمنظورنمایش تصاویردر حافظه RAM کارت گرافیک ذخیره می گردد . کارت های گرافیک بمنظور انجام مطلوب و سریع اینگونه فعالیت ها به حجم بالائی از حافظه نیاز خواهند داشت . بموازات افزایش پیجیدگی بازی های کامپیوتری یا حجم عملیات گرافیکی به حافظه بیشتری نیاز خواهد بود. استفاده مناسب و بهینه از حافظه کارت گرافیک می تواند تضمین لازم در خصوص نمایش بدون نقص تصاویر را ارائه نماید. اکثر کارت های گرافیکی دارای 32Mb تا 64Mb حافظه از نوع DDR SDRAM می باشند. مدل های پیشرفته تر و در عین حال گرانتر، دارای حافظه ای بین 64MB تا 128MB می باشند.برای بازی های قدیمی ، حافظه ای به میزان 32MB کافی بوده ولی کیفیت و سرعت انتقال تصاویر در آنان نسبت به کارت های جدید خصوصا" در Resolution 1600 * 1200 ، مطلوب نخواهد بود. بمنظور استفاده از بازی های گرافیکی پیشرفته و Resolution بالاتر ، پیشنهاد می گردد از کارت های گرافیکی که دارای حداقل 128Mb حافظه می باشند ، استفاده گردد .اکثر بازی های جدید به حافظه ای بیش از 128MB نیاز نخواهند داشت . در صورت تمایل و ضرورت می توان از کارت ها ئی که دارای حافظه بیشتری هستند، استفاده نمود ( عدم ضرورت ارتقاء کارت گرافیک در مواردیکه یک بازی کامپیوتری با حجم بالای گرافیک عرضه می شود .

)تراشه های گرافیکی که بر روی مادربرد کامپیوتر قرار دارند ( OnBorad) از حافظه اصلی سیستم استفاده می نمایند ( با توجه به اشغال بخشی از حافظه توسط کارت گرافیک موجود بر روی مادربرد ، فضای کمتری در حافظه اصلی برای سایر عملیات باقی خواهد ماند ) . در اغلب کامپیوترهای ارزان قیمت که از پردازنده هائی با توان عملیاتی کمتر استفاده می شود نظیر پردازنده های Celeron محصول شرکت Intel و یا Duron محصول شرکت AMD ) ، کارت گرافیکی بر روی مادربرد تعبیه شده است. کامپیوترها ی فوق ، دارای توانایی قابل قبولی بوده و برای کاربران معمولی که از کامپیوتر به عنوان یک ابزار کار معمولی استفاده می نمایند، بسیار کارآمد بوده ولی در صورتیکه کاربرانی نیازمند انجام عملیات گرافیک سنگین بوده و یا قصد استفاده از بازی هائی را داشته باشند که دارای گرافیک بالا می باشد ، سیستم های فوق کارآئی مناسبی نخواهند داشت .

امکانات جانبی

برخی از کارت های گرافیک دارای امکانات جانبی اضافه ای بوده که امکان استفاده از آنان توسط سخت افزار و یا نرم افزار های مربوطه در اختیار کاربران قرار می گیرد. در ادامه به برخی از این امکانات ، اشاره می گردد :

________________________________________

خروجی DVI

از کارت های گرافیک که دارای اینترفیس ویژوال دیجیتال می باشند ، بمنظور اتصال به مانیتورهای دیجیتال استفاده می گردد. با استفاده از اینترفیس DVI و پورت خروجی DVI، امکان اتصال کارت های گرافیک به انواع مانیتورهای دیجیتال و آنالوگ ، فراهم می گردد .

________________________________________

ورودی / خروجی S-Video

پورت خروجی S-Video ، امکان ارسال سیگنالهای ویدئویی را به تلویزیون، VCR و سایر دستگاههای مشابه فراهم می نماید. با استفاده از پورت ورودی S-Video ، می توان تصاویر ویدئویی را از وسایلی نظیر VCR، دوربین های فیلمبرداری به کامپیوترتان تغذیه نمود.

________________________________________

ورودی/ خروجی مرکب

پورت های مرکب دارای عملکردی مشابه پورت های S-Video بوده با این تفاوت که امکان اتصال به تجهیزات قدیمی که دارای پتانسیل لازم بمنظور ارتباط و استفاده از پورت S-Video نمی باشند را فراهم می نماید .اکثر کارت های گرافیک که دارای پورت های S-Video می باشند ، دارای یک کابل لازم بمنظور تبدیل پورت فوق به پورت های مرکب می باشند .

________________________________________

Graphics Cards
The personal computer is the graphics card has a special place.Information on Laptop computers, digital still remain such as the digital display information to the computers.
Qaslh very close to the screen you see a desktop computer, you will see that what is shown on the display of "points" have been formed. Above the "pixels" are called. Each pixel has a color. Some displays (eg, "display used in the early Macintosh computers) each Pksl simply" two colors: white and black. Today, some of the displays, each pixel can be 256 colors. In most displays, pixels as "all colors" (True Color) and has a 16 / 8 million cases are different.
The purpose of a graphics card, a set of signals that the above points on the screen, are displayed.

Fundamentals of Graphics Cards
To understand the importance and status of the graphics card, graphics card with the features we consider the simplest.Graphics card is composed of three main sections as follows:
- Memory. The first thing that it requires a graphics card, memory. Color of each pixel are stored in memory to their. In the simplest case (each pixel is black and white) to a storage bits for each pixel color will be needed.all visible pixels on the screen, it will be.
Computer can send signals through the bus to change memory contents will be.
- Interfaces video graphics card to a third what it needs to generate a signal to the monitor. Graphics card should produce color signals to move the beam in the CRT.

Auxiliary graphics processors
Simple graphics, such as what was mentioned in the previous section, Frame Buffer is called. Card, a frame that will hold Azatlaaty has been sent to the display. Each byte in the computer microprocessor upgrade the graphics card memory.
New graphics cards, handled a significant volume of operations to reduce the computers main processor. These cards have a powerful CPU that is specific to the graphic design. According to the type of graphics card, the CPU can be a "GPU assisted" or a "graphics accelerator" is.
In the "processor", the graphics driver graphics directly related "to help graphics processors are added. OS will send everything to the main processor. The system" graphics accelerator ", the driverKen "The accelerator will perform the activities defined above.
Other elements on the graphics card
A graphics card with different elements:
- GPU: Intel Graphics as a graphics card is the brain. The processor can be configured for one of three modes have the following
- Graphic Co-Processor.
- Graphics Accelerator. The chips on these cards, the computer graphics based on orders issued by the main processor will do.
- Frame Buffer. These chips, available memory on the card and control information for the "digital to analog converter" (DAC) will be added. Actually "processing by the chip will not do.
- Memory: The type of memory used on graphics cards vary. The most common type of configuration uses dual-ported.The time required for review / rewrite of an image will be reduced.
- Graphic BIOS. Graphics cards have a BIOS chip. The information in the chip card to the other elements of operations (related to each other) to be decisive. BIOS is also responsible for testing the graphics card (the memory and the input and output) will be responsible.
- Digital-to-Analog Converter) DAC). The converter also called the RAMDAC.
- Display Connector. Graphics cards use a standard connector. Most of the cards from a fifteen-pin connector are used. Released simultaneously with the above connector VGA: Video Graphic Array was introduced.
- Computer (Bus) Connector.The main processor system was able to carry out their activities Vtrashh on the graphics card will allow DMA.


The graphics
Manufacturers and chip cards (Chip set) graphics, and when your hardware are changed every six months.regard for other reasons such as the use of the features offered by them is also desired.
The important features
The main features associated with the card, can be mentioned the following:

Processor
Today, thanks to the processors used in the graphics card, a fully animated three-dimensional images is provided. Graphics card capable of supporting three-dimensional video and computer games with the best views are well and good.Old games are very responsive to low-cost graphics cards.In order to run games that use DirectX 8 technology, that technology should support the card, is used.

Memory
In the case of computer graphics to large operations such as computer games or video editing is used, the information is stored Nyazbmnzvrnmaysh Tsavyrdr RAM memory card. Good and fast graphics card to perform these activities will require high volumes of memory. Parallel increase in the volume Pyjydgy computer games or graphics, more memory will be required. Appropriate and efficient use of memory cards can be ensure the perfect display picture represents. Most graphics cards with 32Mb RAM and 64Mb of DDR SDRAM are.
with high graphics, the system will have a good performance.
Share
In some of these facilities, which include:
________________________________________
DVI output
The Digital Visual Interface cards that are used to connect to digital monitors. Interface and DVI output port with DVI, allowing connection to a variety of graphics cards, digital and analog monitors, will be provided.
________________________________________
Input / output S-Video
Output port S-Video, allows video signals to a TV, VCR and other similar devices provides. Using the input port, S-Video, the video images from devices such as VCR, video cameras can be fed to the computer.
________________________________________
Input / output composite
-Video are required to become a cable port to port are combined.
________________________________________